CN104376890B - 转盘式中子斩波器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及散裂中子源相关技术领域，特别是一种转盘式中子斩波器；包括真空密封腔体和转盘，所述转盘设置在所述真空密封腔体内并由伺服电机带动旋转，所述转盘上设置有扇形开口，所述真空密封腔体在前后两侧上对应设置有中子束窗，中子束窗是中子束流经过真空密封腔体的通道；通过伺服电机直接驱动带扇形开口的转盘来切割中子束流，以保证符合指定波长范围的中子束流能够通过本发明，从而能准截取指定波段的中子束，另外，本发明带有真空密封腔体，能够在真空条件下运行，减少中子束通过时在空气中的散射。
Description
技术领域
本发明涉及散裂中子源相关技术领域，特别是一种转盘式中子斩波器。
背景技术
散裂中子源是通过加速器驱动高能质子轰击重金属靶体，从而得到高中子通量的中子束流。先进的中子源是中子科学研究的基础，能够为物质微观结构和运动状态的研究提供必要的工具。而不同研究和实验需要的中子束流波段不尽相同，因此需要根据不同的需要对中子束流进行截取。目前尚无真正意义上能够用于散裂中子源的中子束流截取装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在真空、辐射环境下连续稳定工作，用于截取指定波长范围的中子束的一种转盘式中子斩波器。
为达到上述功能，本发明提供的技术方案是：
一种转盘式中子斩波器，包括真空密封腔体和转盘，所述转盘设置在所述真空密封腔体内并由伺服电机带动旋转，所述转盘上设置有扇形开口，所述真空密封腔体在前后两侧上对应设置有中子束窗，中子束窗是中子束流经过真空密封腔体的通道。
优选地，所述转盘前后两端面均设置有环形凹槽带，所述凹槽带上覆盖有涂层，涂层用于吸收和阻挡中子。
优选地，所述转盘式中子斩波器还包括对射式光电传感器，所述对射式光电传感器固定安装在所述真空密封腔体上。
优选地，所述转盘式中子斩波器还包括温度传感器和真空测量计，所述温度传感器和真空测量计分别安装在所述真空密封腔体内。
优选地，所述涂层是硼10粉与环氧胶的混合物。
优选地，所述真空密封腔体和所述转盘采用超硬铝制成。
本发明的有益效果在于：一种转盘式中子斩波器，包括真空密封腔体和转盘，所述转盘设置在所述真空密封腔体内并由伺服电机带动旋转，所述转盘上设置有扇形开口，所述真空密封腔体在前后两侧上对应设置有中子束窗，中子束窗是中子束流经过真空密封腔体的通道；通过伺服电机直接驱动带扇形开口的转盘来切割中子束流，以保证符合指定波长范围的中子束流能够通过本发明，从而能准截取指定波段的中子束，另外，本发明带有真空密封腔体，能够在真空条件下运行，减少中子束通过时在空气中的散射。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖面图；
图3为转盘的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1至附图3对本发明作进一步阐述：
如图1和图2所示的一种转盘式中子斩波器，包括真空密封腔体1和转盘2，转盘2设置在真空密封腔体1内，转盘2和伺服电机3之间通过键和轴套4连接传动，伺服电机3上带有轴套4，通过键传递扭矩，而转盘2与轴套4则通过6个螺栓连接，从而伺服电机3可以带动转盘2旋转。在本实施例中，真空密封腔体1采用超硬铝合金制造。伺服电机3放置于真空密封腔体1和电机套筒5中，真空密封腔体1与电机套筒5之间通过橡胶圈密封，并通过真空抽气法兰6抽真空。
如图3所示，转盘2为薄形圆盘，采用超硬铝合金材料制成，转盘2的外边沿上开设有90°的扇形开口21，需要说明的是扇形开口21的大小可根据需要定制。转盘2前后两端面均设置有环形凹槽带22，凹槽带22上覆盖有涂层，涂层用于吸收和阻挡中子。在本实施例中，涂层是硼10粉与环氧胶的混合物。
如图1和图2所示，真空密封腔体1在前后两侧上对应设置有中子束窗7，中子束窗7是中子束流经过真空密封腔体1的通道。中子束窗7正对着转盘2的凹槽带22。中子束窗7采用超硬铝合金材料制成，厚度极薄，采用橡胶圈密封的方式安装在真空密封腔体1上，因此既能实现斩波器的密封，又可以减少中子束流通过的损失。
转盘式中子斩波器还包括温度传感器(图中未示出)、真空测量计(图中未示出)和对射式光电传感器8，温度传感器和真空测量计分别安装在真空密封腔体1内，温度传感器用来检测伺服电机3工作时的温度变化情况，真空测量计用来测量真空密封腔体1内的真空度。如图2所示，对射式光电传感器8固定安装在真空密封腔体1的底部，转盘2每转动一圈，对射式光电传感器8就会输出一个信号，通过与标准信号的对比可以实现对转盘2运动情况的监测。
使用时，把本发明放置于散裂中子源散射谱仪中，并通过信号线接口9与伺服闭环控制系统相连接，伺服闭环控制系统接收到加速器标准定时信号后对伺服电机3进行控制，使转盘2的工作频率与散裂中子源的脉冲频率严格同步，从而精确控制转盘2的初始相位与角速度，实现对中子束流的切割，转盘2上的涂层可以阻挡并吸收掉不需要的波长段，这样可以得到指定波长范围的中子束流。
伺服闭环控制系统采用两层结构，相位控制在底层下位机Compax3 T40伺服驱动器中完成，同时对斩波器的温度和真空度进行监测，并将相位控制的结果发送给探测器电子学系统；上层中的PC机运行InteractX HMI人机界面软件，由用户来控制伺服电机3的启停和设置运行参数，同时操作者还可以对伺服电机3的转速、相位误差的实时数据进行监测。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。
Claims (5)
1.一种转盘式中子斩波器，其特征在于：包括真空密封腔体和转盘，所述转盘设置在所述真空密封腔体内并由伺服电机带动旋转，所述转盘上设置有扇形开口，所述真空密封腔体在前后两侧上对应设置有中子束窗，中子束窗是中子束流经过真空密封腔体的通道，所述转盘前后两端面均设置有环形凹槽带，所述凹槽带上覆盖有涂层，涂层用于吸收和阻挡中子，中子束窗正对着转盘的凹槽带。
2.如权利要求1所述的转盘式中子斩波器，其特征在于：所述转盘式中子斩波器还包括对射式光电传感器，所述对射式光电传感器固定安装在所述真空密封腔体上。
3.如权利要求1所述的转盘式中子斩波器，其特征在于：所述转盘式中子斩波器还包括温度传感器和真空测量计，所述温度传感器和真空测量计分别安装在所述真空密封腔体内。
4.如权利要求1所述的转盘式中子斩波器，其特征在于：所述涂层是硼10粉与环氧胶的混合物。
5.如权利要求1至4任意一项所述的转盘式中子斩波器，其特征在于：所述真空密封腔体和所述转盘采用超硬铝制成。
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