CN104778986B - 一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，包括固定屏蔽体、提拉式活动屏蔽块部件、转动式外屏蔽部件和位置检测部件；固定屏蔽体上设置有白光中子束入射通道和出射中子通道；活动屏蔽块部件包括多个依次绕着圆弧搭接在固定屏蔽体上活动屏蔽块，固定在固定屏蔽体上表面的半圆型支架，以及多个固定在半圆型支架的气缸，每一气缸对应提拉一活动屏蔽块；转动式外屏蔽部件包括多个固定在T型支撑上端的外屏蔽块，固定在外屏蔽块内侧的束流限制器，固定在固定屏蔽体下方的转台，固定在T型支撑下方的气垫组，以及一端固定在T型支撑的下部内侧、另一端固定在转台上的薄矩形钢板；位置检测部件包括多个沿着同一半径依次固定在固定屏蔽体外表面的光电开关，以及固定在转动式外屏蔽部件的T型支撑上的扇形光电开关触发板。

Description

一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置

技术领域

本发明涉及一种冷中子谱仪，具体涉及一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，属于中子散射技术领域。

背景技术

中子散射实验是通过不同类型的中子散射谱仪来充分实现的。大多数基于反应堆的中子散射实验都需要用到某种特定能量或波长的单色中子入射到样品上，对于一些中子散射谱仪，比如中子三轴谱仪，还要求入射到样品上的中子能量或波长连续可变。因此需将从反应堆水平孔道引出的白光中子经单色器进行单色化。当白光中子束入射到单色器，根据布拉格衍射定律，通过转动单色器以改变入射束与出射束之间的起飞角2θ_M，则出射中子束的能量和方向会改变。为了对中子束的周围进行很好的屏蔽并有效降低实验本底，必须将单色器放置于单色器屏蔽装置内。

目前，在公开文件中“一种起飞角连续可变的中子单色器屏蔽装置，高建波等，中国机械工程，2010，第21卷第3期”，以及发明专利“中子单色器屏蔽装置(授权公告号CN101599307B)”均公开了一种分层鼓状结构的具有起飞角连续可变的单色器屏蔽装置，“中子三轴谱仪，勾成等，原子能科学技术，1988，第22卷第2期”公开了一种小屏蔽鼓状的中子单色器屏蔽装置。但是，这种分层鼓状结构的单色器屏蔽装置多以重混凝土为主，更适用于热中子谱仪和安装在反应堆大厅的冷中子谱仪。而分层鼓状结构和小屏蔽鼓状的单色器屏蔽装置若用于导管大厅的冷中子三轴谱仪，尺寸和重量大，导致造价高和过于笨拙。此外，针对坐落于导管大厅的冷中子谱仪，国外有报道屏蔽采用铅和掺硼高密度聚乙烯复合材料，但没有文献公开报道冷中子谱仪的单色器屏蔽装置。而国内对于冷中子谱仪的中子能量连续可变的单色器屏蔽装置的研究尚属空白。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够同时满足屏蔽和降低实验本底要求的冷中子谱仪的单色器屏蔽装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，其特征在于，它包括固定屏蔽体、提拉式活动屏蔽块部件、转动式外屏蔽部件和位置检测部件；所述固定屏蔽体为固定于地面上的中空壳体结构，其上设置有白光中子束入射通道和出射中子通道；所述活动屏蔽块部件包括N个活动屏蔽块、半圆型支架、N个气缸和N个调节套，其中N为不小于2的自然数；N个所述活动屏蔽块依次绕着圆 弧以台阶错缝方式搭接在所述固定屏蔽体上，所述半圆型支架固定在所述固定屏蔽体的上表面；N个所述气缸的缸筒依次固定在所述半圆型支架上，每一所述气缸对应一个所述活动屏蔽块，每一所述气缸的推杆通过一所述调节套与对应的所述活动屏蔽块的上端面连接；所述转动式外屏蔽部件包括束流限制器、外屏蔽块、转台、薄矩形钢板、T型支撑和气垫组；所述束流限制器固定在所述外屏蔽块内侧，所述外屏蔽块固定在所述T型支撑上端，并且所述外屏蔽块以轴线重合并间隙配合的方式包裹着所述固定屏蔽体和提拉式活动屏蔽块部件；所述转台固定在所述固定屏蔽体下方的地面上，所述转台的回转中心与所述固定屏蔽体的轴线重合；所述气垫组固定在所述T型支撑的下方，在水平方向，所述薄矩形钢板的一端固定在所述T型支撑的下部内侧，所述薄矩形钢板的另一端固定在所述转台的转动盘上；所述位置检测部件包括N-1个光电开关和一个扇形光电开关触发板，N-1个所述光电开关沿着同一半径依次固定在所述固定屏蔽体的外表面，并且依次位于所述提拉式活动屏蔽块部件的N个活动屏蔽块的接缝的下方；所述扇形光电开关触发板固定在所述转动式外屏蔽部件的T型支撑上。

在一个优选的实施例中，所述固定屏蔽体的横截面呈半圆形拼接矩形，且在竖直方向半圆形部分低于矩形部分以形成带有台阶的所述出射中子通道，在半圆形部分和矩形部分拼接处设置所述白光中子束入射通道。

在一个优选的实施例中，所述活动屏蔽块部件还包括N个导向机构对，每一所述导向机构对由两个相同的导向机构组成，并且沿着所述固定屏蔽体的半径方向，每一所述导向机构对的两个导向机构对称分布在所述气缸的两侧；所述导向机构由导向柱和滑套以过渡配合方式连接，每一所述导向机构对的两个导向柱下端分别固定在相应的所述活动屏蔽块上表面，每一所述导向机构对的两个滑套分别固定在所述半圆型支架上。

在一个优选的实施例中，所述活动屏蔽块的横截面呈扇形，其内径、外径分别与所述固定屏蔽体半圆部分的内径、外径相同；所述活动屏蔽块的圆心角为A，圆心角A的最小值根据所述活动屏蔽块上表面安装的所述气缸的尺寸而定；所述活动屏蔽块上沿着圆周方向一侧有凹槽，另一侧有凸台，所述凹槽在径向方向长度为所述活动屏蔽块的径向长度的一半，所述凸台在径向方向长度比所述凹槽小2mm，所述凹槽和凸台的圆心角均为B；所述活动屏蔽块的下方呈台阶形状，相邻两个所述活动屏蔽块以凹槽凸台镶嵌地方式搭接在一起。

在一个优选的实施例中，所述调节套由连接轴和固定套组成，所述连接轴是上面有内螺纹孔的圆柱且下面带两侧平面的圆台，所述固定套是上段带有倒T型槽的圆柱且下段是带有安装孔的方板，所述连接轴以过渡配合方式插到所述固定套的倒T型槽 中，所述固定套依次固定在所述活动屏蔽块的上端面。

在一个优选的实施例中，所述束流限制器是横向为扇形截面、纵向为上下都有台阶的矩形截面、中间具有矩形空腔的机械结构，其矩形空腔的宽度和高度尺寸由中子束流决定。

在一个优选的实施例中，所述束流限制器的圆心角为C，圆心角C根据所述束流限制器的矩形空腔的尺寸再结合机械加工工艺的可行性确定；所述外屏蔽块的横截面为扇形，所述外屏蔽块的圆心角为D，圆心角D不小于一次提拉起的所述活动屏蔽块的最大数量+3倍的圆心角A。

在一个优选的实施例中，所述转台由步进电机驱动的蜗轮蜗杆机构组成的具有旋转功能的机械结构，用于带动所述转动式外屏蔽部件以所述转台为中心进行转动；所述T型支撑是在一个方形管的上方水平固定一个条形板，在所述方形管的两侧边分别伸出一个筋板，两个可调螺栓分别旋在两个所述筋板的螺纹孔中；所述气垫组包括两个相同的气垫、T型连接板、方形安装板和销轴，两个所述气垫分别固定在所述T型连接板两端，所述气垫是一种能够实现支撑的平面气浮轴承结构；所述方形安装板固定在所述T型支撑的下方，所述销轴一端与所述T型连接板以过渡配合方式连接，另一端固定在所述方形安装板上，两个所述气垫连同所述T型连接板相对于所述方形安装板允许有转动，以起到自动调节两个所述气垫受力平衡的作用；同时所述T型支撑上的两个可调螺栓用于调整其与所述气垫组的T型连接板上表面间的距离，当其中一个所述气垫浮起过高，所述T型支撑上的相应的可调螺栓触碰到所述T型连接板的上台面，起到阻止转动式外屏蔽部件发生倾翻的作用。

在一个优选的实施例中，所述光电开关为凹槽型结构的光电三极管传感器，所述扇形光电开关触发板以间隙配合的方式插到所述光电开关的凹槽内；所述扇形光电开关触发板的圆心角等于所述束流限制器的圆心角C。

在一个优选的实施例中，所述固定屏蔽体用含硼橡胶、铅板和含硼聚乙烯组合材料制作而成，所述活动屏蔽块用含硼橡胶、铅板和含硼聚乙烯组合材料制作而成,所述束流限制器用含硼聚乙烯制作而成，所述外屏蔽块用铅和含硼聚乙烯组合材料制作而成。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明通过位置检测部件触发相应的气缸提起活动屏蔽块，推下不需要的活动屏蔽块，从而提拉起最少数量的活动屏蔽块以改变出射中子通道，既满足了冷中子谱仪对入射到样品上的中子能量的连续改变和中子束流的有效输出，又满足屏蔽和降低实验本底的要求。2、本发明将每一气缸的推杆通过一调节套与对应的活动屏蔽块的上端面连接，并通过相应的调节套带 动相应的活动屏蔽块实现上升和下降运动，以减少活动屏蔽块和半圆型支架之间的位置误差；同时，在气缸的两侧对称布置由两个相同的导向机构组成的导向机构对，在导向机构对的导向下，使得气缸带动活动屏蔽块的上升和下降运动平顺。3、本发明通过转台带动转动式外屏蔽部件以转台为中心进行转动，随着出射中子能量的改变，转动式外屏蔽部件能够精确地转动束流限制器和外屏蔽块使之始终对准单色器的出射中子束。4、本发明在T型支撑和转台之间通过一水平设置的薄矩形钢板进行连接，薄矩形钢板允许一定的挠曲变形，正好用于补偿气垫组在充气和泄气引起的高度变化。5、本发明气垫组中的两个气垫连同T型连接板相对于方形安装板允许有转动，可以起到自动调节两个气垫受力平衡的作用；同时T型支撑上的两个可调螺栓用于调整其与气垫组的T型连接板上表面间的距离，能够有效地防止转动式外屏蔽块部件在起制动过程中的惯性所造成的倾翻。

附图说明

图1是本发明的三维结构示意图；

图2是本发明固定屏蔽体的三维结构示意图；

图3(a)是本发明提拉式活动屏蔽块块部件的三维结构示意图；

图3(b)是本发明提拉式活动屏蔽块块部件中调节套的三维结构示意图；

图4是本发明转动式外屏蔽部件的三维结构示意图；

图5是本发明位置检测部件的三维结构示意图；

图6(a)是本发明起飞角90°时的前视图；

图6(b)是图6(a)的A-A剖面俯视图；

图6(c)是图6(a)的B-B剖面俯视图；

图7(a)是本发明起飞角69°时的前视图；

图7(b)是图7(a)的A-A剖面俯视图；

图7(c)是图7(a)的B-B剖面俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

如图1所示，本发明包括固定屏蔽体100、提拉式活动屏蔽块部件200、转动式外屏蔽部件300和位置检测部件400。如图2所示，固定屏蔽体100为中空的壳体结构，并通过地脚螺栓固定在地面上，固定屏蔽体100上设置有白光中子束入射通道101和出射中子通道102。

在一个优选的实施例中，如图2所示，固定屏蔽体100的横截面呈半圆形拼接矩形，且在竖直方向半圆形部分低于矩形部分以形成带有台阶的出射中子通道102，在半圆形部分和矩形部分拼接处设置白光中子束入射通道101，固定屏蔽体100主要用含硼橡胶、铅板和含硼聚乙烯组合材料制作而成。

如图1、3(a)所示，活动屏蔽块部件200包括N个活动屏蔽块201、半圆型支架202、N个气缸220和N个调节套230，其中N为不小于2的自然数。N个活动屏蔽块201依次绕着圆弧以台阶错缝方式搭接在固定屏蔽体100上，半圆型支架202固定在固定屏蔽体100的上表面。N个气缸220的缸筒依次固定在半圆型支架202上，每一气缸220对应一个活动屏蔽块201，每一气缸220的推杆通过一调节套230与对应的活动屏蔽块201的上端面连接。这样在高压气体作用下，气缸220的推杆在缸筒内进行往复直线运动，并通过相应的调节套230带动相应的活动屏蔽块201实现上升和下降运动，以调整活动屏蔽块201和半圆型支架202之间的位置误差。

在一个优选的实施例中，如图3(a)、3(b)所示，活动屏蔽块部件200还包括N个导向机构对210，每一导向机构对210由两个相同的导向机构组成，并且沿着固定屏蔽体100的半径方向，每一导向机构对210的两个导向机构对称分布在气缸220的两侧。导向机构由导向柱和滑套以过渡配合方式连接，每一导向机构对210的两个导向柱下端分别固定在相应的活动屏蔽块201上表面，每一导向机构对210的两个滑套分别固定在半圆型支架202上，以实现对活动屏蔽块201的竖直方向运行导向。

在一个优选的实施例中，活动屏蔽块201的横截面呈扇形，其内径、外径分别与固定屏蔽体100半圆部分的内径、外径相同。活动屏蔽块201上沿着圆周方向一侧有凹槽，另一侧有凸台，凹槽在径向方向长度为活动屏蔽块201的径向长度的一半，凸台在径向方向长度比凹槽小2mm，活动屏蔽块201的下方呈台阶形状，相邻两个活动屏蔽块201以凹槽凸台镶嵌地方式搭接在一起。在本实施例中，活动屏蔽块201的圆心角为A，凹槽和凸台的圆心角均为B(如图6(b)所示)，圆心角A的最小值根据其上表面安装气缸220的尺寸而定,活动屏蔽块201用含硼橡胶、铅板和含硼聚乙烯组合材料制作而成。

在一个优选的实施例中，如图3(b)所示，调节套230由连接轴231和固定套232组成，连接轴231是上面有内螺纹孔的圆柱且下面带两侧平面的圆台，固定套232是上段带有倒T型槽的圆柱且下段是带有安装孔的方板，连接轴231以过渡配合方式插到固定套232的倒T型槽中，固定套232依次固定在活动屏蔽块201的上端面。

如图1、图4所示，转动式外屏蔽部件300包括束流限制器301、外屏蔽块302、转台303、薄矩形钢板304、T型支撑330和气垫组310。束流限制器301固定在外屏蔽块302内侧，外屏蔽块302固定在T型支撑330上端，并且外屏蔽块302以轴线重 合并间隙配合的方式包裹着固定屏蔽体100和提拉式活动屏蔽块部件200。转台303固定在固定屏蔽体100下方的地面上，转台303的回转中心与固定屏蔽体100的轴线重合。气垫组310固定在T型支撑330的下方，在水平方向，薄矩形钢板304的一端固定在T型支撑330的下部内侧，薄矩形钢板304的另一端固定在转台305的转动盘上。由于薄矩形钢板304允许一定的挠曲变形，正好用于补偿气垫组310在充气和泄气引起的高度变化。

在一个优选的实施例中，束流限制器301是横向为扇形截面、纵向为上下都有台阶的矩形截面、中间具有矩形空腔的机械结构，其矩形空腔的宽度和高度尺寸由中子束流决定。束流限制器301的圆心角为C(如图6(b)所示)，圆心角C根据矩形空腔的尺寸再结合机械加工工艺的可行性确定，束流限制器301主要用含硼聚乙烯制作而成。外屏蔽块302的横截面为扇形，圆心角为D(如图6(b)所示)，圆心角D不小于一次提拉起的活动屏蔽块201的最大数量+3倍的圆心角A，外屏蔽块302主要用铅和含硼聚乙烯组合材料制作而成。转台303由步进电机驱动的蜗轮蜗杆机构组成的具有旋转功能的机械结构，它用于带动转动式外屏蔽部件300以转台303为中心进行转动。T型支撑330是在一个方形管331的上方水平固定一个条形板332，在方形管331的两侧边分别伸出一个筋板333，两个可调螺栓334分别旋在两个筋板333的螺纹孔中。气垫组310包括两个相同的气垫311、T型连接板312、方形安装板313和销轴314，两个气垫311分别固定在T型连接板312两端，且两个气垫311之间的距离尽量大，气垫311是一种能够实现支撑的平面气浮轴承结构。方形安装板313固定在T型支撑330的下方，销轴314一端与T型连接板312以过渡配合方式连接，另一端固定在方形安装板313上，这样两个气垫311连同T型连接板312相对于方形安装板313允许有转动，可以起到自动调节两个气垫311受力平衡的作用，同时T型支撑330上的两个可调螺栓334用于调整其与气垫组310的T型连接板312上表面间的距离，当由于某种原因导致其中一个气垫311浮起过高，T型支撑330上的相应的可调螺栓334触碰到T型连接板312的上台面，起到阻止转动式外屏蔽部件300发生倾翻的作用。

如图1、图5所示，位置检测部件400包括N-1个光电开关401和一个扇形光电开关触发板402，N-1个光电开关401沿着同一半径依次固定在固定屏蔽体100的外表面，并且依次位于提拉式活动屏蔽块部件200的N个活动屏蔽块201的接缝的下方。扇形光电开关触发板402固定在转动式外屏蔽部件300的T型支撑330上。

在一个优选的实施例中，光电开关401为凹槽型结构的光电三极管传感器，扇形光电开关触发板402以间隙配合的方式插到光电开关401的凹槽内。扇形光电开关触发板402的圆心角等于束流限制器301的圆心角C。

下面将通过冷中子谱仪的单色器屏蔽装置的具体操作来描述中子起飞角的调整过程。

如图6(a)所示，本实施例入射白光中子束流尺寸为30mm×150mm，活动屏蔽块201的数量N取值14，俯视逆时针方向分别定义活动屏蔽块201的第1块至第14块，分别定义光电开关401的第1个至第13个，活动屏蔽块201的圆心角A＝9°，B＝1.25°，束流限制器301的圆心角C＝14°，外屏蔽块302的圆心角D＝54°，气缸220的行程250mm，起飞角范围为30.75°至150.5°，而且T型支撑330上的两个可调螺栓334与气垫组310的T型连接板312上表面间的距离为2mm。

(1)例如起飞角由90°调整到69°的运动过程：

如图6(a)-(c)所示，入射白光中子束与经单色布拉格衍射的出射中子束的起飞角为90°。初始状态：光电开关401的第7个和第8个被扇形光电开关触发板402遮挡触发，活动屏蔽块201的第7块、第8块和第9块分别经第7个、第8个和第9个调节套230和气缸220并在第7个、第8个和第9个导向机构对210的导向作用下完全被提拉起”。

转动式外屏蔽部件300开始工作。通过对气垫组310充气，将T型支撑330及其上的外屏蔽块302和束流限制器301浮起，转台303旋转通过薄矩形钢板304带动T型支撑330及外屏蔽块302和束流限制器301，以及位置检测部件400的扇形光电开关触发板402转动，而且T型支撑330上的两个可调螺栓334与气垫组310的T型连接板312上表面间的距离为2mm进一步防止起制动时的惯性引起的倾翻。

随着转台303以俯视顺时针方向转动，位置检测部件400和提拉式屏蔽块部件200开始工作，转台305的转动范围为21°。首先光电开关401的第8个退出扇形光电开关触发板402的遮挡，逐渐地光电开关401的第6个被扇形光电开关触发板402遮挡，然后光电开关401的第7个退出和逐渐地光电开关401的第6个和第5个同时被扇形光电开关触发板402遮挡并最终光电开关401的第6个退出，光电开关401的第5个仍然被扇形光电开关触发板402遮挡。在此过程中，控制程序根据光电开关401的第8个和第7个关闭，启动相关联的气缸220的第9个和第8个的缸筒上端充气，在气体压力作用下分别在导向机构对210的第9个和第8个的导向作用下通过调节套230的第9个和第8个分别向下推活动屏蔽块201的第9块、第8块直到行程结束。随着光电开关401的第6个和第5个触发，活动屏蔽块201的第7块仍然保持被提起状态，启动气缸220的第6个和第5个的下端充气，分别在导向机构对210的第6个和第5个的导向作用下通过调节套230的第6个和第5个将活动屏蔽块201的第6块和第5块提起直到250mm的行程结束。随着光电开关401的第6个关闭，启动气缸220的第 7个的缸筒上端充气，在气体压力作用下在导向机构对210的第7个的导向作用下通过调节套230的第7个向下推活动屏蔽块201的第7块直到行程结束。至此，完成入射白光中子束与经单色布拉格衍射的出射中子束的起飞角改变为69°，如图7(b)所示。

(2)例如起飞角由69°调整到90°的运动过程：

如图7(a)-(c)所示，入射白光中子束与经单色布拉格衍射的出射中子束的起飞角为69°。初始状态：光电开关401的第5个被扇形光电开关触发板402遮挡触发，活动屏蔽块201的第5块和第6块分别经第5个和第6个调节套230和气缸220并在第5个和第6个导向机构对210的导向作用下完全被提拉起。

转动式外屏蔽部件300开始工作。通过对气垫组310充气，将T型支撑330及其上的外屏蔽块302和束流限制器301浮起，转台303旋转通过薄矩形钢板304带动T型支撑330及外屏蔽块302和束流限制器301，以及位置检测部件400的扇形光电开关触发板402转动，而且T型支撑330上的两个可调螺栓334与气垫组310的T型连接板312上表面间的距离为2mm进一步防止起制动时的惯性引起的倾翻。

随着转台303以俯视逆时针方向转动，位置检测部件400和提拉式屏蔽块部件200开始工作，转台303的转动范围为21°。逐渐地光电开关401的第6个被扇形光电开关触发板402遮挡，光电开关401的第5个和第6个同时触发，逐渐地光电开关401的第5个关闭，光电开关401的第6个和第7个被触发，逐渐地光电开关401的第6个退出，光电开关401的第7个和第8个被触发。在此过程中，控制程序根据光电开关401的第5个和第6个触发，活动屏蔽块201的第5块和第6块仍然保持被提拉状态，并启动气缸220的第7个的缸筒下端充气，在气体压力作用下在所述导向机构对210的第7个的导向作用下通过所述的调节套230的第7个提起活动屏蔽块201的第7块直到250mm的行程结束。随着光电开关401的第5个关闭和光电开关401的第6个和第7个触发，启动气缸220的第5个的缸筒上端充气，在气体压力作用下在导向机构对210的第5个的导向作用下通过调节套230的第5个向下推活动屏蔽块201的第5块直到行程结束。活动屏蔽块201的第7块保持提拉状态，启动所述气缸220的第8个的下端充气，在气体压力作用下在所述导向机构对210的第8个的导向作用下通过调节套230的第8个将活动屏蔽块201的第8块提起直到250mm的行程结束。随着光电开关401的第6个关闭和第光电开关401的第7个和第8个触发，启动气缸220的第6个的缸筒上端充气，在气体压力作用下在导向机构对210的第6个的导向作用下通过调节套230的第6个向下推活动屏蔽块201的第6块直到行程结束。活动屏蔽块201的第7块和第8块保持提拉状态，启动气缸220的第9个的下端充气，在气体压 力作用下在导向机构对210的第9个的导向作用下通过调节套230将活动屏蔽块201的第9块提起直到250mm的行程结束。至此，完成入射白光中子束与经单色布拉格衍射的出射中子束的起飞角改变为90°，如图6(b)所示。

上述各实施例仅用于对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，其特征在于，它包括固定屏蔽体、提拉式活动屏蔽块部件、转动式外屏蔽部件和位置检测部件；

所述固定屏蔽体为固定于地面上的中空壳体结构，其上设置有白光中子束入射通道和出射中子通道；

所述活动屏蔽块部件包括N个活动屏蔽块、半圆型支架、N个气缸和N个调节套，其中N为不小于2的自然数；N个所述活动屏蔽块依次绕着圆弧以台阶错缝方式搭接在所述固定屏蔽体上，所述半圆型支架固定在所述固定屏蔽体的上表面；N个所述气缸的缸筒依次固定在所述半圆型支架上，每一所述气缸对应一个所述活动屏蔽块，每一所述气缸的推杆通过一所述调节套与对应的所述活动屏蔽块的上端面连接；

所述转动式外屏蔽部件包括束流限制器、外屏蔽块、转台、薄矩形钢板、T型支撑和气垫组；所述束流限制器固定在所述外屏蔽块内侧，所述外屏蔽块固定在所述T型支撑上端，并且所述外屏蔽块以轴线重合并间隙配合的方式包裹着所述固定屏蔽体和提拉式活动屏蔽块部件；所述转台固定在所述固定屏蔽体下方的地面上，所述转台的回转中心与所述固定屏蔽体的轴线重合；所述气垫组固定在所述T型支撑的下方，在水平方向，所述薄矩形钢板的一端固定在所述T型支撑的下部内侧，所述薄矩形钢板的另一端固定在所述转台的转动盘上；

所述位置检测部件包括N-1个光电开关和一个扇形光电开关触发板，N-1个所述光电开关沿着同一半径依次固定在所述固定屏蔽体的外表面，并且依次位于所述提拉式活动屏蔽块部件的N个活动屏蔽块的接缝的下方；所述扇形光电开关触发板固定在所述转动式外屏蔽部件的T型支撑上。

2.如权利要求1所述的一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，其特征在于，所述固定屏蔽体的横截面呈半圆形拼接矩形，且在竖直方向半圆形部分低于矩形部分以形成带有台阶的所述出射中子通道，在半圆形部分和矩形部分拼接处设置所述白光中子束入射通道。

3.如权利要求1所述的一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，其特征在于，所述活动屏蔽块部件还包括N个导向机构对，每一所述导向机构对由两个相同的导向机构组成，并且沿着所述固定屏蔽体的半径方向，每一所述导向机构对的两个导向机构对称分布在所述气缸的两侧；所述导向机构由导向柱和滑套以过渡配合方式连接，每一所述导向机构对的两个导向柱下端分别固定在相应的所述活动屏蔽块上表面，每一所述导向机构对的两个滑套分别固定在所述半圆型支架上。

4.如权利要求2所述的一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，其特征在于，所述活动屏蔽块的横截面呈扇形，其内径、外径分别与所述固定屏蔽体半圆部分的内径、外径相同；所述活动屏蔽块的圆心角为A，圆心角A的最小值根据所述活动屏蔽块上表面安装的所述气缸的尺寸而定；所述活动屏蔽块上沿着圆周方向一侧有凹槽，另一侧有凸台，所述凹槽在径向方向长度为所述活动屏蔽块的径向长度的一半，所述凸台在径向方向长度比所述凹槽小2mm，所述凹槽和凸台的圆心角均为B；所述活动屏蔽块的下方呈台阶形状，相邻两个所述活动屏蔽块以凹槽凸台镶嵌地方式搭接在一起。

5.如权利要求1所述的一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，其特征在于，所述调节套由连接轴和固定套组成，所述连接轴是上面有内螺纹孔的圆柱且下面带两侧平面的圆台，所述固定套是上段带有倒T型槽的圆柱且下段是带有安装孔的方板，所述连接轴以过渡配合方式插到所述固定套的倒T型槽中，所述固定套依次固定在所述活动屏蔽块的上端面。

6.如权利要求1所述的一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，其特征在于，所述束流限制器是横向为扇形截面、纵向为上下都有台阶的矩形截面、中间具有矩形空腔的机械结构，其矩形空腔的宽度和高度尺寸由中子束流决定。

7.如权利要求4所述的一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，其特征在于，所述束流限制器的圆心角为C，圆心角C根据所述束流限制器的矩形空腔的尺寸再结合机械加工工艺的可行性确定；所述外屏蔽块的横截面为扇形，所述外屏蔽块的圆心角为D，圆心角D不小于一次提拉起的所述活动屏蔽块的最大数量+3倍的圆心角A。

8.如权利要求1所述的一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，其特征在于，所述转台由步进电机驱动的蜗轮蜗杆机构组成的具有旋转功能的机械结构，用于带动所述转动式外屏蔽部件以所述转台为中心进行转动；所述T型支撑是在一个方形管的上方水平固定一个条形板，在所述方形管的两侧边分别伸出一个筋板，两个可调螺栓分别旋在两个所述筋板的螺纹孔中；所述气垫组包括两个相同的气垫、T型连接板、方形安装板和销轴，两个所述气垫分别固定在所述T型连接板两端，所述气垫是一种能够实现支撑的平面气浮轴承结构；所述方形安装板固定在所述T型支撑的下方，所述销轴一端与所述T型连接板以过渡配合方式连接，另一端固定在所述方形安装板上，两个所述气垫连同所述T型连接板相对于所述方形安装板允许有转动，以起到自动调节两个所述气垫受力平衡的作用；同时所述T型支撑上的两个可调螺栓用于调整其与所述气垫组的T型连接板上表面间的距离，当其中一个所述气垫浮起过高，所述T型支撑上的相应的可调螺栓触碰到所述T型连接板的上台面，起到阻止转动式外屏蔽部件发生倾翻的作用。

9.如权利要求7所述的一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，其特征在于，所述光电开关为凹槽型结构的光电三极管传感器，所述扇形光电开关触发板以间隙配合的方式插到所述光电开关的凹槽内；所述扇形光电开关触发板的圆心角等于所述束流限制器的圆心角C。

10.如权利要求1所述的一种冷中子谱仪的单色器屏蔽装置，其特征在于，所述固定屏蔽体用含硼橡胶、铅板和含硼聚乙烯组合材料制作而成，所述活动屏蔽块用含硼橡胶、铅板和含硼聚乙烯组合材料制作而成,所述束流限制器用含硼聚乙烯制作而成，所述外屏蔽块用铅和含硼聚乙烯组合材料制作而成。