CN105223216A - 一种基于x射线衍射的材料微结构在线检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,系统包括：检测台、支撑架、X射线发射器、X射线探测器和控制处理器，支撑架设置在检测台上方，支撑架为半圆弧支撑架，支撑架底部与检测台翻转连接，半圆弧支撑架设置有半圆弧轨道，X射线发射器和X射线探测器通过半圆弧轨道与半圆弧支撑架滑动连接，X射线发射器和X射线探测器与控制处理器连接。通过设置X射线发射器、X射线探测器和控制处理器，利用X射线衍射在线检测材料微结构，能够提高材料微结构控制的准确度，方便改变X射线发射器和X射线探测器间的夹角，从而实现各种角度的X射线照射和探测，提高材料微结构检测的灵活性和适应性。

Description

一种基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统

技术领域

本发明涉及材料检测设备技术领域，特别是指一种基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统。

背景技术

近年来，现代钢铁生产与应用技术要求钢铁产品具有极高的性能与质量稳定性和均匀性。传统结构材料质量和力学性能检测主要依赖各种静态、离线、破坏式方法。这类检测方法虽然能够获得最终产品的组织性能参数，但是效率较低、随机性较大，并且不能在整个生产过程中对产品的组织性能进行在线检测和质量控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统，能够提高材料微结构检测的灵活性和实时性。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,所述基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统包括：检测台、支撑架、X射线发射器、X射线探测器和控制处理器，所述支撑架设置在所述检测台上方，所述支撑架为半圆弧支撑架，所述支撑架底部与检测台翻转连接，所述半圆弧支撑架设置有半圆弧轨道，所述X射线发射器和X射线探测器通过所述半圆弧轨道与所述半圆弧支撑架滑动连接，所述X射线发射器和X射线探测器与所述控制处理器连接。

优选的，所述X射线衍射的材料微结构在线检测系统还包括：第一移动杆和第二移动杆，所述X射线发射器通过所述第一移动杆与所述半圆弧轨道滑动连接，所述X射线探测器通过所述第二移动杆与所述半圆弧轨道滑动连接。

优选的，第一移动杆和第二移动杆分别设置有滑槽，所述第一移动杆和第二移动杆通过所述滑槽与半圆弧轨道滑动连接。

优选的，所述第一移动杆与半圆弧轨道之间设置有第一限位机构，所述第二移动杆与半圆弧轨道之间设置有第一限位机构。

优选的，所述X射线发射器与所述第一移动杆滑动连接，所述X射线探测器与所述第二移动杆滑动连接。

优选的，所述X射线发射器与所述第一移动杆之间设置有第二限位机构，所述X射线探测器与所述第二移动杆之间设置有第二限位机构。

优选的，所述支撑架底部设置有升降机构，所述支撑架底部通过所述升降机构与检测台翻转连接。

优选的，所述升降机构为弹簧升降机构或液压升降机构。

优选的，所述翻转连接为铰接。

优选的，所述支撑架底部与检测台之间设置有第三限位机构。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过设置X射线发射器、X射线探测器和控制处理器，利用X射线衍射在线检测材料微结构，能够提高材料微结构控制的准确度，通过将X射线发射器和X射线探测器通过所述半圆弧轨道与所述半圆弧支撑架滑动连接，方便X射线发射器和X射线探测器的移动，从而实现各种角度的X射线照射和探测，提高材料微结构检测的灵活性和适应性。

附图说明

图1为本发明的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统结构图；

图2为本发明的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统结构图；

图3为本发明的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统衍射数据衍射强度积分示意图；

图4为本发明的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统检测实施例{200}极图

[主要元件符号说明]

1、检测台；

2、支撑架；

3、X射线发射器；

4、X射线探测器；

5、第一移动杆；

6、第二移动杆；

7、升降机构。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明的实施例一种基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,所述基于所述X射线衍射的材料微结构在线检测系统包括：检测台1、支撑架2、X射线发射器3、X射线探测器4和控制处理器(图中未示出)，所述支撑架2设置在所述检测台1上方，所述支撑架2为半圆弧支撑架，所述支撑架2底部与检测台1翻转连接，所述半圆弧支撑架设置有半圆弧轨道，所述X射线发射器3和X射线探测器4通过所述半圆弧轨道与所述半圆弧支撑架滑动连接，所述X射线发射器3和X射线探测器4与所述控制处理器连接。

其中，检测台可以为履带式或者辊道式检测台，从而方便待检测物体的移动，支撑架可以为半圆弧支撑架，半圆弧支撑架底部两端可以与检测台两侧面翻转连接，优选的可以为铰接，通过将支撑架底部与检测台翻转连接，能够调整支撑架与检测台的角度，从而对检测台上待检测的物体内不同角度和方向晶粒所在的平面进行检测，适应不同材料所要求的衍射角度的差异，提高检测的灵活性；

半圆弧轨道可以设置在半圆弧支撑架的内壁、外壁或侧壁上，本领域技术人员可以根据需要进行设置；

X射线发射器，可以用于采用标识X射线照射到多晶体上，使之发生衍射，并用X射线探测器记录衍射图像；

X射线探测器，可以用于采集记录整个衍射圆锥上的部分衍射数据；

X射线发射器和X射线探测器通过所述半圆弧轨道与所述半圆弧支撑架滑动连接，使得X射线发射器和X射线探测器能够在半圆弧轨道上自由滑动，从而方便X射线发射器和X射线探测器沿半圆弧轨道任意角度对待检测物体进行检测，适应不同材料所要求的衍射角度的差异；

控制处理器，可以用于对衍射结果数据进行衍射强度积分，通过计算衍射强度积分曲线的半高宽和积分面积等信息，进而可计算材料的ODF图以及极图、晶粒尺寸、塑性应变比r值。

X射线发射器和X射线探测器与所述控制处理器连接，能够方便进行检测数据的实时在线处理，得到动态的、非破坏性的检测数据，在不干涉工艺流程的前提下，在生产过程中可以对材料的织构与性能进行全程实时监控，并可迅速反馈有关信息到相应的生产工序，便于及时调整生产工艺参数，保证产品性能稳定。

本发明实施例的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,通过设置X射线发射器、X射线探测器和控制处理器，利用X射线衍射在线检测材料微结构，能够提高材料微结构检测的实时性，通过将X射线发射器和X射线探测器通过所述半圆弧轨道与所述半圆弧支撑架滑动连接，方便X射线发射器和X射线探测器的移动，从而实现各种角度的X射线照射和探测，提高材料微结构检测的灵活性和适应性。

优选的，如图2所示，所述X射线衍射的材料微结构在线检测系统还包括：第一移动杆5和第二移动杆6，所述X射线发射器3通过所述第一移动杆5与所述半圆弧轨道滑动连接，所述X射线探测器4通过所述第二移动杆6与所述半圆弧轨道滑动连接。

优选的，第一移动杆5和第二移动杆6分别设置有滑槽，所述第一移动杆5和第二移动杆6通过所述滑槽与半圆弧轨道滑动连接。

优选的，所述第一移动杆5与半圆弧轨道之间设置有第一限位机构，所述第二移动杆6与半圆弧轨道之间设置有第一限位机构。

本实施例中，通过设置第一限位机构，能够方便X射线发射器和X射线探测器位置的固定，避免因X射线发射器和X射线探测器位置的移动影响测量的准确性。

优选的，所述X射线发射器3与所述第一移动杆5滑动连接，所述X射线探测器4与所述第二移动杆6滑动连接。

本实施例中，通过设置第一移动杆和第二移动杆，能够方便X射线发射器和X射线探测器沿半圆弧轨道移动调整角度的同时，调整X射线发射器和X射线探测器的高度，从而调整X射线发射器和X射线探测器距离待检测物体的高度。

优选的，所述X射线发射器与所述第一移动杆之间设置有第二限位机构，所述X射线探测器与所述第二移动杆之间设置有第二限位机构。

本实施例中，通过设置第二限位机构，能够方便X射线发射器和X射线探测器高度的固定，避免因X射线发射器和X射线探测器高度的变化影响测量的准确性。

优选的，所述支撑架底部设置有升降机构7，所述支撑架底部通过所述升降机构与检测台翻转连接。

优选的，所述升降机构为弹簧升降机构或液压升降机构。

本实施例中，通过在支撑架底部设置升降机构，能够适应不同厚度规格的待检测物体，或由其他原因导致的样品高度变化。

优选的，所述翻转连接为铰接。

优选的，所述支撑架底部与检测台之间设置有第三限位机构。

本实施例中，通过设置第三限位机构，能够方便支撑架底部与检测台角度的固定，避免因支撑架底部与检测台之间角度的变化影响测量的准确性。

本发明的实施例先以典型的钢铁材料为研究对象，为了研究在线检测其微结构信息，可以安装在冷轧机后的张紧辊附件，可以减少振动对衍射结果的影响，也可以安装在连退生产线上研究不同退火工艺对结果的影响，进而实现反馈控制。根据钢种类型的差异，调节半圆环支架与实验台的倾斜角度、X射线探测器和X射线源间的夹角、X射线探测器和X射线源与样品的距离等，寻求最优的参数组合，获取衍射数据，然后对衍射数据进行衍射强度积分，如图3所示，通过计算衍射强度积分曲线的半高宽和积分面积等信息，进而可计算材料的ODF图以及极图(如图4所示)、晶粒尺寸、塑性应变比r值等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,其特征在于，所述基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统包括：检测台、支撑架、X射线发射器、X射线探测器和控制处理器，所述支撑架设置在所述检测台上方，所述支撑架为半圆弧支撑架，所述支撑架底部与检测台翻转连接，所述半圆弧支撑架设置有半圆弧轨道，所述X射线发射器和X射线探测器通过所述半圆弧轨道与所述半圆弧支撑架滑动连接，所述X射线发射器和X射线探测器与所述控制处理器连接。

2.根据权利要求1所述的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,其特征在于，所述X射线衍射的材料微结构在线检测系统还包括：第一移动杆和第二移动杆，所述X射线发射器通过所述第一移动杆与所述半圆弧轨道滑动连接，所述X射线探测器通过所述第二移动杆与所述半圆弧轨道滑动连接。

3.根据权利要求2所述的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,其特征在于，第一移动杆和第二移动杆分别设置有滑槽，所述第一移动杆和第二移动杆通过所述滑槽与半圆弧轨道滑动连接。

4.根据权利要求3所述的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,其特征在于，所述第一移动杆与半圆弧轨道之间设置有第一限位机构，所述第二移动杆与半圆弧轨道之间设置有第一限位机构。

5.根据权利要求2所述的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,其特征在于，所述X射线发射器与所述第一移动杆滑动连接，所述X射线探测器与所述第二移动杆滑动连接。

6.根据权利要求5所述的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,其特征在于，所述X射线发射器与所述第一移动杆之间设置有第二限位机构，所述X射线探测器与所述第二移动杆之间设置有第二限位机构。

7.根据权利要求1所述的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,其特征在于，所述支撑架底部设置有升降机构，所述支撑架底部通过所述升降机构与检测台翻转连接。

8.根据权利要求7所述的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,其特征在于，所述升降机构为弹簧升降机构或液压升降机构。

9.根据权利要求1、7或8任意一项所述的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,其特征在于，所述翻转连接为铰接。

10.根据权利要求1所述的基于X射线衍射的材料微结构在线检测系统,其特征在于，所述支撑架底部与检测台之间设置有第三限位机构。