CN108152852A - 一种可调节单晶单色器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种可调节单晶单色器，包括：主动齿轮，包括第一主动齿轮和第二主动齿轮；第一主动齿轮与第二主动齿轮轴向固定连接；从动齿轮，包括第一从动齿轮和第二从动齿轮；第一从动齿轮，与第一主动齿轮相互啮合；第二从动齿轮，与第二主动齿轮相互啮合；第二从动齿轮与第一从动齿轮之间采用回转支承结构；旋转平台，旋转平台与第一从动齿轮固定连接，用于承载发射X射线的光机；支撑柱，设置在第二从动齿轮的一侧表面上；支撑柱依次穿设第一从动齿轮和旋转平台，支撑柱的一端穿出旋转平台；单晶体，设置在支撑柱的一端上。本发明，采用齿轮联动，加工方便，且通过改变齿轮转速能够控制精度，减小误差。

Description

一种可调节单晶单色器
技术领域
本发明涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种可调节单晶单色器。
背景技术
目前，用于研究单能X射线的装置为满足对晶体的精准定位需要用到多种联动装置。尤其，在研究低能X射线领域时，为了克服空气对低能X射线的影响，需要在真空室内实现从光机发射X射线，经过晶体衍射，再到探测器接收光信号这一过程，在此过程中，由于给定晶体一个角度，X射线经过衍射后只能得到一个单能射线，所以在真空室中都会把晶体安装在一个联动装置上，通过联动装置改变晶体的角度，从而满足不同角度不同能量的需求。
在现有技术中，研究单能X射线装置所采用的联动装置大多是支撑杆联动装置，通过控制连动杆的前后距离控制晶体的角度。但是，支撑杆联动方式不仅装置加工难度大，而且当出现误差时不能够进行调节，对光学精密实验的影响很大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种加工方便且出现误差时能够进行调节的可调节单晶单色器。
为实现上述目的，本发明提供了一种可调节单晶单色器，所述可调节单晶单色器包括：
主动齿轮，包括第一主动齿轮和第二主动齿轮；所述第一主动齿轮与所述第二主动齿轮轴向固定连接；
从动齿轮，包括第一从动齿轮和第二从动齿轮；
所述第一从动齿轮，与所述第一主动齿轮相互啮合；
所述第二从动齿轮，与所述第二主动齿轮相互啮合；所述第二从动齿轮与所述第一从动齿轮之间采用回转支承结构；
旋转平台，所述旋转平台与所述第一从动齿轮固定连接，用于承载发射X射线的光机；
支撑柱，设置在所述第二从动齿轮的一侧表面上；所述支撑柱依次穿设所述第一从动齿轮和所述旋转平台，所述支撑柱的一端穿出所述旋转平台；
单晶体，设置在所述支撑柱的一端上。
优选的，所述光机的X射线出射口与所述单晶体的中心处于同一水平面上。
优选的，所述可调节单晶单色器还包括探测器，用于接收经所述单晶体衍射后的X射线。
优选的，所述第一从动齿轮上具有通孔，所述支撑柱通过所述通孔穿设所述第一从动齿轮。
优选的，所述旋转平台上开有圆孔，所述支撑柱通过所述圆孔穿设所述旋转平台。
优选的，所述第一从动齿轮与所述旋转平台之间通过螺丝固定连接。
优选的，所述第一从动齿轮的直径小于所述第二从动齿轮的直径。
本发明实施例提供的可调节单晶单色器，采用齿轮联动方式代替现有技术研究X射线装置中的支撑杆联动方式，解决了加工难度高、当出现误差时不可调节的问题，同时，主动齿轮与从动齿轮均采用双齿轮，且从动齿轮的两个齿轮之间采用回转支承结构，保证两个齿轮可以独立旋转，通过合理地设计齿轮的减速比，能够实现通过主动齿轮转动控制单晶体与光机旋转不同的角度，从而改变单晶体与入射X射线的夹角，且经过单晶体衍射后的X射线的出射方向不变。此单晶单色器结构简单，加工方便，且通过改变齿轮转速能够控制精度，减小误差。
附图说明
图1为本发明实施例提供的可调节单晶单色器的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的可调节单晶单色器的结构示意图二。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明实施例涉及提供的可调节单晶单色器，采用齿轮联动方式，结构简单，加工方便，能够实现不改变衍射后的X射线的出射方向仅改变单晶体与入射X射线的夹角，从而满足不同角度不同能量的需求。
图1、图2分别为本发明实施例提供的可调节单晶单色器的结构示意图一和结构示意图二。结合图1和图2所示：
本发明实施例提供的可调节单晶单色器具体包括：主动齿轮1、从动齿轮2、旋转平台3、支撑柱4、单晶体5、光机6和探测器7。
具体的，主动齿轮1为主动双齿轮，包括第一主动齿轮11和第二主动齿轮12，第一主动齿轮11与第二主动齿轮12轴向固定连接。其中，第一主动齿轮11的直径大于第二主动齿轮12的直径。
从动齿轮2为从动双齿轮，与主动齿轮1相匹配，从动齿轮2包括第一从动齿轮21和第二从动齿轮22。其中，第一从动齿轮21与第一主动齿轮11相互啮合，第二从动齿轮22与第二主动齿轮12相互啮合，且第二从动齿轮22与第一从动齿轮21之间采用回转支承结构，第二从动齿轮22与第一从动齿轮21可以独立旋转。同时，由于主动齿轮1与从动齿轮2相互啮合，且第一主动齿轮11的直径大于第二主动齿轮12的直径，相应的，第一从动齿轮21的直径小于第二从动齿轮22的直径。
旋转平台3与第一从动齿轮21固定连接。在一个具体的实施过程中，旋转平台3与第一从动齿轮21之间优选通过螺丝(图中未示出)固定连接。
支撑柱4用于固定连接单晶体5与第二从动齿轮22，支撑柱4的一端连接单晶体5，另一端固定在第二从动齿轮22上。支撑柱4设置在第二从动齿轮22的一侧表面上，支撑柱4依次穿设第一从动齿轮21和旋转平台3，且支撑柱4的一端穿出旋转平台3。其中，第一从动齿轮21上具有通孔23，支撑柱4通过通孔23穿设第一从动齿轮21，旋转平台3上开有圆孔31，支撑柱4通过圆孔31穿设第一从动齿轮21。
单晶体5用于对X射线进行衍射，单晶体5设置在支撑柱4的一端上，与第二从动齿轮22间接固定连接，当第二主动齿轮12驱动第二从动齿轮22转动时，第二从动齿轮22带动支撑柱4和单晶体5共同转动。
光机6用于发射X射线，光机6固定在旋转平台3上，且光机6的X射线出射口与单晶体5的中心处于同一水平面上。由于光机6固定在旋转平台3上且旋转平台3与第一从动齿轮21固定连接，因此，当第一主动齿轮11驱动第一从动齿轮21转动时，第一从动齿轮21会带动旋转平台3以及旋转平台3上的光机6一起进行转动，从而调节X射线的入射方向。
探测器7用于接收经单晶体5衍射后的X射线，其中，探测器7的X射线接收口的中心与光机6的X射线出射口和单晶体5的中心处于同一平面上，从而保证探测器7能够准确接收到经单晶体5衍射之后的X射线。本发明实施例提供的可调节单晶单色器同时转动单晶体5与光机6，且单晶体5与光机6的转动角度不同，可以在改变单晶体5与光机6所发射的入射X射线的角度的情况下，保证出射X射线的出射方向不变，因此，能够将探测器7能够固定在某一位置上，避免了由于出射X射线的出射方向的改变而相应的改变探测器7的位置，操作更简单，提高了实验的精度。
本发明实施例所采用的衍射方式为布拉格衍射，要想发生布拉格衍射，则必须满足布拉格条件，这里所说的布拉格条件指的是单晶体对X射线的反射的相干叠加。通常有两种不同方式考虑这种相干叠加，一种方式是固定晶面，X射线可以以不同的角度入射，而不同晶面间的反射如果正好相差波长整倍数时相干加强；另一种方式是只考虑与入射方向垂直的晶面，如果这样的晶面间距为半波长的整数倍则相干加强。其中，这两种方式得到的相干加强条件等价，称为布拉格条件。
使用射线对单晶体5进行布拉格衍射时，需要改变单晶体5与单晶体5的入射光的夹角，只有在合适角度下才能满足布拉格条件，出现衍射，且给定单晶体5与入射X射线一个角度后，X射线经过衍射后只能得到一个单能射线。因此，在研究单能X射线的实验中，需要不断的改变并调整单晶体5与光机6发射的入射X射线之间的夹角。
为解决现有技术中支撑杆联动方式加工难度大且出现误差时不可调节的问题，本发明实施例采用加工安装方便的齿轮联动方式。
在本实施例中，首先对可调节单晶单色器进行装配，由电动机驱动主动齿轮1，并将可调节单晶单色器放置于真空室内，精调单晶体5、光机6和探测器7的安装位置，使得单晶体5的中心、光机6的X射线出射口与探测器7的X射线接收口处于同一平面上。在研究低能X射线的过程中，打开光机6，X射线从光机6的出射口发出，经单晶体5衍射，且单晶体5与入射X射线成一定的夹角θ，X射线经单晶体5衍射之后得到某一单能X射线，单能X射线通过真空室的窗口射出，最后探测器7接收单能X射线的照射，产生与辐射强度成正比的电信号。根据布拉格衍射，通过改变单晶体5与入射X射线的夹角可以得到不同能量的单能X射线。在这一过程中，探测器7必须固定在某一位置，所以需要保证出射X射线方向始终不变。主动齿轮1转动带动从动齿轮2的第一从动齿轮21和第二从动齿轮22转动，由于第二从动齿轮22与第一从动齿轮21之间采用回转支承结构，两者之间能够独立旋转，故第一从动齿轮21转动带动旋转平台3上的X光机6转动，第二从动齿轮22转动带动支撑柱4上的单晶体5转动，因此，要想保证出射X射线方向始终不变，就要合理设计主动齿轮1与从动齿轮2的转速比，保证X光机6与单晶体5移动过程中始终保持出射X射线的位置以及方向不变。
本发明实施例提供的可调节单晶单色器，采用齿轮联动方式代替现有技术研究X射线装置中的支撑杆联动方式，解决了加工难度高、当出现误差时不可调节的问题，同时，主动齿轮与从动齿轮均采用双齿轮，且从动齿轮的两个齿轮之间采用回转支承结构，保证两个齿轮可以独立旋转，通过合理地设计齿轮的减速比，能够实现通过主动齿轮转动控制单晶体与光机旋转不同的角度，从而改变单晶体与入射X射线的夹角，且经过单晶体衍射后的X射线的出射方向不变。此单晶单色器结构简单，加工方便，且通过改变齿轮转速能够控制精度，减小误差。
以上所述的具体实施方式，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，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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 (7)

1.一种可调节单晶单色器，其特征在于，所述可调节单晶单色器包括：
主动齿轮，包括第一主动齿轮和第二主动齿轮；所述第一主动齿轮与所述第二主动齿轮轴向固定连接；
从动齿轮，包括第一从动齿轮和第二从动齿轮；
所述第一从动齿轮，与所述第一主动齿轮相互啮合；
所述第二从动齿轮，与所述第二主动齿轮相互啮合；所述第二从动齿轮与所述第一从动齿轮之间采用回转支承结构；
旋转平台，所述旋转平台与所述第一从动齿轮固定连接，用于承载发射X射线的光机；
支撑柱，设置在所述第二从动齿轮的一侧表面上；所述支撑柱依次穿设所述第一从动齿轮和所述旋转平台，所述支撑柱的一端穿出所述旋转平台；
单晶体，设置在所述支撑柱的一端上。
2.根据权利要求1所述的可调节单晶单色器，其特征在于，所述光机的X射线出射口与所述单晶体的中心处于同一水平面上。
3.根据权利要求1所述的可调节单晶单色器，其特征在于，所述可调节单晶单色器还包括探测器，用于接收经所述单晶体衍射后的X射线。
4.根据权利要求1所述的可调节单晶单色器，其特征在于，所述第一从动齿轮上具有通孔，所述支撑柱通过所述通孔穿设所述第一从动齿轮。
5.根据权利要求1所述的可调节单晶单色器，其特征在于，所述旋转平台上开有圆孔，所述支撑柱通过所述圆孔穿设所述旋转平台。
6.根据权利要求1所述的可调节单晶单色器，其特征在于，所述第一从动齿轮与所述旋转平台之间通过螺丝固定连接。
7.根据权利要求1所述的可调节单晶单色器，其特征在于，所述第一从动齿轮的直径小于所述第二从动齿轮的直径。
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