CN108156741B - 一种x射线源装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种X射线源装置，包括：安装底座，安装底座的上表面上开有固定槽；真空室，安装在固定槽内；真空室包括相互密封连接的柱型腔和半球型腔；柱型腔的圆周方向上开有连接口和一个或多个出窗口；干泵，设置在安装底座的上表面上；干泵与真空室的连接口相连；单晶单色器，设置在真空室内；单晶单色器包括双齿轮联动装置、支撑柱、单晶体和旋转台；驱动电机，设置在安装底座内；开放式X光机，安设在旋转台上；X射线探测器，设置在安装底座上。本发明，选用开放式X光机，能够对整体真空度进行控制，避免了低能X射线被光机的铍窗过滤掉，解决了探测器收集不到或者收集到的信号很弱的问题。

Description

一种X射线源装置

技术领域

本发明涉及X射线源装置，尤其涉及一种用于研究单能X射线的X射线源装置。

背景技术

目前在单能X射线研究领域中，大多数集中在10keV能量以上，但在低能段的粒子能量变化对X射线探测器的影响显著，所以在低能段对探测器进行精准刻度具有重要意义。但是，对于10keV能量以下的单能X射线在空气中非常容易被空气吸收，导致探测器接收不到信号。

为解决10keV能量以下的单能X射线容易被空气吸收的问题，在现有技术中，经常采用两种设计方案。其中一种设计方案为在X光机出射口安装一段真空管，在真空管的另一端放置探测器，但是这种方案设计复杂，对真空管的加工难度大，同时，对真空管内的真空度的控制不好掌握，导致探测器很难收集到信号；另一种设计方案是把光机放在真空室外，利用法兰将光机与真空室相连接，但是光机本身的铍窗会过滤一部分低能X射线，不能统一控制整体的真空度，导致探测器收集不到或者收集到的信号很弱。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够控制整体真空度、增强探测器所采集到的低能X射线的信号强度的X射线源装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种X射线源装置，所述X射线源装置包括：

安装底座，所述安装底座的上表面上开有固定槽；

真空室，所述真空室安装在所述固定槽内；所述真空室包括柱型腔和半球型腔，所述柱型腔和所述半球型腔密封连接；所述柱型腔的圆周方向上开有连接口和一个或多个出窗口；

干泵，所述干泵设置在所述安装底座的上表面上；所述干泵与所述真空室的所述连接口相连；

单晶单色器，设置在所述真空室内；所述单晶单色器包括双齿轮联动装置、支撑柱、单晶体和旋转台；

所述双齿轮联动装置，包括主动双联齿轮与从动双齿轮；所述主动双联齿轮与所述从动双齿轮相互啮合；所述从动双齿轮的上齿轮和下齿轮之间通过回转支承轴承连接；

所述支撑柱的一端固定在所述从动双齿轮的所述下齿轮上；所述支撑柱依次穿过所述从动双齿轮的所述上齿轮和所述旋转台，所述支撑柱的另一端伸出所述旋转台；

所述单晶体，设置在所述支撑柱的另一端上；

所述旋转台，与所述从动双齿轮的上齿轮通过螺栓固定连接；

驱动电机，所述驱动电机设置在所述安装底座内；所述驱动电机的旋转轴伸入所述柱型腔内与所述主动双联齿轮的轴孔相连，驱动所述主动双联齿轮转动；

开放式X光机，安设在所述旋转台上；

X射线探测器，设置在所述安装底座上；所述X射线探测器的X射线接收口与一个所述出窗口相对接。

优选的，所述单晶体的中心、所述开放式X光机的X射线出射口的中心和所述X射线探测器的X射线接收口的中心处于同一水平面上。

优选的，所述旋转轴与所述真空室之间采用磁流体密封件进行密封。

优选的，所述出窗口的个数为七个。

进一步优选的，所述安装底座的上表面上设有弧形轨道，所述弧形轨道内设有驱动小车，所述驱动小车上设有放置板，所述X射线探测器滑设于所述放置板之上，使所述X射线探测器相对所述放置板沿所述柱型腔的直径方向滑动。

再进一步优选的，所述弧形轨道的位置与所述固定槽和所述出窗口的位置相对应。

再进一步优选的，所述柱型腔的外侧表面上设有多个红外线发射器，所述红外线发射器位于所述出窗口的正下方；所述X射线探测器的侧表面上设有红外线接收器，所述红外线接收器与所述红外线发射器相对应。

优选的，所述安装底座的上表面上设有固定架，所述固定架的一端连接有可伸缩的连接绳，所述连接绳上连接有固定环，所述固定环用于将所述X射线探测器的X射线接收口固定在所述出窗口上。

优选的，所述安装底座的下表面四角处均设有万向轮。

优选的，所述出窗口内设有铍窗。

本发明实施例提供的X射线源装置，采用控制整体真空度的方式，并选用开放式X光机，既保证了低能X射线不会被光机的铍窗过滤掉，又能够对整个装置的真空度进行调控，解决了探测器收集不到或者收集到的信号很弱的问题。同时，本X射线源装置还可以标定其他探测器或硬X射线调制望远镜。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的X射线源装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的X射线源装置的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的X射线源装置的单晶单色器、开放式X光机和X射线探测器的俯视状态图一；

图4为本发明实施例提供的X射线源装置的单晶单色器、开放式X光机和X射线探测器的俯视状态图二；

图5为本发明实施例二提供的X射线源装置的工作状态结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的X射线源装置的局部放大图一；

图7为本发明实施例二提供的X射线源装置的局部放大图二；

图8为本发明实施例二提供的X射线源装置的安装状态结构示意图；

图9为本发明实施例二提供的X射线源装置的非工作状态结构示意图；

图10为本发明实施例二提供的X射线源装置的非工作状态俯视剖视示意图。

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X射线源装置，选用开放式X光机，能够控制整体的真空度，并避免了低能X射线被光机的铍窗过滤，增强了探测器收集到的低能X射线的信号强度。

实施例一

图1、图2分别为本发明实施例一提供的X射线源装置的结构示意图和局部放大图。结合图1和图2所示：

本发明实施例一提供的X射线源装置具体包括：安装底座1、真空室2、干泵3、单晶单色器4、驱动电机5、开放式X光机6、X射线探测器7、磁流体密封件8、真空度检测仪9和万向轮18。

具体的，安装底座1的上表面上开有固定槽11，真空室2安装在固定槽11内。其中，真空室2包括柱型腔21和半球型腔22，柱型腔21和半球型腔22密封连接，柱型腔21的圆周方向上开有连接口211和一个出窗口212，出窗口212内设有铍窗214。干泵3设置在安装底座1的上表面上，干泵3与真空室2的连接口211相连。单晶单色器4设置在真空室2内，单晶单色器4包括双齿轮联动装置41、支撑柱42、单晶体43和旋转台44。

其中，双齿轮联动装置41包括主动双联齿轮411与从动双齿轮412，主动双联齿轮411与从动双齿轮412相互啮合，从动双齿轮412的上齿轮4121和下齿轮4122之间通过回转支承轴承4123连接。支撑柱42的一端固定在从动双齿轮412的下齿轮4122上，支撑柱42依次穿过从动双齿轮412的上齿轮4121和旋转台44，支撑柱42的另一端伸出旋转台44。单晶体43设置在支撑柱42的另一端上。旋转台44与从动双齿轮412的上齿轮4121通过螺栓(图中未示出)固定连接。

驱动电机5用于驱动主动双联齿轮411作业，设置在安装底座1内，驱动电机5的旋转轴51伸入柱型腔21内与主动双联齿轮411的轴孔相连，旋转轴51与真空室2之间采用磁流体密封件8进行密封，保证真空室2的密封性。开放式X光机6安设在旋转台44上，用于发射X射线。X射线探测器7设置在安装底座1上，X射线探测器7的X射线接收口与一个出窗口212相对接。在此装置中，单晶体43的中心、开放式X光机6的X射线出射口的中心和X射线探测器7的X射线接收口的中心处于同一水平面上。

此外，真空室2内还可以设置真空度检测仪9，用于实时监测真空室2内的真空度大小并定时检测真空室2的密封性问题，安装底座1的下表面四角处均设有万向轮18。

通过图1和图2可知，安装底座1是用于放置真空室2和X射线探测器7器件的可移动平台。为方便X射线源装置整个装置方便移动，安装底座1的下表面四角处均设有万向轮18，并且所采用的万向轮18优选具有刹车固定功能的万向轮。同时，为方便真空室2在安装底座1上固定安装，安装底座1的上表面上开有固定槽11，固定槽11既能够起到固定真空室2的作用，又能准确对真空室2进行定位安装。

由于制作工艺的限制，真空室2分为柱型腔21和半球型腔22两部分，柱型腔21的直径大小等于半球型腔22的直径大小，柱型腔21与半球型腔22密封连接形成一个完整的真空室2。

在具体的实施方案中，半球型腔22可以和柱型腔21选用同一种材料，为方便观察，半球型腔22也可以选用透明材料。

真空室2内安装有单晶单色器4和开放式X光机6。

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43与开放式X光机6发射的入射X射线之间的夹角，因此，经常采用支撑杆联动方式。但是支撑杆联动方式加工难度大，并且当出现误差时不可调节，不利于实验的进行。

为解决上述问题，本发明实施例一中单晶单色器4采用加工简单且能够进行调节的齿轮联动方式。单晶单色器4包括双齿轮联动装置41、支撑柱42、单晶体43和旋转台44，其中，双齿轮联动装置41中的主动齿轮选用主动双联齿轮411，主动双联齿轮411的两个齿轮之间固定连接，其从动齿轮选用从动双齿轮412，支撑柱42固定在从动双齿轮412的下齿轮4122上，支撑柱42的一端依次穿过从动双齿轮412的上齿轮4121和旋转台44，从而伸出旋转台44，单晶体43固定在支撑柱42伸出旋转台44的一端上，而旋转台44通过螺栓固定在从动双齿轮412的上齿轮4121上，开放式X光机6设置在旋转台44上。

在本发明实施例一中所采用的光机为开放式X光机6，，其上没有设置铍窗，并放置在真空室2中，从而可以整体控制真空室2和开放式X光机6的真空度，同时去掉了光机的铍窗，减少了低能X射线穿过铍窗的次数，增强了X射线探测器7接收到的信号强度。

同时，为简化实验过程，X射线探测器7固定在某一位置上，故需要保证出射X射线方向始终不变，因此，在实验过程中，需要同时对单晶体43和开放式X光机6进行转动。所以单晶单色器4齿轮联动方式中的从动齿轮选用从动双齿轮412，从动双齿轮412的上齿轮4121和下齿轮4122之间通过回转支承轴承4123连接，上齿轮4121和下齿轮4122能够进行独立旋转。主动双联齿轮411带动上齿轮4121和下齿轮4122分别旋转不同的角度，上齿轮4121旋转带动旋转台44上的开放式X光机6转动一定的角度，下齿轮4122转动带动支撑柱42上的单晶体43转动相应的角度，使得转动后形成的出射X射线方向不变。

以上是对本实施例一提供的X射线源装置的各个部件以及它们之间的连接关系进行了介绍，下面结合图1-图4，对X射线源装置的工作原理进行详述。

图3为本发明实施例提供的X射线源装置的单晶单色器、开放式X光机和X射线探测器的俯视状态图一。通过图3可知，当单晶体43与开放式X光机6发射的入射X射线之间成第一夹角时，单晶体43和开放式X光机6之间的相对位置关系。

图4为本发明实施例提供的X射线源装置的单晶单色器、开放式X光机和X射线探测器的俯视状态图二。通过图4可知，利用主动双联齿轮411对从动双齿轮412进行旋转之后，单晶体43和开放式X光机6之间的相对位置关系，此时，单晶体43与开放式X光机6发射的入射X射线之间成第二夹角。

在本实施例一中，首先对X射线源装置进行组装，支撑柱42的一端穿过从动双齿轮412的上齿轮4121，将从动双齿轮412的上齿轮4121和下齿轮4122之间通过回转支承轴承4123连接，然后将旋转台44套装在支撑柱42上，并利用螺栓441将下齿轮4122与旋转台44固定，将开放式X光机6固定安装在旋转台44上，主动双联齿轮411与从动双齿轮412啮合安装，并将与驱动电机5旋转端连接的旋转轴51固定连接在主动双联齿轮411上，从而驱动主动双联齿轮411转动，然后将X射线探测器7放置于安装底座1的上表面上，并对单晶体43、开放式X光机6以及X射线探测器7进行调节，使得单晶体43的中心、开放式X光机6的X射线出射口的中心和X射线探测器7的X射线接收口的中心处于同一水平面上。然后，利用万向轮18将装置移动到进行实验的地方，并利用万向轮18将安装底座1进行固定。通过干泵3对真空室2进行抽真空作业，并利用真空度检测仪9对真空室2内的真空度进行实时监测，将真空度控制在10^-5Pa量级。之后打开开放式X光机6，X射线经过单晶体43衍射后得到某一单能X射线，单能X射线通过真空室2的铍窗214射出真空室2，并被X射线探测器7接收。然后通过驱动电机5驱动主动双联齿轮411转动，带动从动双齿轮412旋转，使得单晶体43与开放式X光机6分别转动不同的角度，保证形成的出射X射线方向不变，从而改变单晶体43与开放式X光机6发射的入射X射线之间的角度，从而得到另一单能X射线。从而根据布拉格衍射，通过改变单晶体43与开放式X光机6发射的入射X射线的夹角得到不同能量的单能X射线。

实施例二

图5、图6、图7和图10分别为本发明实施例二提供的X射线源装置的工作状态结构示意图、局部放大图一、局部放大图二和非工作状态俯视剖视示意图。结合图5、图6、图7和图10所示：

本发明实施例二提供的X射线源装置具体包括：安装底座1、真空室2、多个出窗口212、干泵3、单晶单色器4、驱动电机5、开放式X光机6、X射线探测器7、弧形轨道12、驱动小车13、放置板14、固定架15、固定环17、磁流体密封件8、真空度检测仪9和万向轮18。

具体的，安装底座1的上表面上开有固定槽11，真空室2安装在固定槽11内。其中，真空室2包括柱型腔21和半球型腔22，柱型腔21和半球型腔22密封连接，柱型腔21的圆周方向上开有连接口211和多个出窗口212，出窗口212内设有铍窗214。干泵3设置在安装底座1的上表面上，干泵3与真空室2的连接口211相连。

在一个具体的实施方式中，出窗口212的个数优选为七个。安装底座1的上表面上设有固定架15，固定架15的一端连接有可伸缩的连接绳16，连接绳16上连接有固定环17，固定环17用于将X射线探测器7的X射线接收口固定在出窗口212上。同时，固定架15上开有安置槽151，用于放置固定环17。

单晶单色器4设置在真空室2内，单晶单色器4包括双齿轮联动装置41、支撑柱42、单晶体43和旋转台44。其中，双齿轮联动装置41包括主动双联齿轮411与从动双齿轮412，主动双联齿轮411与从动双齿轮412相互啮合，从动双齿轮412的上齿轮4121和下齿轮4122之间通过回转支承轴承4123连接。支撑柱42的一端固定在从动双齿轮412的下齿轮4122上，支撑柱42依次穿过从动双齿轮412的上齿轮4121和旋转台44，支撑柱42的另一端伸出旋转台44。单晶体43设置在支撑柱42的另一端上。旋转台44与从动双齿轮412的上齿轮4121通过螺栓(图中未示出)固定连接。

驱动电机5用于驱动主动双联齿轮411作业，设置在安装底座1内，驱动电机5的旋转轴51伸入柱型腔21内与主动双联齿轮411的轴孔相连，旋转轴51与真空室2之间采用磁流体密封件8进行密封，保证真空室2的密封性。开放式X光机6安设在旋转台44上，用于发射X射线。X射线探测器7设置在安装底座1上，X射线探测器7的X射线接收口与一个出窗口212相对接。在此装置中，单晶体43的中心、开放式X光机6的X射线出射口的中心和X射线探测器7的X射线接收口的中心处于同一水平面上。

由于X射线探测器7可与多个出窗口212进行对接，因此，X射线探测器7应该能够进行移动。安装底座1的上表面上设有弧形轨道12，弧形轨道12内设有驱动小车13，驱动小车13上设有放置板14，X射线探测器7滑设于放置板14之上，使X射线探测器7相对放置板14沿柱型腔21的直径方向滑动，且弧形轨道12的位置与固定槽11和出窗口212的位置相对应。

为保证X射线探测器7与出窗口212能够进行准确对接，柱型腔21的外侧表面上设有多个红外线发射器213，红外线发射器213位于出窗口212的正下方，X射线探测器7的侧表面上设有红外线接收器71，红外线接收器71与红外线发射器213相对应。

此外，真空室2内还可以设置真空度检测仪9，用于实时监测真空室2内的真空度大小并定时检测真空室的密封性问题，安装底座1的下表面四角处均设有万向轮18。

通过图5、图6、图7和图10可知，安装底座1是用于放置真空室2和X射线探测器7器件的可移动平台。为方便X射线源装置整个装置方便移动，安装底座1的下表面四角处均设有万向轮18，并且所采用的万向轮18优选具有刹车固定功能的万向轮。同时，为方便真空室2在安装底座1上固定安装，安装底座1的上表面上开有固定槽11，固定槽11既能够起到固定真空室2的作用，又能准确对真空室2进行定位安装。

由于制作工艺的限制，真空室2分为柱型腔21和半球型腔22两部分，柱型腔21的直径大小等于半球型腔22的直径大小，柱型腔21与半球型腔22密封连接形成一个完整的真空室2。

在具体的实施方案中，半球型腔22可以和柱型腔21选用同一种材料，为方便观察，半球型腔22也可以选用透明材料。

真空室2内安装有单晶单色器4和开放式X光机6。

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43与开放式X光机6发射的入射X射线之间的夹角，因此，经常采用支撑杆联动方式。但是支撑杆联动方式加工难度大，并且当出现误差时不可调节，不利于实验的进行。

为解决上述问题，本发明实施例二中单晶单色器4采用加工简单且能够进行调节的齿轮联动方式。单晶单色器4包括双齿轮联动装置41、支撑柱42、单晶体43和旋转台44，其中，双齿轮联动装置41中的主动齿轮选用主动双联齿轮411，主动双联齿轮411的两个齿轮之间固定连接，其从动齿轮选用从动双齿轮412，支撑柱42固定在从动双齿轮412的下齿轮4122上，支撑柱42的一端依次穿过从动双齿轮412的上齿轮4121和旋转台44，从而伸出旋转台44，单晶体43固定在支撑柱42伸出旋转台44的一端上，而旋转台44通过螺栓固定在从动双齿轮412的上齿轮4121上，开放式X光机6设置在旋转台44上。

在本发明实施例二中所采用的光机为开放式X光机6，，其上没有设置铍窗，并放置在真空室2中，从而可以整体控制真空室2和开放式X光机6的真空度，同时去掉了光机的铍窗，减少了低能X射线穿过铍窗的次数，增强了X射线探测器7接收到的信号强度。

同时，为简化实验过程，在实验过程中，X射线探测器7需要固定在某一位置上，故在每个独立的实验过程中需要保证出射X射线方向始终不变，因此，需要同时对单晶体43和开放式X光机6进行转动。所以单晶单色器4齿轮联动方式中的从动齿轮选用从动双齿轮412，从动双齿轮412的上齿轮4121和下齿轮4122之间通过回转支承轴承4123连接，上齿轮4121和下齿轮4122能够进行独立旋转。主动双联齿轮411带动上齿轮4121和下齿轮4122分别旋转不同的角度，上齿轮4121旋转带动旋转台44上的开放式X光机6转动一定的角度，下齿轮4122转动带动支撑柱42上的单晶体43转动相应的角度，使得转动后形成的出射X射线方向不变。

此外，为实现X射线探测器7的自动化移动，在安装底座1上设置有利于X射线探测器7滑动的滑动装置。驱动小车13在弧形轨道12内移动，带动放置板14及其上的X射线探测器7相对真空室2转动。同时，此装置上还设有相对应的红外线发射器213和红外线接收器71，能够保证X射线探测器7与出窗口212进行准确定位。

通过图5、图6、图7和图10可知，本发明实施例一各个部件以及它们之间的连接关系。下面结合图5、图8和图9，对固定环的使用进行介绍。

图5、图8和图9分别为本发明实施例二提供的X射线源装置的工作状态结构示意图、安装状态结构示意图和非工作状态结构示意图。结合图5、图8和图9所示：

在本发明实施例二中，真空室2上开有多个出窗口212，X射线探测器7可以与不同的出窗口212进行对接，因此，X射线探测器7与真空室2的出窗口212之间必须可拆卸连接，为了保证X射线探测器7安装在出窗口212上时的牢固性，X射线探测器7与出窗口212通过固定环17进行对接，增强X射线探测器7的固定性。由于单独的固定环17零件较小，容易丢失，因此，在安装底座1上设有固定架15，固定架15通过连接绳16连接固定环17，保证了固定环17不易丢失，同时固定架15上还开有安置槽151，平时将固定环17放置到安置槽151中，节省空间。

如图9所示，非工作状态下，固定环17放置于安置槽151内，X射线探测器7处于放置板14的中心位置。

如图8所示，安装固定环17的过程中，将X射线探测器7滑移到放置板14最远离真空室2的一端，然后将固定环17扣接在出窗口212上，之后，将X射线探测器7滑移到最接近真空室2的一端，从而将X射线探测器7插接到固定环17内，如图5所示，从而完成固定环17的安装。

以上是对本实施例二提供的X射线源装置的各个部件、它们之间的连接关系以及固定环的安装过程进行了介绍，下面结合图3-图10，对X射线源装置的工作原理进行详述。

图3为本发明实施例提供的X射线源装置的单晶单色器、开放式X光机和X射线探测器的俯视状态图一。通过图3可知，当单晶体43与开放式X光机6发射的入射X射线之间成第一夹角时，单晶体43和开放式X光机6之间的相对位置关系。

图4为本发明实施例提供的X射线源装置的单晶单色器、开放式X光机和X射线探测器的俯视状态图二。通过图4可知，利用主动双联齿轮411对从动双齿轮412进行旋转之后，单晶体43和开放式X光机6之间的相对位置关系，此时，单晶体43与开放式X光机6发射的入射X射线之间成第二夹角。

在本实施例二中，首先对X射线源装置进行组装，支撑柱42的一端穿过从动双齿轮412的上齿轮4121，将从动双齿轮412的上齿轮4121和下齿轮4122之间通过回转支承轴承4123连接，然后将旋转台44套装在支撑柱42上，并利用螺栓441将下齿轮4122与旋转台44固定，将开放式X光机6固定安装在旋转台44上，主动双联齿轮411与从动双齿轮412啮合安装，并将与驱动电机5旋转端连接的旋转轴51固定连接在主动双联齿轮411上，从而驱动主动双联齿轮411转动，然后将X射线探测器7放置于放置板14上，利用驱动小车13带动X射线探测器7移动，并通过红外线发射器213和红外线接收器71对出窗口212进行准确定位，然后通过固定环17将X射线探测器7与其中一个出窗口212进行对接。然后对单晶体43、开放式X光机6以及X射线探测器7进行调节，使得单晶体43的中心、开放式X光机6的X射线出射口的中心和X射线探测器7的X射线接收口的中心处于同一水平面上。此装置还设有控制器(图中未示出)，控制器的输入端与红外线接收器71的输出端相连，控制器的输出端分别与驱动电机5、干泵3、开放式X光机6、X射线探测器7、红外线发射器213、真空度检测仪9和驱动小车13的输入端相连。其中，在驱动小车13驱动X射线探测器7转动的过程中，控制器控制红外线发射器213发射信号，当X射线探测器7的X射线接收口恰好与其中一个出窗口212位置相对时，红外线接收器71接收到信号，并将信号发送给控制器，从而控制器控制驱动小车13停止作业，使得X射线探测器7与其中一个出窗口212相对应，然后判断所对应的出窗口212是否正确，如果不正确，通过控制器继续启动驱动小车13，使得驱动小车13带动X射线探测器7继续转动，直到X射线探测器7对准正确的出窗口212为止。

在本发明实施例二中，可以利用万向轮18将装置移动到进行实验的地方，并利用万向轮18将安装底座1进行固定。通过干泵3对真空室2进行抽真空作业，并利用真空度检测仪9对真空室2内的真空度进行实时监测，将真空度控制在10^-5Pa量级。之后打开开放式X光机6，X射线经过单晶体43衍射后得到某一单能X射线，单能X射线通过真空室2的铍窗214射出真空室2，并被X射线探测器7接收。然后通过驱动电机5驱动主动双联齿轮411转动，带动从动双齿轮412旋转，使得单晶体43与开放式X光机6分别转动不同的角度，保证形成的出射X射线方向不变，从而改变单晶体43与开放式X光机6发射的入射X射线之间的角度，从而得到另一单能X射线。从而根据布拉格衍射，通过改变单晶体43与开放式X光机6发射的入射X射线的夹角得到不同能量的单能X射线。

本发明实施例一和实施例二提供的X射线源装置，采用控制整体真空度的方式，并选用开放式X光机，既保证了低能X射线不会被光机的铍窗过滤掉，又能够对整个装置的真空度进行调控，解决了探测器收集不到或者收集到的信号很弱的问题。同时，本X射线源装置还可以标定其他探测器或硬X射线调制望远镜。

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 (10)

1.一种X射线源装置，其特征在于，所述X射线源装置包括：

安装底座，所述安装底座的上表面上开有固定槽；

真空室，所述真空室安装在所述固定槽内；所述真空室包括柱型腔和半球型腔，所述柱型腔和所述半球型腔密封连接；所述柱型腔的圆周方向上开有连接口和一个或多个出窗口；

干泵，所述干泵设置在所述安装底座的上表面上；所述干泵与所述真空室的所述连接口相连；

单晶单色器，设置在所述真空室内；所述单晶单色器包括双齿轮联动装置、支撑柱、单晶体和旋转台；

所述双齿轮联动装置，包括主动双联齿轮与从动双齿轮；所述主动双联齿轮与所述从动双齿轮相互啮合；所述从动双齿轮的上齿轮和下齿轮之间通过回转支承轴承连接；

所述支撑柱的一端固定在所述从动双齿轮的所述下齿轮上；所述支撑柱依次穿过所述从动双齿轮的所述上齿轮和所述旋转台，所述支撑柱的另一端伸出所述旋转台；

所述单晶体，设置在所述支撑柱的另一端上；

所述旋转台，与所述从动双齿轮的上齿轮通过螺栓固定连接；

驱动电机，所述驱动电机设置在所述安装底座内；所述驱动电机的旋转轴伸入所述柱型腔内与所述主动双联齿轮的轴孔相连，驱动所述主动双联齿轮转动；

开放式X光机，安设在所述旋转台上；

X射线探测器，设置在所述安装底座上；所述X射线探测器的X射线接收口与一个所述出窗口相对接。

2.根据权利要求1所述的X射线源装置，其特征在于，所述单晶体的中心、所述开放式X光机的X射线出射口的中心和所述X射线探测器的X射线接收口的中心处于同一水平面上。

3.根据权利要求1所述的X射线源装置，其特征在于，所述旋转轴与所述真空室之间采用磁流体密封件进行密封。

4.根据权利要求1所述的X射线源装置，其特征在于，所述出窗口的个数为七个。

5.根据权利要求4所述的X射线源装置，其特征在于，所述安装底座的上表面上设有弧形轨道，所述弧形轨道内设有驱动小车，所述驱动小车上设有放置板，所述X射线探测器滑设于所述放置板之上，使所述X射线探测器相对所述放置板沿所述柱型腔的直径方向滑动。

6.根据权利要求5所述的X射线源装置，其特征在于，所述弧形轨道的位置与所述固定槽和所述出窗口的位置相对应。

7.根据权利要求5所述的X射线源装置，其特征在于，所述柱型腔的外侧表面上设有多个红外线发射器，所述红外线发射器位于所述出窗口的正下方；所述X射线探测器的侧表面上设有红外线接收器，所述红外线接收器与所述红外线发射器相对应。

8.根据权利要求1所述的X射线源装置，其特征在于，所述安装底座的上表面上设有固定架，所述固定架的一端连接有可伸缩的连接绳，所述连接绳上连接有固定环，所述固定环用于将所述X射线探测器的X射线接收口固定在所述出窗口上。

9.根据权利要求1所述的X射线源装置，其特征在于，所述安装底座的下表面四角处均设有万向轮。

10.根据权利要求1所述的X射线源装置，其特征在于，所述出窗口内设有铍窗。