CN117969569A - 一种可多功能拓展的原位xrd测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，包括壳体和功能模块，且壳体上设置有窗口模块、环境模块和接口模块，壳体内部形成密闭空间，包括多个用于实现不同测试功能的功能模块，功能模块可其中一个，或其中多个，或全部可拆卸连接于密闭空间内；接口模块上集成有功能模块所需的接线口；窗口模块上设置有用于穿透测试光线的透光组件；环境模块上开设有一或多个用于控制气体切换的气流通道。本发明提供了一种通用的测试平台，通过采用不同的功能模块，可以适用各种不同的测试需要，各功能模块可根据需要进行切换或替换，也可根据需要选择一个或多个同时设置在壳体内参与测试，灵活性较强，功能多样。

Description

一种可多功能拓展的原位XRD测试平台

技术领域

本发明涉及原位XRD检测技术领域，特别涉及一种可多功能拓展的原位XRD测试平台。

背景技术

原位XRD(X-ray Diffraction,X射线衍射)检测技术，是指在样品受到一定的外部刺激(如温度、压力、气氛等)下，使用X射线衍射技术对样品进行分析。这种测试通常被用于研究材料在不同条件下的晶体结构变化、相变、反应动力学等方面的信息。为了进行原位XRD测试，需要使用专门的实验装置，如原位XRD测试平台。这种装置能够在测试中保持样品的稳定性，并通过X射线衍射技术对样品进行分析。

目前市场上的原位XRD测试平台普遍体积较大，并且由于原位XRD可利用空间有限，无法保证样品在密闭环境下进行测试，导致测试精度较低，并且现有的原位XRD测试平台仅起到固定测试样品的作用，功能单一。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种可多功能拓展的原位XRD测试平台；本发明提供了一种通用的测试平台，通过采用不同的功能模块，可以适用各种不同的测试需要，各功能模块可根据需要进行切换或替换，也可根据需要选择一个或多个同时设置在壳体内参与测试，灵活性较强，功能多样。

具体方案如下：

一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，用于固定待测样品以被测试光线照射，包括壳体和功能模块，且所述壳体上设置有窗口模块、环境模块和接口模块，

所述壳体内部形成密闭空间，包括多个用于实现不同测试功能的所述功能模块，多个所述功能模块可其中一个，或其中多个，或全部可拆卸连接于所述密闭空间内；

所述接口模块连接所述功能模块，且所述接口模块上集成有所述功能模块所需的接线口；

所述窗口模块上设置有透光组件，所述透光组件用于使所述测试光线穿透所述窗口模块照射到所述待测样品上，并穿透所述窗口模块衍射到所述外部测试设备上；

所述环境模块上开设有一或多个气流通道，所述气流通道用于控制所述密闭空间内气体的切换。

在一个具体实施例中，所述功能模块包括用于实现可通高压测试的高压模块，和/或用于实现可高温测试的高温模块，和/或用于实现可拉伸测试的拉力模块，和/或用于实现可调磁场测试的磁场模块。

在一个具体实施例中，所述接线口包括所述高压模块所需的用于连接外部高压装置的第一接线口，和/或所述高温模块所需的用于连接外部温控装置的第二接线口，和/或所述拉力模块所需的用于连接外部拉伸控制装置的第三接线口，和/或所述磁场模块所需的用于连接外部磁场控制装置的第四接线口。

在一个具体实施例中，所述高压模块包括导电金属件和第一固定件，所述导电金属件连接所述第一接线口，用于为所述待测样品提供高压电；

所述第一固定件连接所述导电金属件，用于固定所述待测样品，以使所述测试光线穿透所述透光组件照射到所述待测样品上并穿透所述透光组件衍射到外部测试设备上。

在一个具体实施例中，所述高温模块包括加热器和第二固定件，所述加热器连接所述第二接线口，用于为所述待测样品加热高温；

所述第二固定件连接所述加热器，用于固定所述待测样品，以使所述测试光线穿透所述透光组件照射到所述待测样品上并穿透所述透光组件衍射到外部测试设备上。

在一个具体实施例中，所述拉力模块包括驱动机构以及用于固定所述待测样品的第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部和所述第二夹持部分别连接所述驱动机构，所述驱动机构连接所述第三接线口；

所述第一夹持部连接所述待测样品的一端，所述第二夹持部连接所述待测样品的另一端，用于在所述驱动机构的驱动下拉伸所述待测样品。

在一个具体实施例中，所述磁场模块包括磁导组件、转动机构、驱动件和用于固定所述待测样品的第三固定件；

所述磁导组件包括磁体和导磁件，所述磁导组件包绕所述第三固定件，用于控制所述待测样品的磁场；

所述转动机构一侧连接所述磁导组件，另一侧连接所述驱动件，用于在所述驱动件的驱动下带动所述磁导组件围绕所述待测样品旋转；所述驱动件连接所述第四接线口。

在一个具体实施例中，还包括用于固定所述测试平台的支架，所述支架包括旋转机构、升降机构、第一固定板和第二固定板；

所述第一固定板和所述第二固定板分别连接所述旋转机构和所述升降机构，用于固定所述测试平台；所述支架用于带动所述测试平台升降，和/或旋转，和/或平移。

在一个具体实施例中，所述透光组件包括第一透光件和第二透光件，所述第一透光件用于使所述测试光线穿透所述窗口模块照射到所述待测样品上，所述第二透光件用于使所述测试光线穿透所述窗口模块衍射到所述外部测试设备上。

在一个具体实施例中，所述窗口模块上还设置有用于观察的观察窗口，所述观察窗口在所述功能模块上的投影与所述待测样品在所述功能模块上的投影部分重合。

有益效果：

本发明提供了一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，本发明通过将多个用于实现不同测试功能的功能模块可拆卸连接于具有密闭空间的壳体内，并设置透光组件满足穿透测试光线和便于观察的测试需求，提高了测试精度和效率，并且缩小了整体体积，降低了制作和测试成本。本发明提供了一种通用的测试平台，通过采用不同的功能模块，可以适用各种不同的测试需要，各功能模块可根据需要进行切换或替换，也可根据需要选择一个或多个同时设置在壳体内参与测试，灵活性较强，功能多样。

附图说明

图1是本发明实施例的立体结构示意图；

图2是本发明实施例的立体结构爆炸结构示意图；

图3是本发明实施例的高压模块示意图；

图4是本发明实施例的高温模块示意图；

图5是本发明实施例的拉力模块示意图；

图6是本发明实施例的磁场模块示意图；

图7是本发明实施例的支架立体结构示意图。

附图标记：A-壳体；a-窗口模块；b-功能模块；c-环境模块；d-接口模块；a1-透光组件；a2-观察窗口；c1-气流通道；d1-接线口；a11-第一透光件；a12-第二透光件；b1-高压模块；b2-高温模块；b3-拉力模块；b4-磁场模块；b 11-导电金属件；b12-第一固定件；b21-加热器；b22-第二固定件；b31-驱动机构；b32-第一夹持部；b33-第二夹持部；b41-驱动件；b42-第三固定件；b43-转动机构；b44-磁导组件；b441-磁体；b442-导磁件；d11-第一接线口；d12-第二接线口；d13-第三接线口；d14-第四接线口；B-支架；B 1-旋转机构；B2-升降机构；B3-第一固定板；B4-第二固定板。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本发明公开的各种实施例。本发明公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明公开理解为涵盖落入本发明公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在本发明公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明公开的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

本发明实施例1公开了一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，本实施例通过将多个用于实现不同测试功能的功能模块可拆卸连接于具有密闭空间的壳体内，并设置透光组件满足穿透测试光线和便于观察的测试需求，提高了测试精度和效率，并且缩小了整体体积，降低了制作和测试成本。本发明提供了一种通用的测试平台，通过采用不同的功能模块，可以适用各种不同的测试需要，各功能模块可根据需要进行切换或替换，也可根据需要选择一个或多个同时设置在壳体内参与测试，灵活性较强，功能多样。具体方案如下：

一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，用于固定待测样品以被测试光线照射，如附图1所示，包括壳体A和功能模块b，且壳体A上设置有窗口模块a、环境模块c和接口模块d，

壳体A内部形成密闭空间，包括多个用于实现不同测试功能的功能模块b，多个功能模块b可其中一个，或其中多个，或全部可拆卸连接于密闭空间内；

接口模块d连接功能模块b，且接口模块d上集成有功能模块b所需的接线口d1；

窗口模块a上设置有透光组件a1，透光组件a1用于使测试光线穿透窗口模块a照射到待测样品上，并穿透窗口模块a衍射到外部测试设备上；

环境模块c上开设有一或多个气流通道c1，气流通道c1用于控制密闭空间内气体的切换。

壳体A是测试平台的主体部分，内部形成了一个密闭空间，可以保证待测样品的稳定性和测试数据的准确性。在壳体A上设置了窗口模块a、环境模块c和接口模块d，这些模块可以方便地进行组装和拆卸，使得测试平台的功能更加灵活和多样化。将壳体内部设置封闭空间，可以准确控制和监测测试条件，进一步提高了测试精度和效率。通过封闭空间的设计，可以确保测试环境的稳定性，避免外界因素对测试结果的影响。进一步的，密闭空间内包括多个用于实现不同测试功能的功能模块b，包括但不限于本实施例所提及的用于实现可通高压测试的高压模块b1，和/或用于实现可高温测试的高温模块b2，和/或用于实现可拉伸测试的拉力模块b3，和/或用于实现可调磁场测试的磁场模块b4，在实际应用中，也可根据实际测试需要在密闭空间内添加用于实现其他功能的功能模块，并且这些功能模块可一个或多个的安装在密闭空间内并同时或分开使用，灵活性强，且便于操作。

窗口模块a上设置有透光组件a1，可以使测试光线穿透窗口模块a照射到待测样品上，并穿透窗口模块a衍射到外部测试设备上。透光组件a1的选择和设计对于测试结果的准确性和稳定性至关重要，需要根据实际情况进行优化和改进。透光组件可以是透明的材料，如玻璃或透明塑料，具有良好的光学透明性，使得测试光线能够穿透平台并照射到待测样品上。在本实施例中，透光组件a1优选聚酰亚胺(PI)薄膜，由于PI薄膜具有极高的透过率和透光性，可以有效地保证测试光线的穿透性。此外，PI薄膜还具有较好的耐高温、耐腐蚀、柔韧性和机械强度，可以适应高压条件下的变形和振动，从而提高平台的稳定性和可靠性。同时，PI薄膜还具有一定的防护性能，可以避免待测样品受到外界环境的污染和干扰，从而保证测试结果的准确性和可重复性。此外，PI薄膜还可以根据需要进行调整，以满足不同测试要求的光学性能。总体而言，PI薄膜作为透光组件，具有良好的透光性、耐高温、耐腐蚀、柔韧性和机械强度等优良性能，能够有效保证测试光线的穿透性，从而提高测试的准确性和可靠性。

环境模块c上开设有一或多个气流通道c1，可以控制密闭空间内气体的切换。这是因为在一些特殊情况下，如高温、高压等条件下进行测试时，需要控制样品周围的气氛环境，以保证测试结果的准确性和可重复性。因此，环境模块c的设计和优化也是测试平台设计过程中不可忽视的重要部分。在实际应用中，可通过气流通道c1实现密闭空间内真空环境，或者通过气流通道c1向密闭空间内输送不同气体，以适应不同的测试需求。气流通道c1是通过壳体A上的开口或孔洞形成的管道结构，可以使气体在测试装置内部自由流动。这些气流通道c1通常被布置在适当的位置，以便达到最佳的气流分布和循环效果。通过合理设置气流通道c1，可以有效控制温度、湿度等环境参数，以保证测试的准确性和可重复性。在实际应用中，还可在气流通道c1上设置阀门起到控制和调节气流的作用。阀门可以根据需要打开或关闭，以控制气流通道c1中的气体流量和方向。这样的设计可以根据不同的测试条件和要求，灵活地调整气流通道c1的运行状态，以满足特定的测试目标。

接口模块d连接功能模块b，并集成了功能模块b所需的接线口d1。这些接口可以方便地连接各种测试设备和仪器，实现对待测样品的多种不同测试方式和分析方法，从而提高测试效率和数据的可靠性。

在一个具体实施例中，功能模块b包括用于实现可通高压测试的高压模块b1，和/或用于实现可高温测试的高温模块b2，和/或用于实现可拉伸测试的拉力模块b3，和/或用于实现可调磁场测试的磁场模块b4。

在一个具体实施例中，功能模块b的多样化设计为原位XRD测试平台提供了广泛的应用可能性。高压模块b1可以用于实现可通高压测试，通过在待测样品周围施加高压力，研究材料在高压条件下的结构和性质变化，适用于地质学、材料科学等领域的研究和应用。而高温模块b2则为实现可高温测试提供了支持，通过控制样品周围的温度，可以对材料在高温条件下的晶体结构和相变行为进行研究，对材料的高温稳定性和性能提供重要参考，适用于材料热学、能源材料等方面的研究。此外，拉力模块b3可以用于实现可拉伸测试，通过施加拉伸力或压缩力，研究材料在不同应变条件下的晶体结构和性能变化，适用于材料力学性能研究、材料加工等方面的应用。同时，磁场模块b4可以用于实现可调磁场测试，通过施加不同强度和方向的磁场，研究材料在磁场作用下的结构和性质变化，适用于磁性材料、电子材料等领域的研究和开发。

这些功能模块b可以灵活组合和拆卸连接，使得测试平台可以根据具体需求进行定制和改装，满足不同领域和实验需求的多种测试要求，为材料研究和分析提供了强大的支持和便利。

在一个具体实施例中，接线口d1包括高压模块b1所需的用于连接外部高压装置的第一接线口d11，和/或高温模块b2所需的用于连接外部温控装置的第二接线口d12，和/或拉力模块b3所需的用于连接外部拉伸控制装置的第三接线口d13，和/或磁场模块b4所需的用于连接外部磁场控制装置的第四接线口d14。

在本实施例中，接线口d1是原位XRD测试平台与外部测试设备和仪器连接的关键部分，其设计和优化对于测试结果的准确性和可重复性至关重要。接线口d1包括高压模块b1所需的用于连接外部高压装置的第一接线口d11，通过该接口可以将外部高压装置的输出信号传输到原位XRD测试平台中，控制待测样品周围的高压状态，从而研究材料在高压条件下的结构和性质变化。同时，接线口d1还包括高温模块b2所需的用于连接外部温控装置的第二接线口d12，通过该接口可以将外部温控装置的控制信号传输到原位XRD测试平台中，控制待测样品周围的温度状态，从而研究材料在高温条件下的晶体结构和相变行为。

此外，接线口d1还包括拉力模块b3所需的用于连接外部拉伸控制装置的第三接线口d13，通过该接口可以将外部拉伸控制装置的控制信号传输到原位XRD测试平台中，控制样品的拉伸状态，从而研究材料在不同应变条件下的晶体结构和性能变化。最后，接线口d1还包括磁场模块b4所需的用于连接外部磁场控制装置的第四接线口d14，通过该接口可以将外部磁场控制装置的输出信号传输到原位XRD测试平台中，施加不同强度和方向的磁场，研究材料在磁场作用下的结构和性质变化。

在一个具体实施例中，高压模块包括导电金属件b11和第一固定件b12，导电金属件b11连接第一接线口d11，用于为待测样品提供高压电；

第一固定件b12连接导电金属件b11，用于固定待测样品，以使测试光线穿透透光组件a1照射到待测样品上并穿透透光组件a1衍射到外部测试设备上。

在一个具体实施例中，高温模块b2包括加热器b21和第二固定件b22，加热器b21连接第二接线口d12，用于为待测样品加热高温；

第二固定件b22连接加热器b21，用于固定待测样品，以使测试光线穿透透光组件a1照射到待测样品上并穿透透光组件a1衍射到外部测试设备上。

在一个具体实施例中，拉力模块b3包括驱动机构b31以及用于固定待测样品的第一夹持部b32和第二夹持部b33，第一夹持部b32和第二夹持部b33分别连接驱动机构b31，驱动机构b31连接第三接线口d13；

第一夹持部b32连接待测样品的一端，第二夹持部b33连接待测样品的另一端，用于在驱动机构b31的驱动下拉伸待测样品。

在一个具体实施例中，磁场模块b4包括磁导组件b44、转动机构b43、驱动件b41和用于固定待测样品的第三固定件b42；

磁导组件b44包括磁体b441和导磁件b442，磁导组件b44包绕第三固定件b42，用于控制待测样品的磁场；

转动机构b43一侧连接磁导组件b44，另一侧连接驱动件b41，用于在驱动件b41的驱动下带动磁导组件b44围绕待测样品旋转；驱动件b41连接第四接线口d14。

在一个具体实施例中，还包括用于固定测试平台的支架B，支架B包括旋转机构B1、升降机构B2、第一固定板B3和第二固定板B4；

第一固定板B3和第二固定板B4分别连接旋转机构B1和升降机构B2，用于固定测试平台；支架B用于带动测试平台升降，和/或旋转，和/或平移。

在本实施例中，还包括一个用于固定测试平台的支架B。该支架B设计了多种功能部件，包括旋转机构B1、升降机构B2、第一固定板B3和第二固定板B4。第一固定板B3和第二固定板B4分别连接旋转机构B1和升降机构B2，它们的主要作用是固定测试平台，确保待测样品在实验过程中的稳定性。测试平台的设计考虑到了夹持样品的安全性和可靠性，可以根据需要进行调节和固定。支架B还配备了旋转机构B1，可以使测试平台具备旋转功能。通过旋转机构B1，可以改变测试平台的相对位置和角度，以满足不同实验需求。这种旋转功能可以应用于各种材料的表面分析、晶体生长过程的观察等领域。

同时，支架B还配备了升降机构B2，可以实现测试平台的垂直运动。升降机构B2可以控制测试平台的上下移动，从而调整待测样品与其他实验设备之间的距离。这种升降功能对于不同实验条件下的样品准备、操作和分析都非常重要。支架B的设计还考虑到了平移功能。通过合适的机构，可以实现测试平台在水平方向上的平移，从而使样品在不同位置进行测试。这种平移功能可以应用于材料表面分析、局部特性测试等实验需求。

该支架B具备旋转、升降和平移功能，能够精确固定测试平台，并满足不同实验条件下的样品操作和分析需求。

在一个具体实施例中，透光组件a1包括第一透光件a11和第二透光件a12，第一透光件a11用于使测试光线穿透窗口模块a照射到待测样品上，第二透光件a12用于使测试光线穿透窗口模块a衍射到外部测试设备上。

透光组件a1由第一透光件a11和第二透光件a12组成。第一透光件a11的作用是使得测试光线能够穿透窗口模块a并照射到待测样品上。第一透光件a11通常是具有透明性质的材料，能够保持光线的传输和聚焦特性，确保光线以高质量进入待测样品，从而实现准确的测试。与此同时，第二透光件a12的作用是使得测试光线能够穿过窗口模块a并衍射到外部的测试设备上。第二透光件a12也是一个透明材料，它能够将从待测样品衍射出来的光线捕捉并引导到外部设备进行进一步的测量和分析。在本实施例中，第一透光件a11和第二透光件a12为PI薄膜，能够有效保证测试光线的穿透性，从而提高测试的准确性和可靠性。值得注意的是，第一透光件a11和第二透光件a12在结构布局上是对称分布的，这种对称布局有助于确保测试光线的稳定性和一致性，从而提高测试的准确性和可靠性。

在一个具体实施例中，窗口模块a上还设置有用于观察的观察窗口a2，观察窗口a2在功能模块b上的投影与待测样品在功能模块b上的投影部分重合。

在本实施例中，窗口模块a上还设置有一个观察窗口a2，用于方便对测试样品进行观察。这样的设计有助于操作人员在测试过程中直接观察到待测样品的状态和变化，而不需要打开测试装置或者干扰测试过程。通过观察窗口a2，操作人员可以及时发现样品的任何异常情况，例如温度变化、形状变化或者其他物理变化，从而及时采取相应的措施。观察窗口a2通常采用透明材料制成，例如玻璃或者透明塑料。在实际应用中优选高透石英玻璃，高透石英玻璃材料具有高度的透光性和化学稳定性。这种材料具有良好的透光性，可以保证操作人员清晰地观察到样品的细节。同时，观察窗口a2也要具备足够的耐腐蚀性能和耐用性，以应对测试过程中可能存在的化学物质或其他因素。

本实施例通过将多个用于实现不同测试功能的功能模块可拆卸连接于具有密闭空间的壳体内，并设置透光组件满足穿透测试光线和便于观察的测试需求，提高了测试精度和效率，并且缩小了整体体积，降低了制作和测试成本。多个功能模块可替换，也可根据需要选择一个或多个同时设置在壳体内参与测试，灵活性较强，功能多样，满足了不同的测试需求。

实施例2

本实施例提供了一种可通高压的测试用平台，运用了实施例1中的高压模块b1。

具体的，如附图3所示，包括导电金属件b11、第一固定件b12和第一接线口d11。第一接线口d11设置在壳体A上，并与外部高压装置连接。这样，可以通过外部高压装置向平台提供高压电。导电金属件b11设置在壳体A内部并与第一接线口d11连接。导电金属件b11的作用是为待测样品提供高压电，以实现在高压条件下进行XRD测试。

第一固定件b12位于壳体内部，用于牢固地固定待测样品。通过适当设计第一固定件b12的形状和结构，可以确保待测样品的位置稳定，并使测试光线能够穿透透光组件并准确地照射到待测样品上。通过这种可通高压原位XRD测试平台，可以在高压条件下对待测样品进行原位XRD测试。这种平台具有结构紧凑、操作方便、测试效果准确等优点，能够满足高压环境下XRD测试的需求。

在本实施例中，还包括承载平台。承载平台外表面设置有绝缘层且内部包括导电结构，用于支撑和固定测试样品及其他测试组件。承载平台的外表面设置有绝缘层，可以确保测试样品与其他测试组件在测试过程中不会发生电气短路或漏电等现象。同时，承载平台内部还包括导电结构，用于传输电信号和电能，使得导电金属件b11可以通过承载平台与第一接线口d11电性连接。承载平台作为整体结构的重要组成部分，具有承载、支撑、电气控制等多重功能。通过合理的设计和应用，承载平台可以为测试装置的稳定运行提供有力保障，同时也为测试结果的准确性和可靠性提供了重要的保证。

在实际应用中，样品可能需要施加高达1000V的电压，因此承载平台的绝缘层的材料必须具有足够的耐电压性能，以保证不会被击穿。绝缘层的材料通常采用高分子材料或者氧化物陶瓷等具有良好绝缘性能的材料制成。这些材料具有很高的绝缘阻抗和耐击穿电压，可以有效地防止电气干扰和电击穿现象的发生。在实际应用中，需要对绝缘层的材料进行严格的测试和认证，以保证其符合相关的电气规范和安全标准。除了绝缘层的材料选择外，还需要对绝缘层的厚度和形状进行合理的设计和优化。厚度不足可能会导致绝缘层的强度不足，易被击穿；而过厚则会影响测试信号的传输和接收效果。因此，在实际应用中，需要根据具体的测试需求和安全要求，选择合适的绝缘层材料和优化设计方案，以确保测试的准确性和安全性。

本实施例运用了实施例1的高压模块b1，使其更具实用性。

实施例3

本实施例提供了一种可加高温的测试用平台，运用了实施例1中的高温模块b2。

具体的，如附图4所述，包括加热器b21和第二固定件b22，加热器b21连接第二接线口d12，用于为待测样品加热高温；

第二固定件b22连接加热器b21并固定待测样品，以在高温的测试环境下使测试光线穿透透光组件a1照射到待测样品上并穿透透光组件a1衍射到外部测试设备上。

加热器b21内部缠绕有加热丝，通过加热丝进行加热。这种加热方式具有较低的加热功率，可以有效控制温度的升降速度。同时，加热器b21内部还布置了热电偶传感器，这种传感器体积小巧，可以精确地测量温度变化。

在实际应用中，加热器b21能够达到的最高温度约为700℃左右，为了避免热量散失，优选设置绝热板将加热器b21与其他零件之间进行隔离，这样可以提高加热效率，确保温度稳定性。

加热器b21连接第二接线口d12，通过第二接线口d12连接外部温控装置，可以根据需要调节加热器b21的温度高低，以满足不同的测试需求。此外，在实际应用中，加热器b21还可以用于测试待测样品的电学性能。通过第二接线口d12外接电路，可以对待测样品进行电学性能的测量和分析。这为研究材料的热电特性、电导率等提供了便利。

本实施例运用了实施例1的高温模块b2，使其更具实用性。

实施例4

本实施例提供了一种可拉伸样品的测试用平台，运用了实施例1中的拉力模块b3。

具体的，如附图5所示，包括第一夹持部b32、第二夹持部b33和驱动机构b31，在实际应用中，待测样品一端固定在第一夹持部b32上，另一端固定在第二夹持部b33上，第一夹持部b32和第二夹持部b33分别连接在驱动机构b31上，以在驱动机构b31的驱动下拉伸待测样品。

优选的，第一夹持部b32和第二夹持部b33均包括固定座、样品台和夹持件。固定座的底部连接在驱动机构b31上，样品台连接在固定座的顶部，并向固定座所覆盖的区域外延伸，样品台用于承载待测样品，夹持件连接在样品台上，用于夹紧样品台上的待测样品。第一夹持部b32与第二夹持部b33镜像对称并相互贴近，使第一夹持部b32中的样品台延伸到第二夹持部b33中的固定座所覆盖的区域上，第二夹持部b33中的样品台延伸到第一夹持部b32中的固定座所覆盖的区域上，以使第一夹持部b32和第二夹持部b33均匀的拉伸待测样品。

优选的，夹持件优选盖板，盖板的两端通过螺丝或螺栓等紧固件固定在样品台上，以夹紧样品台上的待测样品。夹持件还可以通过其他结构夹紧样品台上的待测样品，例如夹持件的一端通过弹簧连接在样品台上，另一端夹紧样品台上的待测样品。

在第一实施方式中，驱动机构b31包括第一传动部和第一驱动部。第一传动部包括滑块支架、滑块、滑块转杆和传动带。滑块支架的底部还设置有固定板，第一驱动部固定在固定板上，电机的输出轴贯穿固定板。第一夹持部b32连接在滑块上，滑块连接在滑块支架上。滑块支架的两侧分别设置有支撑座，滑块位于滑块支架的两侧的支撑座之间，滑块转杆分别连接滑块支架两侧的支撑座，并贯穿滑块。滑块转杆优选螺纹杆，滑块中设置有与螺纹杆配合的螺纹槽，螺纹杆贯穿螺纹槽，以将螺纹杆的旋转运动转换为滑块的线性运动。固定板背离第一驱动部的一侧设置有第一传动轮，第一驱动部的输出轴连接第一传动轮。滑块支架上靠近固定板的支撑座背离滑块的一侧设置有第二传动轮，滑块转杆连接第二传动轮。传动带分别连接第一传动轮和第二传动轮，以使第一驱动部带动滑块转杆旋转，滑块转杆旋转以使滑块在滑块支架的两侧的支撑座之间移动。

进一步的，驱动机构b31还包括第二驱动部和第二传动部，第二传动部与第一传动部结构相同，第二传动部与第一传动部镜像对称并且相互贴近。移动机构支架中设置有第一传动孔和第二传动孔。第一传动孔用于第一传动部中的传动带和固定板穿过，第二传动孔用于第二传动部中的传动带和固定板穿过。第一传动部中的滑块支架和第二传动部中的滑块支架均固定在移动机构支架上。第二驱动部连接第二传动部中的滑块转杆，用于驱动第二传动部中的滑块转杆沿与第一传动部中的滑块转杆的转动方向相反的方向转动，以使第二传动部中的滑块沿与第一传动部中的滑块的移动方向相反的方向移动，以拉伸待测样品。第一驱动部和第二驱动部优选步进电机，步进电机具有精确控制位置和方向的能力，步进电机可以通过改变电流方向来实现正反转运动。

在本实施方式中，驱动机构b31还连接有第三接线口d13。具体的，第三接线口d13为电路板，并且设置有数据接口，数据接口贯穿接线口d1的侧壁，以使第三接线口d13能够与外部设备连接，外部设备例如计算机等，可以控制第一夹持部b32和第二夹持部b33的位移以控制待测样品被拉伸的程度。

本实施例运用了实施例1的拉力模块b3，使其更具实用性。

实施例5

本实施例提供了一种磁场可调的样品测试用平台，运用了实施例1中的磁场模块b4。

具体的，如附图6所示，包括第三固定件b42、磁导组件b44、驱动件b41和转动机构b43，第三固定件b42用于固定待测样品，并将待测样品架设在转动机构b43上方，进一步的，驱动件b41包括第一驱动件和第二驱动件，磁导组件b44包括磁体b441和导磁件b442。第一驱动件和第二驱动件优选舵机，舵机可以实现精确的角度控制，在给定的范围内可以将转动角度精确到特定的位置。转动机构b43包括第一转动机构和第二转动机构，第一转动机构包括转杆、转杆座，磁体b441的两侧各设置有一个转杆和一个转杆座，转杆座固定在转动座上。转杆的一端与磁体b441固定连接，另一端插入转杆座中，第一驱动件的输出轴上设置有传动带，第一驱动件固定在固定座上。靠近第一驱动件的转杆贯穿转杆座与传动带连接，传动带还连接第一驱动件的输出轴，以使第一驱动件驱动磁体b441转动。磁体b441优选强磁铁，例如钕铁硼(NdFeB)磁铁。导磁件b442连接在磁体b441的磁极上，并跟随磁体b441转动，以集中和引导磁体b441的磁场。导磁件b442为具有较高磁导率(magnetic permeability)的材料，如镍铁合金、钴铁合金等。

在一个具体实施方式中，导磁件b442包括第一导磁件和第二导磁件，第一导磁件的顶部靠近待测样品，底部靠近磁体b441。第二导磁件与第一导磁件沿待测样品与磁体b441连接面对称。第一导磁件包括第一导磁支座和第一导磁块，第二导磁件包括第二导磁支座和第二导磁块，第一导磁支座的底部和第二导磁支座的底部分别固定连接在转动座上并对称分布在磁体b441的两侧。第一导磁块和第二导磁块对称分布在待测样品的两侧，第一导磁块固定在第一导磁支座上，第二导磁块固定在第二导磁支座上。第一导磁块和第二导磁块的形状优选呈长条状，并且朝向待测样品的一端呈楔形，即朝向待测样品的一端的第一导磁块和第二导磁块体积逐渐减小，以将磁体b441发出的磁场集中和引导至待测样品中。磁体b441的磁极连接轴垂直于转杆的转轴(亦是磁体b441的转轴)，第一导磁支座、第一导磁块、第二导磁支座、第二导磁块、磁体b441和待测样品位于同一平面，以使磁体b441在转动时能够将磁极朝向待测样品，以及能够将磁极垂直于待测样品。磁体b441在转动时，由于磁体b441的磁极的朝向改变，因此，穿过待测样品的磁场强度改变。

进一步的，在磁体b441的北极N或南极S朝向待测试样品时，穿过待测试样品的磁场强度最小，接近于0。需要说明的是，在北极N或南极S朝向待测试样品时，磁极发出的磁场直接导向另一磁极，例如直接从磁体b441的北极N导向磁体b441的南极S，此时穿过待测试样品的磁场强度最小，接近于0。

在磁体b441的北极N或南极S所在平面垂直于待测试样品时，此时磁体b441的北极N到磁体的南极S之间的磁场通过北极N到磁导组件b44再到磁体b441的南极S形成导磁通路，此时穿过待测样品的磁场强度能够达到10000(A/m)以上。

进一步的，第二转动机构包括转动座和轴承，固定座固定在壳体4中，转动座位于固定座的顶部。第二驱动件位于固定座的底部，第二驱动件的输出轴贯穿固定座与转动座连接，以驱动转动座转动，转动座转动用于带动固定座上的位于待测样品两侧导磁块转动，以改变穿过待测样品的磁场方向。具体的，轴承连接在第二驱动件的输出轴上，转动座连接在轴承上，以降低摩擦和磨损，提高使用寿命。需要说明的是，穿过待测样品的磁场的方向由导磁块决定，待测样品两侧的导磁块相对的朝向待测样品，楔形的导磁块集中和引导磁体b441产生的磁场，使磁场具有方向性的穿过待测样品。同时，转动座带动两导磁块绕待测样品转动，以改变穿过待测样品的磁场方向。第一驱动件和第二驱动件能够同时运行，也能够单独运行，也就是说，能够同时改变穿过待测样品的磁场强度大小和方向，也能够单独改变穿过待测样品的磁场强度大小和方向。

优选的，还包括检测装置，检测装置位于待测样品的下方，用于检测穿过待测样品的强度。检测装置优选霍尔传感器，霍尔传感器的体积较小，能够节约空间，并且霍尔传感器对磁场的变化具有快速响应能力，可以实时监测磁场的变化，同时能够以很高的频率采集数据，并提供准确的磁场强度值。

优选的，第三固定件b42包括固定支架和透光结构的样品槽，样品槽位于固定支架中，用于容纳待测样品，固定支架连接壳体A，用于将样品槽架设在转动机构b43上方。透光结构的样品槽能够使外部的测试光线穿透样品槽的侧壁，增加测试光线的角度范围。

进一步的，还包括第四接线口d14，第四接线口d14上设置有信号接口，第四接线口d14穿出壳体A的部分上还设置有连接信号接口的连接接口，信号接口连接连接接口，连接接口用于与外部拉伸控制装置连接，外部拉伸控制装置优选能够根据根据检测装置中的磁场强度信号形成的控制第一驱动件和第二驱动件转动的控制信号的智能控制装置，例如计算机等。信号接口分别连接检测装置、第一驱动件和第二驱动件，用于获取检测装置中的磁场强度信号，输送至连接接口，连接接口将磁场强度信号输送至外部拉伸控制装置中。外部拉伸控制装置接收磁场强度信号后，根据磁场强度信号形成的控制第一驱动件和第二驱动件转动的控制信号，并将控制信号输送至连接接口中，连接接口将控制信号输送至数据接口中，数据接接口将控制信号分别输送至第一驱动件和第二驱动件，以控制第一驱动件和第二驱动件转动。

本实施例运用了实施例1的磁场模块b4，使其更具实用性。

本发明提供了一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，本发明通过将多个用于实现不同测试功能的功能模块可拆卸连接于具有密闭空间的壳体内，并设置透光组件满足穿透测试光线和便于观察的测试需求，提高了测试精度和效率，并且缩小了整体体积，降低了制作和测试成本。多个功能模块可替换，也可根据需要选择一个或多个同时设置在壳体内参与测试，灵活性较强，功能多样，满足了不同的测试需求。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。

Claims (10)

1.一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，其特征在于，用于固定待测样品以被测试光线照射，包括壳体和功能模块，且所述壳体上设置有窗口模块、环境模块和接口模块，

所述壳体内部形成密闭空间，包括多个用于实现不同测试功能的所述功能模块，多个所述功能模块可其中一个，或其中多个，或全部可拆卸连接于所述密闭空间内；

所述接口模块连接所述功能模块，且所述接口模块上集成有所述功能模块所需的接线口；

所述窗口模块上设置有透光组件，所述透光组件用于使所述测试光线穿透所述窗口模块照射到所述待测样品上，并穿透所述窗口模块衍射到所述外部测试设备上；

所述环境模块上开设有一或多个气流通道，所述气流通道用于控制所述密闭空间内气体的切换。

2.根据权利要求1所述的一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，其特征在于，所述功能模块包括用于实现可通高压测试的高压模块，和/或用于实现可高温测试的高温模块，和/或用于实现可拉伸测试的拉力模块，和/或用于实现可调磁场测试的磁场模块。

3.根据权利要求2所述的一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，其特征在于，所述接线口包括所述高压模块所需的用于连接外部高压装置的第一接线口，和/或所述高温模块所需的用于连接外部温控装置的第二接线口，和/或所述拉力模块所需的用于连接外部拉伸控制装置的第三接线口，和/或所述磁场模块所需的用于连接外部磁场控制装置的第四接线口。

4.根据权利要求3所述的一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，其特征在于，所述高压模块包括导电金属件和第一固定件，所述导电金属件连接所述第一接线口，用于为所述待测样品提供高压电；

所述第一固定件连接所述导电金属件，用于固定所述待测样品，以使所述测试光线穿透所述透光组件照射到所述待测样品上并穿透所述透光组件衍射到外部测试设备上。

5.根据权利要求3所述的一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，其特征在于，所述高温模块包括加热器和第二固定件，所述加热器连接所述第二接线口，用于为所述待测样品加热高温；

所述第二固定件连接所述加热器，用于固定所述待测样品，以使所述测试光线穿透所述透光组件照射到所述待测样品上并穿透所述透光组件衍射到外部测试设备上。

6.根据权利要求3所述的一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，其特征在于，所述拉力模块包括驱动机构以及用于固定所述待测样品的第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部和所述第二夹持部分别连接所述驱动机构，所述驱动机构连接所述第三接线口；

所述第一夹持部连接所述待测样品的一端，所述第二夹持部连接所述待测样品的另一端，用于在所述驱动机构的驱动下拉伸所述待测样品。

7.根据权利要求3所述的一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，其特征在于，所述磁场模块包括磁导组件、转动机构、驱动件和用于固定所述待测样品的第三固定件；

所述磁导组件包括磁体和导磁件，所述磁导组件包绕所述第三固定件，用于控制所述待测样品的磁场；

所述转动机构一侧连接所述磁导组件，另一侧连接所述驱动件，用于在所述驱动件的驱动下带动所述磁导组件围绕所述待测样品旋转；所述驱动件连接所述第四接线口。

8.根据权利要求1所述的一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，其特征在于，还包括用于固定所述测试平台的支架，所述支架包括旋转机构、升降机构、第一固定板和第二固定板；

所述第一固定板和所述第二固定板分别连接所述旋转机构和所述升降机构，用于固定所述测试平台；所述支架用于带动所述测试平台升降，和/或旋转，和/或平移。

9.根据权利要求1所述的一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，其特征在于，所述透光组件包括第一透光件和第二透光件，所述第一透光件用于使所述测试光线穿透所述窗口模块照射到所述待测样品上，所述第二透光件用于使所述测试光线穿透所述窗口模块衍射到所述外部测试设备上。

10.根据权利要求1所述的一种可多功能拓展的原位XRD测试平台，其特征在于，所述窗口模块上还设置有用于观察的观察窗口，所述观察窗口在所述功能模块上的投影与所述待测样品在所述功能模块上的投影部分重合。