CN202330313U - 冷却式薄膜x射线衍射仪样品台及x射线衍射仪 - Google Patents

冷却式薄膜x射线衍射仪样品台及x射线衍射仪 Download PDF

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何庆
顾月良
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周兴泰
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Abstract

本实用新型公开了一种冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，其包括：一本体；一位于该本体上方、用于对该本体进行加热的冷却机构；一设于该本体上、用于对该冷却机构的散热面进行冷却的循环冷却机构；一与该本体连接的温度传感器。本实用新型的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台可以直接安装在X射线衍射设备的样品圆上，并且可以随着样品圆一起转动，满足做常规衍射实验方式的要求。另外，本体中安装有循环冷却机构，从而达到进行长时间的低温原位实验。

Description

冷却式薄膜X射线衍射仪样品台及X射线衍射仪
技术领域
本实用新型涉及一种薄膜测试装置，特别涉及一种冷却式薄膜X射线衍射仪样品台及X射线衍射仪。
背景技术
生物膜是当前细胞生物学、软凝聚态物理中一个十分活跃的研究领域。目前人们在生物膜的化学结构、能量转换、元素输送、生物膜与疾病等方面的研究方面已经取得不错的进展，但是对更基础的生物膜的特性，比如膜与蛋白的相互作用、离子通道、生物膜流动性和融和方面还不是很清楚。以上的研究需要使用高强度的同步辐射结合温度控制设备。
现有技术中的X射线衍射仪的温度控制不够精确，且由于冷却机构在长时间的工作中容易出现过热，继而导致温度变化，影响测试结果。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的薄膜测试装置成本较高，无法长时间进行原温度测试，测试结果误差较大的缺陷，提供一种冷却式薄膜X射线衍射仪样品台及X射线衍射仪。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，其特点在于，其包括：一本体；一位于该本体上方、用于对该本体进行加热的冷却机构；一设于该本体上、用于对该冷却机构的散热面进行冷却的循环冷却机构；一与该本体连接的温度传感器。
较佳的，该本体的中部设有一冷却槽；该循环冷却机构包括设于该冷却槽的顶面的顶盖和设于该冷却槽的底面的底座；该冷却槽的槽壁、该顶盖和该底座形成一冷却腔；该循环冷却机构还包括与该冷却腔连通的至少一进水管和至少一出水管。
较佳的，该顶盖的边缘设有至少一进水口和至少一出水口，该进水口和该出水口与该进水管和该出水管对应连接。
较佳的，该出水口与该出水管通过管连接件连接；该进水口与该进水管通过另一管连接件连接。
较佳的，该底座的顶面和该顶盖的底面均设有一与该冷却槽适配的凹槽。
较佳的，该冷却机构为一半导体制冷片，该半导体制冷片通过至少一压片与该本体固接；该半导体制冷片的上表面为制冷面，该半导体制冷片的下表面为散热面。
较佳的，该本体上还设有一接线柱安装槽，在该接线柱安装槽中设有至少一绝缘片，在该绝缘片上设有若干接线柱。
较佳的，该温度传感器为热电偶。
较佳的，该本体上还设有一湿度槽，该湿度槽中容置甘油水溶液。
较佳的，该本体的上方罩设有一外罩，该外罩的中部设有一窗口，该窗口被一开普敦膜覆盖，该冷却机构和该湿度槽位于该外罩中。
本发明还提供了一种X射线衍射仪，该X射线衍射仪包括一样品圆，其特点在于，该样品圆上设有所述的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，以及一与该温度传感器连接的温度控制器。
本实用新型中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本实用新型各较佳实施例。
本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台可以直接安装在X射线衍射设备的样品圆上，并且可以随着样品圆一起转动，满足做常规衍射实验方式的要求。另外，本体中安装有循环冷却机构，从而达到进行长时间的低温原位实验。
由于对生物膜的研究不需要太低的温度，而需要相对比较好的精度控制，为此本实用新型的样品台以及X射线衍射仪可以做到-40度到室温的变化范围，并且可以控制检测环境的湿度，使用X射线衍射，反射率，掠入射等方法对生物膜的微结构特性进行测量，同时原位装置可以用来做聚合物、高分子的结晶性方面的研究。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台的爆炸图。
图2为本实用新型的X射线衍射仪的结构框图。
图3为本实用新型的X射线衍射仪内部相对湿度与甘油水溶液质量含量对照表。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
如图1所示，本实用新型的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台包括一本体1，在本体1的中部形成一贯穿本体1顶面和底面的冷却槽11。在冷却槽11的一侧设有一接线柱槽12，该接线柱槽12同样贯穿本体1顶面和底面。在该接线柱槽12的顶面和底面均嵌设一作为绝缘片的陶瓷片13。在陶瓷片13上垂直穿设有用于连接电源和温度控制器的接线柱14。该本体1上还设有一湿度槽15，该湿度槽中容置有浸透甘油水溶液的海绵。在本体1上还设有一罩设在该冷却机构外的外罩4，该外罩4中部设有一窗口41，该窗口41被一开普敦膜42覆盖。该半导体制冷片31和湿度槽15均容置于该外罩4中，从而形成一个与外部环境隔离的空间。通过调整甘油水溶液中甘油质量的含量控制该空间中的环境湿度的变化，湿度控制范围为40％至98％。如图3所示，当甘油含量为55％时，该空间中的环境湿度为80％；当甘油含量为88％时，该空间中的环境湿度为40％。
该样品台还包括一个循环冷却机构，其包括了一个嵌入在冷却槽11顶面的顶盖21和一个嵌入在冷却槽11的底面的底座22。由该冷却槽11的槽壁、顶盖21和底座22形成一个用于容置如冷水等冷却剂的冷却腔。为了增加该冷却腔的容积，在底座22的顶面开设一凹槽222，同样的可在顶盖21的底面开设另一凹槽。
本实施例中，该顶盖21和底座22可通过螺钉固接于本体1上。当然本领域技术人员也可采用其他现有的活动连接方式将它们连接，例如卡接、铆接或者镶嵌。
在顶盖21的边缘设有管状的进水口211和出水口212。而在本体1上与进水口211和出水口212适配的部位分别设有一上凹槽111，在底座22上与进水口211和出水口212适配的部位分别设有一下凹槽221。底座22与本体1装配后对应的上凹槽111和下凹槽221将进水口211和出水口212卡设于内部。而进水口211和出水口212均通过一管连接件与对应的进水管211’和出水管212’连接。
在顶盖21的上方设有一作为冷却机构的半导体制冷片31。该半导体制冷片31通过左、右两组压片32由螺钉固接在本体1上。
此外，该样品台还包括一用于探测本体1实时温度的温度传感器(图中未示)。本实施例中，该温度传感器为一热电偶。
图2为包含上述样品台的X射线衍射仪，样品台的进水管和出水管均与水泵连接，用于提供冷却用的冷水，使样品台能够对待测样品进行长时间的在线原位测试。样品台固定在X射线衍射仪的样品圆上，可以跟随衍射仪的样品圆转动，支持X射线衍射实验中的对称扫描模式。
该X射线衍射仪还包括一温度控制器，该温度控制器与样品台的热电偶连接。通过该温度控制器来实现待侧样品的在线测试温度T0的控制。温度控制器通过样品台中热电偶来探测样品的实际温度T1，然后根据温度差ΔT＝T1-T0，以及温度控制器自带的PID自动控制算法来调节直流电压源的输出电压，从而调节半导体制冷片的输出功率，实现实际温度对设定温度的跟随。
该X射线衍射仪的测试温度可从-40℃升温至室温25℃，并且温控精确度可达到0.1℃。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，其特征在于，其包括：一本体；一位于该本体上方、用于对该本体进行加热的冷却机构；一设于该本体上、用于对该冷却机构的散热面进行冷却的循环冷却机构；一与该本体连接的温度传感器。
2.如权利要求1所述的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，其特征在于，该本体的中部设有一冷却槽；该循环冷却机构包括设于该冷却槽的顶面的顶盖和设于该冷却槽的底面的底座；该冷却槽的槽壁、该顶盖和该底座形成一冷却腔；该循环冷却机构还包括与该冷却腔连通的至少一进水管和至少一出水管。
3.如权利要求2所述的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，其特征在于，该顶盖的边缘设有至少一进水口和至少一出水口，该进水口和该出水口与该进水管和该出水管对应连接。
4.如权利要求3所述的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，其特征在于，该出水口与该出水管通过管连接件连接；该进水口与该进水管通过另一管连接件连接。
5.如权利要求2所述的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，其特征在于，该底座的顶面和该顶盖的底面均设有一与该冷却槽适配的凹槽。
6.如权利要求1所述的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，其特征在于，该冷却机构为一半导体制冷片，该半导体制冷片通过至少一压片与该本体固接；该半导体制冷片的上表面为制冷面，该半导体制冷片的下表面为散热面。
7.如权利要求6所述的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，其特征在于，该本体上还设有一接线柱安装槽，在该接线柱安装槽中设有至少一绝缘片，在该绝缘片上设有若干接线柱。
8.如权利要求1所述的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，其特征在于，该温度传感器为热电偶。
9.如权利要求1所述的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，其特征在于，该本体上还设有一湿度槽，该湿度槽中容置甘油水溶液。
10.如权利要求9所述的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，其特征在于，该本体的上方罩设有一外罩，该外罩的中部设有一窗口，该窗口被一开普敦膜覆盖，该冷却机构和该湿度槽位于该外罩中。
11.一种X射线衍射仪，该X射线衍射仪包括一样品圆，其特征在于，该样品圆上设有权利要求1-10中任一项所述的冷却式薄膜X射线衍射仪样品台，以及一与该温度传感器连接的温度控制器。
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