CN215953418U - 一种透射式x射线衍射仪样品台及应用其的x射线衍射仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种透射式X射线衍射仪样品台及应用其的X射线衍射仪，涉及X射线技术领域，包括：与X射线照射方向垂直设置的多位样品安装板、若干个盛放有待检测样品且具备透光特性的样品单元以及驱动机构，多位样品安装板上开设有若干个贯通安装孔，样品单元可拆卸的连接在安装孔内，驱动机构的驱动端与多位样品安装板固定连接，驱动端运动方向与X射线照射方向垂直；本实用新型中利用驱动机构驱动多位样品安装板在与X射线照射方向垂直的方向上运动，可实现快速切换不同的样品单元接收X射线的照射，无需在单个样品单元检测完成后，手动更换样品单元，节省了更换时间，大大提高了针对大量待测样品时的检测效率。

Description

一种透射式X射线衍射仪样品台及应用其的X射线衍射仪

技术领域

本实用新型涉及X射线技术领域，特别是涉及一种透射式X射线衍射仪样品台及应用其的X射线衍射仪。

背景技术

X射线衍射仪是利用衍射原理，精确测定物质的晶体结构、织构及应力，精确的进行物相分析、定性分析、定量分析，其作为表征材料结晶结构的主要手段，被广泛用于科学研究、检验检测以及企业对产品的质量控制等方面。

随着X射线衍射越来越多的应用，X射线衍射的测试需求也越来越多，使用点探测器扫描进行测试已经不能很好地满足实际需求了，因此近年来又出现了一维阵列X射线探测器，通过多个子探测器一起工作，大大提高了测试效率，然而目前理学和布鲁克等公司的一维阵列X射线探测器仍需在测角仪上进行扫描，一般测试时间在几百秒以上。

申请号为“201510037187.7”，名称为“一种X射线衍射仪”的发明专利公开了一种X射线衍射仪，包括X射线管、入射光阑、测角仪、样品台、接收光阑、X射线探测器，样品台安装于可水平旋转的测角仪的θ轴上，X射线探测器安装于可水平旋转的测角仪的2θ轴上，样品台由X、Y、Z平移台以及圆弧导轨、Ψ轴、θ轴转台组成，可通过平移台可快速、精确控制样品位置、角度并精确测量衍射角，但是其样品台上样品较为单一，当该样品检测完成后，针对下一待测样品，需要工作人员将检测完成的样品取下，并更换待测样品，浪费时间，大大降低了检测效率。

申请号为“201610075776.9”，名称为“一种便携式X射线衍射仪”的发明专利公开了一种X射线衍射仪，包括X射线管、入射光阑、反射式测头、透射式测头、接收光阑，测头安装于多轴机械手上，反射式测头上装有探测器和光管，透射式测头上装有测角仪和探测器，工件或被测样品不动，机械手带动测头在空间上对被测工件做扫描运动完成测试，也即可在被测工件不动的情况下快速、精确控制测头位置、角度并精确测量衍射角，但是在针对多个样品需要进行检测时，依旧需要工作人员将检测完成的样品取下，并更换待测样品，浪费时间，大大降低了检测效率。

因此人们亟需一种检测效率高的X射线衍射仪。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种透射式X射线衍射仪样品台及应用其的X射线衍射仪，以解决上述现有技术存在的问题，提高X射线衍射仪的检测效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种透射式X射线衍射仪样品台，包括与X射线照射方向垂直设置的多位样品安装板、若干个盛放有待检测样品且具备透光特性的样品单元以及驱动机构，所述多位样品安装板上开设有若干个贯通安装孔，所述样品单元可拆卸的连接在所述安装孔内，所述驱动机构的驱动端与所述多位样品安装板固定连接，所述驱动端运动方向与X射线照射方向垂直。

优选的，所述样品单元包括单孔板、用于封堵所述单孔板两侧开口且具有透光特性的封堵机构，所述单孔板的孔洞轴线朝向与X射线照射方向相同，所述单孔板一端向外设置有翼缘，所述安装孔设置有与所述翼缘相匹配的凹槽，所述单孔板插设在所述安装孔内。

优选的，所述封堵机构为无衍射信号的聚酰亚胺胶带。

优选的，若干个所述样品单元位于同一条水平直线上。

优选的，所述驱动机构包括电动平移台、用于支撑所述电动平移台的支撑底座，所述多位样品安装板安装在所述电动平移台的移动端上。

本实用新型还提供一种应用上述透射式X射线衍射仪样品台的X射线衍射仪，包括支撑台、测角仪、X射线发射器、所述透射式X射线衍射仪样品台以及X射线探测单元，所述测角仪与所述X射线发射器安装在所述支撑台上，所述驱动机构与所述测角仪的中部固定连接，所述X射线探测单元与所述测角仪的边缘固定连接，所述多位样品安装板位于所述X射线发射器与所述X射线探测单元之间。

优选的，所述X射线发射器的发射端设置有用于提高X射线源的光通量的多层膜反射镜。

优选的，所述X射线探测单元包括探测器臂、支架以及一维探测器，所述探测器臂一端与所述测角仪固定连接，另一端与所述支架固定连接，所述一维探测器设置在所述支架远离所述探测器臂的一端。

优选的，所述支架远离所述探测器臂的一端朝向所述多位样品安装板设置有延伸部，所述一维探测器设置在所述延伸部上。

优选的，所述延伸部上设置有滑槽，所述一维探测器上设置有与所述滑槽相匹配的滑块。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本实用新型中多位样品安装板与X射线照射方向垂直设置，且多位样品安装板上安装有若干个样品单元，此时利用驱动机构驱动多位样品安装板在与X射线照射方向垂直的方向上运动，可实现快速切换不同的样品单元接收X射线的照射，无需在单个样品单元检测完成后，手动更换样品单元，节省了更换时间，大大提高了针对大量待测样品时的检测效率。

2、本实用新型中单孔板一端向外设置有翼缘，且安装孔设置有与翼缘相匹配的凹槽，当样品存放在单孔板内并利用封堵机构封堵后，工作人员可手持单孔板，将单孔板伸入安装孔内，翼缘插入凹槽后即完成安装，在实现对单孔板固定的基础上，大大提高了安装便捷度。

3、本实用新型中在X射线发射器的发射端设置多层膜反射镜，通过多层膜反射镜实现对X射线的聚焦，将X射线源的光通量大幅提高，随着光通量的提高，X射线探测单元的信息获取效提高率，即提高了样品的检测效率。

4、本实用新型中在支架远离探测器臂的一端朝向多位样品安装板设置有延伸部，一维探测器设置在延伸部上，延伸部的设置缩短了一维探测器与样品安装板间的距离，使得一维探测器接收散射光线的角度增加，进而可实现一次性照相，即能够满足部分测试所需要的角度范围与角度分辨率，大大提高了检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型透射式X射线衍射仪样品台的结构示意图；

图2为本实用新型X射线衍射仪的结构示意图；

图3为本实用新型样品单元的结构示意图；

图4为本实用新型一维探测器与支架的连接结构示意图；

其中，1、多位样品安装板；2、安装孔；3、单孔板；4、翼缘；5、凹槽；6、电动平移台；7、支撑底座；8、测角仪；9、X射线发射器；10、多层膜反射镜；11、探测器臂；12、支架；13、一维探测器；14、滑槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种透射式X射线衍射仪样品台及应用其的X射线衍射仪，以解决现有技术存在的问题，提高X射线衍射仪的检测效率。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

请参考如图1～4所示，提供一种透射式X射线衍射仪样品台，包括与X射线照射方向垂直设置或略微倾斜设置的多位样品安装板1、若干个盛放有待检测样品且具备透光特性的样品单元以及驱动机构，多位样品安装板1上开设有若干个贯通安装孔2，若干个贯通安装孔2可顺序排列或杂乱排列在多位样品安装板1上，样品单元可拆卸的连接在安装孔2内，优选的，样品单元的形状与贯通安装孔2的形状相匹配，使得样品单元安装后，贯通安装孔2即可实现对样品单元的定位，驱动机构的驱动端与多位样品安装板1固定连接，驱动端运动方向与X射线照射方向垂直，可根据贯通安装孔2的排布选择具有不同运动方向的驱动机构，例如当贯通安装孔2按照一条直线排列且该直线为水平线时，驱动机构仅需具备水平驱动能力即可；当贯通安装孔2按照一条直线排列且该直线不为水平线，或者贯通安装孔2设置有多列多排，或者贯通安装孔2杂乱排列时，驱动机构需具备水平及垂直驱动能力，在检测过程中，可利用驱动机构驱动多位样品安装板1在与X射线照射方向垂直的方向上运动，可实现快速切换不同的样品单元接收X射线的照射，无需在单个样品单元检测完成后，手动更换样品单元，节省了更换时间，大大提高了针对大量待测样品时的检测效率。

驱动机构的驱动优选采用系统自动控制，针对多位样品安装板1上贯通安装孔2的分布设定驱动机构的运动方向，以及达到指定点位时的停留时间(停留时间根据所需要的X射线照射时间决定)，在提高控制精确度的基础上，无需人为操作，提高了便捷性。

多位样品安装板1不仅仅限定为板状结构，也可以是柱状结构或这其他结构，但是需要保证贯通安装孔2的朝向与X射线的照射方向相同。

样品单元包括单孔板3、用于封堵单孔板3两侧开口且具有透光特性的封堵机构，单孔板3的孔洞内用于放置样品，单孔板3的孔洞轴线朝向与X射线照射方向相同，单孔板3一端向外设置有翼缘4，翼缘4可为圆环形、齿形或者其他形状，安装孔2设置有与翼缘4相匹配的凹槽5，单孔板3插设在安装孔2内，当样品存放在单孔板3内并利用封堵机构封堵后，工作人员可手持单孔板3，将单孔板3伸入安装孔2内，翼缘4插入凹槽5后即完成安装，在实现对单孔板3固定的基础上，大大提高了安装便捷度。

样品可以是粉末，也可以是块体、薄膜、纤维、液体、胶体等。

为了避免具有透光特性的封堵机构影响最终结果的精确度，封堵机构选用无衍射信号的聚酰亚胺胶带。

本实施例中若干个样品单元位于同一条水平直线上，也即贯通安装孔2设置在同一水平线上，缩短驱动机构的运动路线，进而减少不同样品单元间切换的时间，进一步提高检测效率。

驱动机构包括电动平移台6、用于支撑电动平移台6的支撑底座7，多位样品安装板1安装在电动平移台6的移动端上，电动平移台6可以选用三英精控仪器设备有限公司的ETS-150电动平移台或者其他具备水平移动能力的机构，底座可以选用日本理学Smartlab衍射仪的样品底座或者其他具备支撑能力的底座。

本实用新型还提供一种应用上述透射式X射线衍射仪样品台的X射线衍射仪，包括支撑台(图中未示出)、测角仪8、X射线发射器9、透射式X射线衍射仪样品台以及X射线探测单元，测角仪8为竖向平面结构，测角仪8与X射线发射器9安装在支撑台上，驱动机构的支撑底座7或者电动平移台6的固定端与测角仪8的中部固定连接，X射线探测单元与测角仪8的边缘固定连接，多位样品安装板1位于X射线发射器9与X射线探测单元之间。

X射线发射器9的发射端设置有多层膜反射镜10，通过多层膜反射镜10实现对X射线的聚焦，将X射线源的光通量大幅提高，随着光通量的提高，进而提高了X射线探测单元的信息获取效率，即提高了样品的检测效率。

X射线探测单元包括探测器臂11、支架12以及一维探测器13，探测器臂11一端与测角仪8固定连接，另一端与支架12固定连接，一维探测器13设置在支架12远离探测器臂11的一端。

一维X射线探测器正置或斜置于多位样品架后方，用于收集样品产生的衍射信号。

支架12远离探测器臂11的一端朝向多位样品安装板1设置有延伸部，一维探测器13设置在延伸部上，延伸部的设置缩短了一维探测器13与样品安装板间的距离，使得一维探测器13接收散射光线的角度增加，进而可实现一次性照相，即能够满足部分测试所需要的角度范围与角度分辨率，大大提高了检测效率。

为了便于调节一维探测器13与样品安装板间的距离，进而调节一维探测器13接收散射光线的角度，延伸部上设置有滑槽14，一维探测器13上设置有与滑槽14相匹配的滑块。

一维探测器13可以是一维阵列探测器，也可以是一维正比计数器、一维CCD或一维CMOS探测器等。

在实际使用过程中，将样品用无衍射信号的聚酰亚胺胶带封在单孔样品板内，再统一安装进多位安装样品板的安装孔2中，之后关门打开X射线发射器9，输入测试信息后开始测试(提前将所有测试信息输入或者采用多线程技术边测边输入)，测试软件控制电动平移台6驱动待测样品移动到测试位置，之后由一维探测器13收集X射线衍射信号，测试完成后由电动平移台6带动多位安装样品板运动，自动切换下一样品对准X射线照射路径并对其进行检测，以此循环测试直到全部样品测试完成。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本实用新型的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种透射式X射线衍射仪样品台，其特征在于，包括与X射线照射方向垂直设置的多位样品安装板、若干个盛放有待检测样品且具备透光特性的样品单元以及驱动机构，所述多位样品安装板上开设有若干个贯通安装孔，所述样品单元可拆卸的连接在所述安装孔内，所述驱动机构的驱动端与所述多位样品安装板固定连接，所述驱动端运动方向与X射线照射方向垂直。

2.根据权利要求1所述的透射式X射线衍射仪样品台，其特征在于，所述样品单元包括单孔板、用于封堵所述单孔板两侧开口且具有透光特性的封堵机构，所述单孔板的孔洞轴线朝向与X射线照射方向相同，所述单孔板一端向外设置有翼缘，所述安装孔设置有与所述翼缘相匹配的凹槽，所述单孔板插设在所述安装孔内。

3.根据权利要求2所述的透射式X射线衍射仪样品台，其特征在于，所述封堵机构为无衍射信号的聚酰亚胺胶带。

4.根据权利要求1所述的透射式X射线衍射仪样品台，其特征在于，若干个所述样品单元位于同一条水平直线上。

5.根据权利要求1所述的透射式X射线衍射仪样品台，其特征在于，所述驱动机构包括电动平移台、用于支撑所述电动平移台的支撑底座，所述多位样品安装板安装在所述电动平移台的移动端上。

6.一种应用如权利要求1-5任一项所述透射式X射线衍射仪样品台的X射线衍射仪，其特征在于，包括支撑台、测角仪、X射线发射器、所述透射式X射线衍射仪样品台以及X射线探测单元，所述测角仪与所述X射线发射器安装在所述支撑台上，所述驱动机构与所述测角仪的中部固定连接，所述X射线探测单元与所述测角仪的边缘固定连接，所述多位样品安装板位于所述X射线发射器与所述X射线探测单元之间。

7.根据权利要求6所述的X射线衍射仪，其特征在于，所述X射线发射器的发射端设置有用于提高X射线源的光通量的多层膜反射镜。

8.根据权利要求6所述的X射线衍射仪，其特征在于，所述X射线探测单元包括探测器臂、支架以及一维探测器，所述探测器臂一端与所述测角仪固定连接，另一端与所述支架固定连接，所述一维探测器设置在所述支架远离所述探测器臂的一端。

9.根据权利要求8所述的X射线衍射仪，其特征在于，所述支架远离所述探测器臂的一端朝向所述多位样品安装板设置有延伸部，所述一维探测器设置在所述延伸部上。

10.根据权利要求9所述的X射线衍射仪，其特征在于，所述延伸部上设置有滑槽，所述一维探测器上设置有与所述滑槽相匹配的滑块。

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