ES2237988B1 - Dispositivo monocromador. - Google Patents
Dispositivo monocromador.Info
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Abstract
El dispositivo monocromador objeto de la invención presenta al menos una cara activa doblemente focalizante, que está compuesta por una retícula de superficies reflectantes que pueden orientarse según dos ejes perpendiculares, en una de las direcciones permite seleccionar las frecuencias adecuadas del haz de neutrones y en la otra permite focalizar el haz monocromático obtenido sobre la muestra a analizar, consiguiendo así un mejor aprovechamiento del haz y un mayor rendimiento de la operación. La orientación según el eje horizontal puede realizarse de forma independiente entre las distintas filas de elementos reflectantes, de manera que es posible su orientación siguiendo una ley o progresión determinada para una focalización adecuada del haz de neutrones.
Description
Dispositivo monocromador.
La patente de invención tiene por objeto un
dispositivo monocromador que permite seleccionar las frecuencias
reflejadas de un haz de neutrones incidente y cuyas caras
reflectantes se pueden orientar según dos direcciones
perpendiculares, consiguiendo así optimizar la eficacia del haz de
neutrones.
Es también objeto de la invención un monocromador
que incorpora tres caras reflectantes que permiten seleccionar de
forma rápida y cómoda tres tipos de superficie reflectante, con
características distintas, según las necesidades.
Las técnicas de espectroscopia permiten
determinar la composición, estructura y dinámica de muy diversos
materiales. El principio de operación se basa en la interacción
entre haces de neutrones de diferentes energías y la muestra objeto
de estudio. En función del tipo de material y las propiedades a
estudiar, se seleccionan las energías de interés, haciéndose pasar
el haz de neutrones a través de un monocromador. La señal obtenida
en la interacción radiación-muestra determina las
propiedades objeto de estudio a través del conocimiento de la
variación de la sección eficaz con el ángulo sólido y su relación
con el factor de estructura.
Los monocromadores generalmente presentan una
superficie o cara reflectante que está compuesta por filas de
espejos u otro material capaz de reflejar determinadas frecuencias
del haz de neutrones y dejar pasar el resto, pudiendo orientarse la
cara reflectante según un eje vertical para seleccionar las
frecuencias reflejas del haz de neutrones, de acuerdo a las
características de la muestra que se va a analizar.
No obstante, la intensidad luminosa que se
aprovecha del haz de electrones es muy reducida ya que únicamente
una pequeña porción de la misma incide sobre la muestra.
El monocromador objeto de la invención permite
orientar la superficie reflectante según dos direcciones, de tal
forma que la intensidad del haz de neutrones que incide sobre la
muestra aumenta, consiguiendo así un mejor rendimiento de la
operación.
Para ello, la superficie reflectante está
constituida por una retícula de pequeños elementos o superficies
reflectantes que pueden orientarse según dos direcciones,
permitiendo por un lado seleccionar las frecuencias adecuadas y por
otro focalizar sobre la muestra todo el haz monocromático
seleccionado.
El monocromador objeto de la invención presenta
tres superficies o caras reflectantes, al menos una de las cuales es
doblemente focalizante, pudiendo cada una de las caras montar
elementos o superficies reflectantes con distintas características.
De esta forma, se puede seleccionar fácilmente, dependiendo de las
necesidades, la cara reflectante que se va a utilizar, consiguiendo
distintos tipos de reflexión en función del material reflectante de
la cara seleccionada y de la posibilidad de que esta cara sea
simplemente focalizante o doblemente focalizante.
En concreto, la superficie reflectante esta
compuesta por una serie de columnas que se orientan individualmente
en dirección vertical para seleccionar las frecuencias del haz de
neutrones. Sobre estas columnas verticales se montan una serie de
soportes individuales, constituyendo así filas horizontales, sobre
cuyos soportes se fijan los distintos elementos o superficies
reflectantes, constituyendo así la mencionada retícula
reflectora.
Los soportes se montan sobre las columnas
verticales de forma articulada, de tal manera que cada fila de
soportes puede bascular de forma independiente respecto de la
columna vertical, pudiendo así quedar cada fila de elementos
reflectantes con una orientación distinta al resto de filas. Esto
permitirá orientar los elementos reflectantes, en dirección
horizontal, siguiendo una ley o progresión predeterminada para
conseguir la focalización del haz de neutrones sobre la muestra.
Cada uno de los soportes de las superficies o
elementos reflectantes está montado sobre la columna vertical
correspondiente a través de un eje de articulación y requerido por
un resorte que tiende a mantener los soportes en una posición de
basculamiento pero, están empujados por unos vástagos horizontales,
de manera que, en función de la posición que ocupe el citado
vástago, el soporte y el elemento reflectante correspondiente podrá
girar en mayor o menor medida respecto de su eje de articulación y
por tanto quedar orientados con un mayor o menor ángulo respecto de
la posición de reposo, en la cual las superficies reflectantes
quedarían dispuestas verticalmente.
Los citados vástagos cuentan, en el extremo
opuesto al de contacto con el soporte del elemento reflectante, con
un cabezal de accionamiento sobre el que actúa una placa vertical
que puede bascular respecto de un eje horizontal, empujando
simultáneamente sobre todos los vástagos pero, provocando un
desplazamiento menor sobre los vástagos más próximos al eje de
articulación y mayor a medida que los vástagos se encuentran más
alejados del citado eje.
Además, cada soporte es accionado por un vástago
independiente, de forma que existen tantas filas de vástagos,
dispuestos paralela y horizontalmente, como filas de elementos
reflectantes, y el empuje sobre las cabezas de accionamiento de los
vástagos se realiza mediante unos empujadores previstos en la placa
vertical, tantos empujadores como vástagos verticales, con la
particularidad de que cada empujador empuja sobre la cabeza del
vástago correspondiente en un punto que no está alineado con el eje
del vástago y cuyo desfase varía de unas filas a otras. De esta
manera se puede conseguir que el basculamiento de la placa vertical,
que produciría un desplazamiento distinto sobre cada vástago pero
proporcional al ángulo girado por la placa, se convierta en un
desplazamiento prefijado para cada fila de soportes, desplazamiento
que puede seleccionarse para que siga una ley o progresión
predeterminada que permite focalizar todo el haz monocromático sobre
la muestra.
En cuanto a las columnas verticales, se pueden
orientar independientemente en sentido vertical pero, son accionadas
todas ellas por el mismo motor, transmitiéndose el movimiento de
unas a otras mediante un sistema de poleas que provoca la
orientación, en secuencia, de las distintas columnas verticales y,
consecuentemente, de los elementos o superficies reflectantes
montado sobre cada columna.
El eje vertical de giro de las columnas pasa lo
más cerca posible por el punto de contacto entre los vástagos y los
soporte de los elementos o superficies reflectantes, con objeto de
que el giro en dirección vertical afecte lo menos posible a las
orientaciones de los soportes en sentido horizontal.
Las superficies o elementos reflectantes se
montan sobre los soportes, con la intermediación de unas placas
portantes previstas de medios de acoplamiento rápido, con efecto
clip, sobre los citados soportes. En concreto, los soportes de las
superficies reflectantes presentan un canal longitudinal, que
incorpora dos tabiques flexibles destinados a alojar un resalte
cilíndrico previsto en la parte posterior de las placas portantes,
de forma que el citado resalte queda retenido por los tabiques
flexibles.
Además, las placas portantes presentan en sus
bordes laterales unos canales que permiten la introducción de las
puntas de unas pinzas especiales con las que es posible el
desmontaje individual de cada elemento reflectante.
La figura 1.- Muestra una perspectiva de una
instalación completa en la que se observa el haz de neutrones, el
monocromador, la muestra a analizar y otros equipos auxiliares.
La figura 2.- Muestra una perspectiva de un
monocromador, con tres caras activas, según el objeto de la
invención, observándose claramente una cara simplemente focalizante
y otra doblemente focalizante.
La figura 3.- Muestra una perspectiva del
monocromador objeto de la invención, en la cual se observan
claramente los principales elementos que componen una cara
doblemente focalizante.
La figura 4.- Muestra una vista en sección de una
cara doblemente focalizante, antes de orientar las superficies
reflectantes en dirección horizontal.
La figura 5.- Muestra una vista en sección de una
cara doblemente focalizante, con las superficies reflectantes
orientadas en dirección horizontal, siguiendo una ley o progresión
determinada.
La figura 6.- Muestra una vista en planta, en la
que se observa la transmisión del movimiento entre las distintas
columnas verticales, para su orientación en dirección vertical.
La figura 7.- Muestra una perspectiva de uno de
los soportes de montaje de las superficies o elementos
reflectantes.
La figura 8.- Muestra una perspectiva de una de
las placas portantes de los elementos reflectantes.
Tal y como se observa en la figura 1, el
dispositivo monocromador (1) objeto de la invención permite dirigir
sobre una muestra (2) a analizar un haz de neutrones monocromático
debidamente focalizado.
El monocromador objeto de la invención, presenta
tres caras activas, al menos una de las cuales es doblemente
focalizante. En la figura 2 se observa claramente una cara
doblemente focalizante (3) y una cara simplemente focalizante
(4).
La cara doblemente focalizante está compuesta por
una retícula de superficies reflectantes (5) que pueden orientarse ,
tal y como se describe a continuación, según dos ejes
perpendiculares, de tal manera que el movimiento alrededor del eje
vertical permite seleccionar las frecuencias reflejadas por el
monocromador, mientras que la orientación según un eje horizontal
permite focalizar el haz de neutrones monocromático con la
frecuencia de reflexión selecciona-
da.
da.
En concreto, cada cara doblemente focalizante
está compuesta por una serie de columnas verticales (6), orientables
individualmente en dirección vertical y sobre las cuales se montan
unos soportes (7) a los cuales se fijan, como se indicará más
adelante, cada una de las superficies o elementos reflectantes (5),
formando así filas horizontales de elementos reflectantes que podrán
ser orientadas de forma individual siguiendo una ley o progresión
determinada.
Los soportes (7) se montan sobre la columna
vertical (6) de forma articulada, quedando requeridas hacia una
posición de basculamiento mediante un resorte recuperador (8).
Los soportes (7) cuentan con una protuberancia
semiesférica (9) sobre la que actúan unos vástagos (10), de
deslizamiento horizontal, y que presentan en su extremo opuesto al
de empuje sobre los soportes (7) un cabezal de accionamiento (10),
habiéndose previsto la incorporación de un vástago (10) por cada
soporte (7), con el fin de garantizar el accionamiento independiente
y por tanto la basculación independiente de cada soporte (7).
Pues bien, el accionamiento o empuje de los
vástagos (10) se produce mediante una placa vertical (12) que puede
girar alrededor de un eje horizontal (13) y que cuenta con una serie
de empujadores (14) que están constantemente empujando los vástagos
(10) contra la acción de los resortes recuperadores (8), de tal
manera que el giro de la placa (12) alrededor del eje (13) provoca
un empuje de distinta magnitud sobre los distintos vástagos (10), en
función de la distancia de los mismos respecto del eje (13).
No obstante, el empuje sobre los vástagos y por
tanto el basculamiento de los soportes (7) y, consecuentemente de
los elementos reflectantes (5), sería directamente proporcional al
ángulo girado por la placa vertical (12) y a la distancia entre el
eje de cada vástago y el eje (13) de giro de la placa vertical (12)
pero, esta orientación progresiva de los elementos reflectantes (5)
podría no ser la mas adecuada para la focalización del haz
monocromático.
Por ello, los empujadores (14) actúan sobre las
cabezas (11) de los vástagos (10), con cierto desfase respecto del
eje de los citados vástagos, de tal manera que dependiendo del punto
de empuje sobre los cabezales (11) se puede variar el grado de
basculación de cada una de las filas de soportes y por tanto
conseguir que los elementos reflectantes (5) queden orientados según
la ley o progresión más adecuado para la focalización del haz
monocromático de neutrones.
Según se observa en la figura 6, las columnas
verticales (6) son accionadas individualmente pero, mediante un
único motor (15), realizándose la transmisión del movimiento entre
una columna vertical (6) y la siguiente mediante un juego de cables
y poleas de tracción (16).
El eje vertical de giro de las columnas pasa lo
más cerca posible por el punto de contacto entre los vástagos (10) y
los soportes (7) de los elementos o superficies reflectantes (5),
con objeto de que el giro en dirección vertical afecte lo menos
posible a las orientaciones de los soportes en sentido
horizontal.
Como se observa en las figuras 2 y 3, existe un
único motor (15) para el movimiento en dirección vertical de las
superficies reflectantes de las tres caras activas, mientras que los
movimientos en dirección horizontal de las caras doblemente
focalizantes requieren un motor independiente para cada cara. En las
figuras mencionadas, se ha representado un monocromador con una cara
simplemente focalizante y dos caras doblemente focalizantes por lo
que incluye dos motores para el accionamiento de estas caras.
En la figura 7 se ha representado una perspectiva
de un soporte (7), en el cual se observa claramente la protuberancia
(9) sobre la que actúa el correspondiente vástago (10) o el eje de
basculamiento (17) respecto de la columna vertical (6). También se
observa un canal longitudinal (18) dotado de dos tabiques flexibles
(19) destinados a sujetar, por efecto clip, una placa portante (20)
a la cual se fijan, mediante adhesivo o similar, los elementos
reflectantes (5).
Como se observa en la figura 8, la placa portante
(20) incorpora un resalte cilíndrico (21) que se aloja en el canal
(18) del soporte (7), provocando una ligera deformación de los
tabiques (19) que, debido a su elasticidad, recuperan su posición,
una vez encajado el resalte (21), impidiendo su desmontaje.
No obstante, cuando sea necesario desmontar uno
de los elementos reflectantes (5), basta con tirar de él con la
fuerza suficiente como para que el resalte (21) provoque la flexión
de los tabiques (19), maniobra ésta que se ve dificultada por el
hecho de que los distintos elementos reflectantes (5) se encuentran
muy juntos unos de otros.
Por ello, se ha previsto que las placas portantes
(20) presenten en sus bordes laterales sendas acanaladuras (22) en
las cuales es posible introducir, deslizándolos desde el soporte
situado en la fila superior, unas varillas que actúan como pinzas y
que, una vez posicionadas en el elemento reflectante (5) a retirar,
actúan por tracción extrayendo la placa portante (20) y el
correspondiente elemento reflectante (5).
Claims (12)
1. Dispositivo monocromador, que permite
seleccionar las frecuencias reflejadas de un haz de neutrones
incidente, caracterizado porque presenta al menos una cara
activa doblemente focalizante, compuesta por una retícula de
superficies reflectantes que pueden orientarse según dos ejes
perpendiculares, en una de las direcciones permite seleccionar las
frecuencias adecuadas del haz de neutrones y en la otra permite
focalizar el haz monocromático obtenido sobre la muestra a analizar,
consiguiendo así un mejor aprovechamiento del haz y un mayor
rendimiento de la operación.
2. Dispositivo monocromador, según reivindicación
1ª, caracterizado porque incorpora una serie de columnas
verticales, orientables individualmente en dirección vertical y
sobre las cuales se montan, formando filas horizontales, una serie
de soportes individuales a los cuales se fijan las distintas
superficies o elementos reflectantes, con la particularidad de que
cada fila de soportes puede bascular respecto de las columnas
verticales, de forma independiente, de manera que las distintas
filas de elementos reflectantes pueden quedar orientadas
horizontalmente siguiendo una ley o progresión predeterminada.
3. Dispositivo monocromador, según
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
soportes de las superficies o elementos reflectantes están montados
sobre las columnas verticales a través de un eje de articulación, y
son empujados por una serie de vástagos horizontales que provocan el
basculamiento de los soportes, contra la acción de un resorte
recuperador, contando cada vástago en el extremo opuesto al de
empuje sobre el soporte del elemento reflectante con un cabezal de
accionamiento sobre el que actúa una placa vertical, basculante
respecto de un eje horizontal, que empuja simultáneamente sobre
todos los vástagos, provocando así la orientación simultánea, en
dirección horizontal, de todas las superficies o elementos
reflectantes.
4. Dispositivo monocromador, según
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada fila
de soportes es accionada por un vástago independiente, sobre cuya
cabeza de accionamiento actúa un empujador previsto en la placa
vertical, con la particularidad de que el empujador y el vástago de
cada fila están desalineados en mayor o menor medida dependiendo de
la fila a la que correspondan, actuando así los empujadores sobre
los cabezales en puntos más o menos desalineados respecto de su eje
para conseguir que el basculamiento de la placa vertical se traduzca
en un basculamiento de las distintas filas de soportes según la
progresión requerida.
5. Dispositivo monocromador, según
reivindicaciones 1ª y 2ª, caracterizado porque las
superficies o elementos reflectantes se fijan, mediante adhesivo o
similar, sobre unas placas portantes que permiten su acoplamiento a
los soportes de fijación a las columnas verticales.
6. Dispositivo monocromador, según
reivindicaciones 5ª, caracterizado porque los soportes de las
superficies o elementos reflectantes, presentan un canal
longitudinal, que incorpora dos tabiques flexibles, en el cual se
aloja un resalte cilíndrico previsto en la parte posterior de las
placas portantes, quedando retenidas en su posición mediante los
tabiques flexibles.
7. Dispositivo monocromador, según
reivindicaciones 5ª, caracterizado porque las placas
portantes presentan unos canales en sus bordes laterales sobre los
que actúan unas pinzas para permitir el desmontaje individual de
cada elemento reflectante.
8. Dispositivo monocromador, según
reivindicaciones 1ª y 2ª, caracterizado porque el eje de giro
de las columnas verticales pasa por el punto de contacto entre los
vástagos horizontales y los soportes de las superficies o elementos
reflectantes, con objeto de minimizar las desviaciones en su
orientación final.
9. Dispositivo monocromador, según
reivindicaciones 1ª y 2ª, caracterizado porque todas las
columnas verticales son accionadas simultáneamente por un mismo
motor de accionamiento.
10. Dispositivo monocromador, según
reivindicación 9º, caracterizado porque el motor de
accionamiento actúa directamente sobre una de las columnas
verticales que a su vez lo transmite a la siguiente columna a través
de un sistema de poleas y así sucesivamente a todas las columnas
verticales.
11. Dispositivo monocromador,
caracterizado porque presenta tres caras activas, al menos
una de las cuales es doblemente focalizante.
12. Dispositivo monocromador, según
reivindicación 11ª, caracterizado porque el movimiento en
dirección vertical de las superficies reflectantes de las tres caras
activas se obtiene a partir de un único motor de accionamiento,
mientras que los movimientos en dirección horizontal en las caras
doblemente focalizantes requieren un motor independiente para cada
cara.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200301108A ES2237988B1 (es) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | Dispositivo monocromador. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200301108A ES2237988B1 (es) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | Dispositivo monocromador. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2237988A1 ES2237988A1 (es) | 2005-08-01 |
| ES2237988B1 true ES2237988B1 (es) | 2006-11-01 |
Family
ID=34802790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200301108A Expired - Fee Related ES2237988B1 (es) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | Dispositivo monocromador. |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| SU1043535A1 (ru) * | 1982-02-11 | 1983-09-23 | Специальное Конструкторское Бюро Института Кристаллографии Им.А.В.Шубникова | Рентгеновский монохроматор |
| US5016267A (en) * | 1986-08-15 | 1991-05-14 | Commonwealth Scientific And Industrial Research | Instrumentation for conditioning X-ray or neutron beams |
-
2003
- 2003-05-13 ES ES200301108A patent/ES2237988B1/es not_active Expired - Fee Related
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| ES2237988A1 (es) | 2005-08-01 |
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Legal Events
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