KR20010069086A - Synchrotron X-ray small-angle scattering apparatus - Google Patents

Synchrotron X-ray small-angle scattering apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20010069086A
KR20010069086A KR1020000001334A KR20000001334A KR20010069086A KR 20010069086 A KR20010069086 A KR 20010069086A KR 1020000001334 A KR1020000001334 A KR 1020000001334A KR 20000001334 A KR20000001334 A KR 20000001334A KR 20010069086 A KR20010069086 A KR 20010069086A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiation
signal
beam line
scattered
light
Prior art date
Application number
KR1020000001334A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100345322B1 (en
Inventor
이문호
왕샤오동
신태주
이병두
이한섭
송현훈
조길원
Original Assignee
정명식
학교법인 포항공과대학교
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정명식, 학교법인 포항공과대학교 filed Critical 정명식
Priority to KR1020000001334A priority Critical patent/KR100345322B1/en
Publication of KR20010069086A publication Critical patent/KR20010069086A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100345322B1 publication Critical patent/KR100345322B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/201Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials by measuring small-angle scattering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/05Investigating materials by wave or particle radiation by diffraction, scatter or reflection
    • G01N2223/054Investigating materials by wave or particle radiation by diffraction, scatter or reflection small angle scatter
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/20Sources of radiation
    • G01N2223/203Sources of radiation synchrotron
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/30Accessories, mechanical or electrical features
    • G01N2223/306Accessories, mechanical or electrical features computer control
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/30Accessories, mechanical or electrical features
    • G01N2223/31Accessories, mechanical or electrical features temperature control
    • G01N2223/3103Accessories, mechanical or electrical features temperature control cooling, cryostats
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40Imaging
    • G01N2223/408Imaging display on monitor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/50Detectors
    • G01N2223/502Detectors ionisation chamber

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

PURPOSE: A small-angle scattering measuring device for radiate light is provided to increase the precision of experiments by integrally controlling all parts relating to the measurement and measuring data required for analyzing scattering data by a main control part, and conveniently carry out the small-angle scattering experiments required for analyzing the structure of a high molecule. CONSTITUTION: A small-angle scattering measuring method for radiate light includes a beam line(100), through which input radiate light passes and is scattered by the reaction with a predetermined sample for analyze the structure of the sample, for outputting a signal indicating the scattering, a beam line control part(110) for controlling predetermined parts of the beam line to control the radiate light passing through the beam line, a signal detection part(120) for detecting a signal of the scattered radiate light which passes the beam line, and a main control part(130) for communicating with the beam line control part and storing and displaying the signals received from the signal detection part.

Description

방사광 소각 산란 측정장치{Synchrotron X-ray small-angle scattering apparatus}Synchrotron X-ray small-angle scattering apparatus

본 발명은 방사광 가속기 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사광의 소각산란 측정 및 표시가 보다 정확하게 행해 지도록 하나의 주제어부에서 산란 측정 및 그에 필요한 일괄 제어가 가능한 방사광 소각산란 측정 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation accelerator control device, and more particularly, to a radiation incidence scattering measurement apparatus capable of scattering measurement and necessary collective control at one main part so that incineration scattering measurement and display of radiation is more accurately performed.

방사광, 특히 x선은 가시광선으로는 얻을 수 없는 작은 구조에 관한 정보를 제공한다. x선 소각 산란 방법은 고분자의 구조분석에 있어서 주요한 방법중 하나이다. 이러한 방사광 소각산란 방법은 방사광 가속기와 같은 장치에서 이뤄지며, 종래에는 이러한 소각산란 실험을 실시할 때, 여기에 요구되는 여러 종류의 제어 및 데이터 획득등을 각각 별개의 장치들에서 담당하였다. 이 장치들은 매킨토시나 IBM 호환 컴퓨터들을 기반으로 만들어졌다. 그러나, 최근 컴퓨터 기술이 발전함에 따라 고해상도의 비트맵 디스플레이 시스템을 구비하고 있는 고성능 저가 컴퓨터가 나타나게 되었고, 이에 따라 한 대의 컴퓨터를 이용하여 방사광 소각 산란 실시 관련 여러 제어 및 측정 장치들을 보다 정확하게 감지하고 제어하는 측정 시스템이 요구되고 있다.Radiated light, especially x-rays, provides information about small structures that cannot be obtained with visible light. X-ray incineration scattering is one of the main methods for structural analysis of polymers. The radiation incineration scattering method is performed in a device such as a radiation accelerator, and in the related art, in conducting such incineration scattering experiments, various types of control and data acquisition required for each of them are performed in separate devices. These devices are based on Macintosh or IBM compatible computers. However, recent advances in computer technology have led to the emergence of high-performance, inexpensive computers with high-resolution bitmap display systems, which enable more accurate detection and control of various control and measurement devices related to radiation incineration scattering using a single computer. There is a need for a measurement system.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 한 대의 컴퓨터를 이용하여 방사광소각 산란 실시 관련 여러 제어 및 측정 장치들을 보다 정확하게 감지하고 제어하여 보다 정확한 데이터를 얻을 수 있는 방사광 소각산란 측정장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a radiation incineration scattering measuring apparatus that can more accurately detect and control a variety of control and measurement devices related to radiation incineration scattering using a single computer to obtain more accurate data.

도 1은 본 발명의 방사광 소각산란 측정장치의 블록도이다.1 is a block diagram of the radiation incineration scattering measuring apparatus of the present invention.

도 2는 도 1의 방사광 소각산란 측정장치의 상세 구성도이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of the radiation incineration scattering measuring apparatus of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100...빔 라인 101...광차폐막100 ... beam line 101 ... light shielding

102...베릴륨 윈도우 103...제1슬릿102.Beryllium Windows 103 ... Slit 1

104...감쇄기 105...제2슬릿104 ... Attenuator 105 ... Second Slit

106...제1이온화실 107...시료대106 Ionization Chamber 107

108...제2이온화실 109...빔 가이드108 The second ionization chamber 109 Beam guide

110...빔 라인 통제부 111...스테핑 모터110 ... beam line control 111 ... stepping motor

112...스테핑모터 드라이브 113...스테핑모터 제어기Stepping motor drive 113 Stepping motor controller

114...온도 조절기 115...RS 232 인터페이스114 ... Thermostat 115 ... RS 232 interface

116...CCD 검지기 117...냉각장치CCD detector 117 Chiller

118...CCD 검지기 제어기 120...신호검출부118 ... CCD detector controller 120 ... signal detector

130...주제어부 200...스테핑 모터 구동부130 Main control unit Stepping motor drive unit

210...고압전력 공급기 220...전류증폭기210 ... high voltage power supply 220 ... current amplifier

230...아날로그/디지털 변환기 240...온도조절부230 ... Analog / Digital Converter 240 ... Temperature Control

상기 과제를 수행하기 위한, 방사광 소각산란 측정장치는, 입력 방사광이 통과하면서 그 구조를 분석할 소정 시료와 반응하여 산란되고 그 산란된 신호가 출력되는 빔 라인; 상기 빔 라인을 통과하는 방사광을 제어하기 위해 상기 빔 라인의 소정 부분들을 제어하는 빔 라인 통제부; 상기 빔 라인을 통과한 상기 산란된 방사광 신호를 검출하는 신호 검출부; 상기 빔 라인 통제부와 통신하고, 상기 신호 검출부로부터 수신한 신호를 저장 및 디스플레이하는 주제어부를 포함함을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the radiation incineration scattering measuring apparatus comprises: a beam line which is scattered in response to a predetermined sample to analyze the structure while the input radiation light is passed and the scattered signal is output; A beam line controller for controlling certain portions of the beam line to control the radiated light passing through the beam line; A signal detector for detecting the scattered radiation signal passing through the beam line; And a main controller to communicate with the beam line controller and to store and display a signal received from the signal detector.

상기 빔 라인은, 입력된 방사광원을 개폐하기 위한 광차폐막; 상기 광차폐막을 통과해 들어온 방사광선의 초점을 맞추기 위한 슬릿; 상기 슬릿을 지난 방사광 신호의 세기를 조절할 수 있는 감쇄기; 상기 감쇄기를 지난 방사광 신호에 대해 상기 방사광이 활성될 수 있는 기체로 채워져 있어 상기 방사광이 통과할 때 이온화 되어, 통과한 방사광선의 세기가 전기적으로 측정될 수 있게 하는 제1이온화실; 상기 제1이온화실을 통과한 방사선이 반응할 시료가 놓여지는 시료대; 상기 방사선이 상기 시료와 반응하여 산란된 신호를 활성화 시키는 기체로 채워져 있어 상기 산란 신호가 통과할 때 이온화 되어, 통과한 산란 신호의 세기가 전기적으로 측정될 수 있게 하는 제2이온화실; 및 상기 제2이온화실을 통과한 산란된 빔이 통과하는 빔가이드를 구비함이 바람직하다.The beam line may include a light shielding film for opening and closing an input radiation light source; A slit for focusing the radiation beam passing through the light shielding film; An attenuator capable of adjusting the intensity of the radiation signal past the slit; A first ionization chamber filled with a gas capable of activating the radiation light for the radiation signal passing through the attenuator so that the radiation light is ionized when the radiation light passes, allowing the intensity of the radiation to pass through to be measured electrically; A sample stage on which a sample to be reacted with radiation passing through the first ionization chamber is placed; A second ionization chamber in which the radiation is filled with a gas activating a signal scattered in response to the sample to be ionized when the scattering signal passes, so that the intensity of the scattered signal passing through can be measured electrically; And a beam guide through which the scattered beam passing through the second ionization chamber passes.

상기 빔 라인 통제부는, 상기 광차폐막의 개폐를 제어하기 위한 스테핑 모터 구동부; 상기 제1, 제2이온화실에 전기장을 형성하기 위한 고전압 전력을 공급하는 고압전력공급기; 상기 제1, 제2이온화실에서 생성된 전류를 입력받아 증폭시키는 전류증폭기; 상기 전류증폭기로부터의 출력값을 디지털 변환하여 상기 주제어부로 입력시키는 아날로그/디지털 변환기; 및 상기 주제어부의 명령에 따라 상기 시료대의 온도를 조절하는 온도조절부를 구비함이 바람직하다.The beam line controller may include a stepping motor driver for controlling opening and closing of the light shielding film; A high voltage power supply for supplying high voltage power for forming an electric field in the first and second ionization chambers; A current amplifier for amplifying the current generated in the first and second ionization chambers; An analog / digital converter for digitally converting an output value from the current amplifier and inputting it to the main controller; And according to the command of the main controller is preferably provided with a temperature control unit for adjusting the temperature of the sample stage.

상기 신호 검출부는, 상기 산란빔 가이드를 통과한 산란광을 검출하는 CCD 검지기; 상기 CCD 검지기를 냉각시키는 냉각장치; 및 상기 CCD 검지기와 상기 냉각장치를 제어하는 CCD 검지기 제어기를 구비함이 바람직하다.The signal detector may include: a CCD detector configured to detect scattered light passing through the scattered beam guide; A cooling device for cooling the CCD detector; And a CCD detector controller for controlling the CCD detector and the cooling device.

상기 주제어부는, 상기 스테핑 모터 구동부를 제어하고, 상기 아날로그/디지털 변환기로부터 데이터를 획득하여 방사광의 세기를 산출, 저장 및 표시하고, 상기 온도조절부에 온도조절 명령을 내리고, 상기 신호검출부의 냉각온도를 제어하고 신호검출부로부터 수신한 데이터를 저장 및 디스플레이하는 컴퓨터임이 바람직하다.The main control unit controls the stepping motor driving unit, obtains data from the analog / digital converter, calculates, stores, and displays the intensity of the emitted light, gives a temperature control command to the temperature control unit, and cools the temperature of the signal detection unit. It is preferable that the computer to control and store and display the data received from the signal detector.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 방사광 소각산란 측정장치의 블록도로서, 방사광 소각산란 측정장치는, 빔 라인(100), 빔 라인 통제부(110), 신호 검출부(120) 및 주제어부(130)로 구성된다. 빔 라인(100)은 입력 방사광이 통과하면서 그 구조를 분석할 소정 시료와 반응하여 산란되고 그 산란된 신호가 출력되는 통로로서, 빔라인의 소정 위치마다 방사광을 제어하고 측정하기 위한 구성 요소들(미도시)을 포함한다. 빔 라인 통제부(110)는, 빔 라인(100)을 통과하는 방사광을 제어하기 위해 빔 라인에 포함된 상술한 구성 요소들을 제어한다. 신호 검출부(120)는 빔 라인(100)을 통과한 최종 방사광 신호를 검출한다. 주제어부(130)는 빔 라인 통제부(110)와 통신하여 각종 제어 명령을 전달하고, 빔 라인 통제부(110)로부터 얻은 데이터를 처리하며, 신호 검출부(120)로부터 수신한 신호를 저장 및 디스플레이한다. 여기서 사용되는 방사광은 방사광 가속기를 통해 만들어진 광으로서, 특히 시료와 반응하여 산란됨으로써 시료에 대한 분자 구조 정보를 제공하는 x선임이 바람직하다.1 is a block diagram of the radiation incineration scattering measuring apparatus of the present invention, the radiation incineration scattering measuring apparatus is composed of a beam line 100, a beam line control unit 110, a signal detector 120 and the main control unit 130 do. The beam line 100 is a path through which input radiation is passed and scattered in response to a sample to analyze its structure, and the scattered signal is output, and components for controlling and measuring the radiation at each predetermined position of the beamline (not shown). City). The beam line controller 110 controls the above-described components included in the beam line to control the emission light passing through the beam line 100. The signal detector 120 detects the final radiated light signal passing through the beam line 100. The main controller 130 communicates with the beam line controller 110 to transmit various control commands, process data obtained from the beam line controller 110, and store and display a signal received from the signal detector 120. do. The emission light used herein is light generated through an emission accelerator, and in particular, x-rays that provide molecular structure information on the sample by being scattered by reacting with the sample.

도 2는 도 1의 방사광 소각산란 측정장치의 상세 구성도이다. 빔 라인(100)에는 광차폐막(101), 베릴륨 윈도우(102), 제1슬릿(103), 감쇄기(104), 제2슬릿(105), 제1이온화실(106), 시료대(107), 제2이온화실(108) 및 빔 가이드(109)의 구성요소들이 포함된다. 광차폐막(101)은 입력된 방사광원을 통과시키거나 통과를 막기 위해 개폐하기 위한 것이다. 베릴륨 윈도우(102)는 x선을 선택적으로 통과시킬 수 있는 것으로, 만일 이 측정장치에 사용되는 방사광이 x선이 아니면 사용될 필요가 없다. 제1슬릿(103)은 광차폐막(101) 및 베릴륨 윈도우(102)를 통과해 들어온 방사광의 크기를 조절하기 위한 것이다. 감쇄기(104)는 제1슬릿(103)을 지난 방사광 신호의 세기를 조절할 수 있는 장치이다. 제2슬릿(105)은 세기가 조절된 방사광의 초점을 다시 맞추기 위한 것이다. 제1이온화실(106)은 감쇄기(105)를 지난 방사광 신호에 대해 방사광이 활성될 수있는 기체(가령 x선에 대해 x선이 활성될 수 있는 기체)로 채워져 있어 방사광이 통과할 때 이온화 되어, 통과한 방사광선의 세기를 전기적으로 측정가능하게 한다. 이는 제1이온화실(106)에 형성된 전기장을 방사선(또는 x선)이 통과할 때 그 방사선에 의해, 이온화실 내부의 이온들이 전기장을 따라 이동하면서 전류를 생성하기 때문에 가능하다. 시료대(107)는 방사광(또는 x선)과 반응할 시료(분자구조를 분석하고자 하는 오브젝트)가 놓여지는 곳으로 방사광이 시료대(107)를 통과하면서 시료에 반응하여 산란된다. 제2이온화실(108)은 소정 시료와 반응하여 산란된 신호의 세기를 제1이온화실(106)에서의 원리와 같은 방식으로 측정가능하게 한다. 빔 가이드(109)는 제2이온화실(108)로부터의 산란된 빔이 통과하는 가이드로서 와의 산란현상에 의해 산란빔의 세기가 감쇠되는 것을 막기 위해 진공상태로 되어 있다. 빔 라인(100)에 포함된 구성요소들을 제어하는 빔 라인 통제부(110)에는, 스테핑 모터(111), 스테핑 모터 드라이브(112) 및 스테핑 모터 제어기(113)를 포함한 스테핑 모터 구동부(200), 고압전력공급기(210), 전류증폭기(220), 아날로그/디지털 변환기(230) 및 온도조절기(114) 및 RS 232 인터페이스(115)를 포함한 온도조절부(240)가 포함된다. 스테핑 모터 구동부(200)는 광차폐막(101)의 개폐를 제어하기 위한 것이다. 스테핑 모터 구동부(200)의 스테핑 모터 제어기(113)는 스테핑 모터(111)를 구동하기 위해 PPMC-103C 스테핑 모터 인공지능 제어칩을 내장하여 다양한 움직임 조절 명령을 수행할 수 있다. PPMC-103C는 사용하기 편리하면서도 필수적인 특징을 다 갖추고 있는 유명한 로보틱스 칩 중의 하나이다. 주제어부(130)로부터 명령이 한번 PPMC-103C로 전달되면, 주제어부(130)의 자원을 더 이상 사용하지 않아도 필요할 때 명령이 수행되는 상태를 관찰할 수 있다. 이것은 본 발명의 측정장치에 매우 적합한 것이다. 스테핑 모터의 동작 모드와 변수를 미리 설정한 후 더 이상 스테핑 모터를 제어할 필요없이 측정 도중 다른 장치들을 제어할 수 있다. 따라서 본 장치에서는 전체 장치를 다중 작업 모드로 구동할 수 있으며 측정장치의 작동효율을 높일 수 있다. 광차폐막(101)의 개폐 시간을 줄이기 위해 가속/감속 작동도 할 수 있다. 스테핑 모터는 처음에 가속으로 작동이 되고 일정한 속도에 이르면 그 속도를 유지하다가 목표치가 가까워오면 감속을 하게된다. 고압전력공급기(210)는 상기 제1, 제2이온화실(106, 108)에 전기장을 형성하기 위한 고전압 전력을 공급한다. 전류증폭기(220)는 제1, 제2이온화실(106, 108)로부터 각각 검출한, 시료와 반응하기 직전의 방사광의 세기와 시료와 반응하여 산란된 방사광 신호의 세기를 증폭한다. 아날로그/디지털 변환기(230)는 전류증폭기(220)에서 증폭한 아날로그 상태의 전류 신호를 디지털 신호로 변환하고 그 값을 주제어부(140)로 출력한다. 이때 아날로그/디지털 변환기(230)는 한 샘플링 신호를 12bit의 디지털 신호로 변환함이 바람직하다. 온도조절부(240)는 시료대의 온도를 조절하는 장치로서, 프로그램이 가능한 온도조절기(114)를 두어 시료대의 온도를 일정하게 유지시키거나 원하는 온도로 증감시킬 수 있고, 이것은 RS 232 인터페이스(115)를 통해 주제어부(130)로부터 제어 명령를 받을 수도 있다. 신호 검출부(120)는 산란빔 가이드를 통과한 산란광을 검출하는 CCD 검지기(116), CCD 검지기(116)를 냉각시키는 냉각장치(117) 및 CCD 검지기(116)와 냉각장치(117)를 제어하는 CCD 검지기 제어기(118)를 포함한다. 현재 CCD 기술에 기반을 둔 많은 x선검출기가 개발되어 오고 있으며, 상업적으로도 활용되고 있다. 가속기 실험에서 CCD 검지기는 몇가지 사항을 만족시켜야 한다. 먼저, (1)작고, 간단하고 가벼워야 하고, (2) 컴퓨터와 연결하여 사용시 전기적으로나 열적으로 용이하게 연결이 가능해야 하고, (3) 검지기를 측정대위에서 움직이게 만드는 선형이동기에 부착하기 용이해야 한다. 본 발명에서는 구경이 38.1mm인 프린스톤 인스트루먼트(Princeton Insturment)사에서 제작한 광섬유 테이퍼형(fiber optic taper type)의 x선 검출 검지기를 사용함이 바람직하다. 테이퍼의 전면에는 인이 발라져 있다. 인, 테이퍼, CCD는 모두 x선을 통과시킬 수 있는 베릴륨 윈도우로 싸여진 진공 분위기내에 위치하고 있다. CCD 검지기는 1152X1242개의 화소로 구성되어 있으며 화소의 크기는 22.5X22.5이다. CCD 검지기의 최대 해상도는 CCD 검지기의 화소크기와 광학장치에 의해 좌우되기 때문에 고분자 연구에 있어서 상기 해상도를 가진 CCD가 바람직하다. 빔 가이드(109)를 통과한 신호에 대해 CCD 검지기(116)에서 검출한 데이터는 CCD 검지기 제어기(118)를 통해 이미지 데이터로 만들어진다. CCD 검지기 제어기(118)는 가령 프린스톤 인스트루먼트사에서 제작한 고성능의 모델 ST-138임이 바람직하며, 이 CCD 검지기 제어기(118)는 두 개의 아날로그/디지털 변환기(미도시)를 제공한다. 이 중 한 아날로그/디지털 변한기는 빠른 속도로 최적화된 화상을 수신하기 위한 것이고, 나머지 하나는 높은 정확도로 최적화된 이미지를 수신하기 위한 것이다. CCD 검지기 제어기(118)는 또한 주제어부(130)의 메모리로 고속(가령 1MHz) DMA 데이터 전송을 가능하게 한다. 전송율은 가령 화소당 16비트에 이를 수 있다. CCD 검지기(116)는 CCD 검지기 제어기(118)에 의해 제어되는 냉각장치(117)를 통해 냉각이 된다. 일반적으로 주위의 열 때문에 발생하게 되는 CCD의 암전류(dark current)는 온도에 대한 지수함수로 매 섭씨 4 내지 7도 마다 두배가 된다. 상온에서는 전자의 열적 생성율이 높아서 x 선이 없는 상태에서 짧은 노출시간만으로도 화소의 포화가 일어날 수 있다. 이러한 원치않는 정보를 방지하기 위해 CCD 검지기는 반드시 저온에서 작동되어야 한다. 일반적으로 CCD는 액체질소 시스템으로 섭씨 영하 100도 이하의 온도로 내리거나, 열전기적 냉각 기구로 섭씨 영하 80도 이하의 온도로 냉각하게 된다. 본 발명에서는 후자의 경우를 택하여져 실제 실험되었다. 이런 설치를 하면 CCD 검지기의 이동에 무리가 없게 할 수 있고, CCD의 온도를 안정하게 유지할 수 있으며, CCD 검지기의 냉각기와 CCD 센서에 방사능의 주입을 줄일 수 있다. 주제어부(130)는, 스테핑 모터 구동부(200)를 제어하고, 상기 아날로그/디지털 변환기(230)로부터 데이터를 획득하여 방사광의 세기를 산출, 저장 및 표시하고, 온도조절부(114)에 온도조절 명령을 내리고, 신호검출부(120)의 냉각온도를 제어하고 신호검출부(120)로부터 수신한 데이터를 저장 및 디스플레이하는 컴퓨터이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of the radiation incineration scattering measuring apparatus of FIG. The beam line 100 includes a light shielding film 101, a beryllium window 102, a first slit 103, an attenuator 104, a second slit 105, a first ionization chamber 106, and a sample bed 107. , Components of the second ionization chamber 108 and the beam guide 109 are included. The light shielding film 101 is for opening and closing to pass or prevent the input radiation light source. The beryllium window 102 can selectively pass x-rays and does not need to be used unless the radiation used in this measurement device is x-rays. The first slit 103 is for adjusting the size of the radiation emitted through the light shielding film 101 and the beryllium window 102. The attenuator 104 is a device capable of adjusting the intensity of the radiation signal passing through the first slit 103. The second slit 105 is for refocusing the intensity-controlled emission light. The first ionization chamber 106 is filled with a gas capable of activating radiation (e.g., a gas capable of activating x-rays for x-rays) with respect to the radiation signal passing through the attenuator 105, and ionized when the radiation passes. This makes it possible to electrically measure the intensity of the radiation passing through it. This is possible because when radiation (or x-ray) passes through the electric field formed in the first ionization chamber 106, the radiation generates ions as the ions in the ionization chamber move along the electric field. The sample stage 107 is a place where a sample (object to analyze the molecular structure) to react with radiation light (or x-ray) is placed and scattered in response to the sample while passing through the sample stage 107. The second ionization chamber 108 makes it possible to measure the intensity of the scattered signal in response to a predetermined sample in the same manner as the principle in the first ionization chamber 106. The beam guide 109 serves as a guide through which the scattered beam from the second ionization chamber 108 passes, and is in a vacuum state in order to prevent the intensity of the scattered beam from being attenuated by scattering with and. The beam line controller 110 that controls the components included in the beam line 100 includes a stepping motor driver 200 including a stepping motor 111, a stepping motor drive 112, and a stepping motor controller 113. A high temperature power supply 210, a current amplifier 220, an analog-to-digital converter 230, and a temperature controller 240 including a temperature controller 114 and an RS 232 interface 115 are included. The stepping motor driver 200 is for controlling the opening and closing of the light shielding film 101. The stepping motor controller 113 of the stepping motor driver 200 may include a PPMC-103C stepping motor AI control chip to drive the stepping motor 111 to perform various motion adjustment commands. The PPMC-103C is one of the famous robotics chips that is easy to use and has all the essential features. Once the command is sent from the main control unit 130 to the PPMC-103C, it is possible to observe the state in which the command is performed when necessary even if the resource of the main control unit 130 is no longer used. This is very suitable for the measuring device of the present invention. After setting the operating mode and parameters of the stepping motor in advance, it is possible to control other devices during the measurement without the need for further control of the stepping motor. Therefore, in this device, the whole device can be driven in multiple working modes and the operating efficiency of the measuring device can be increased. Acceleration / deceleration may also be performed to reduce the opening and closing time of the light shielding film 101. The stepping motor is initially activated by acceleration and maintains its speed when it reaches a certain speed, and then decelerates when the target is near. The high voltage power supply 210 supplies high voltage power to form an electric field in the first and second ionization chambers 106 and 108. The current amplifier 220 amplifies the intensity of the emitted light signal immediately reacted with the sample and the intensity of the scattered light signal reacted with the sample detected by the first and second ionization chambers 106 and 108, respectively. The analog / digital converter 230 converts the current signal in the analog state amplified by the current amplifier 220 into a digital signal and outputs the value to the main controller 140. In this case, the analog-to-digital converter 230 preferably converts one sampling signal into a 12-bit digital signal. The temperature controller 240 is a device for controlling the temperature of the sample stand, and has a programmable temperature controller 114 to maintain the temperature of the sample stand constant or increase or decrease it to a desired temperature, which is an RS 232 interface 115. Through the main control unit 130 may receive a control command. The signal detector 120 controls the CCD detector 116 for detecting the scattered light passing through the scattering beam guide, a cooling device 117 for cooling the CCD detector 116, and a CCD detector 116 and the cooling device 117. CCD detector controller 118. Currently, many x-ray detectors based on CCD technology have been developed and are being used commercially. In accelerator experiments, the CCD detector must satisfy several requirements. First, it must be (1) small, simple and light, (2) easy to be connected electrically or thermally when used in connection with a computer, and (3) easy to attach to a linear mover that moves the probe on the measuring table. do. In the present invention, it is preferable to use an x-ray detection detector of a fiber optic taper type manufactured by Princeton Instruments having a diameter of 38.1 mm. The front of the taper is coated with phosphorus. Phosphorus, taper and CCD are all located in a vacuum atmosphere wrapped with a beryllium window through which x-rays can pass. CCD detector consists of 1152X1242 pixels and the pixel size is 22.5X22.5 to be. Since the maximum resolution of the CCD detector depends on the pixel size and the optical device of the CCD detector, a CCD having the above resolution is preferable for polymer research. The data detected by the CCD detector 116 for the signal passing through the beam guide 109 is made into image data through the CCD detector controller 118. The CCD detector controller 118 is preferably a high performance model ST-138 manufactured by Princeton Instruments, for example, and the CCD detector controller 118 provides two analog / digital converters (not shown). One of these analog / digital converters is for receiving optimized images at high speed, and the other is for receiving optimized images with high accuracy. The CCD detector controller 118 also enables high speed (eg 1 MHz) DMA data transfer to the memory of the main controller 130. The data rate can be, for example, 16 bits per pixel. The CCD detector 116 is cooled through the cooling device 117 controlled by the CCD detector controller 118. In general, the dark current of a CCD caused by ambient heat is doubled every 4 to 7 degrees Celsius as an exponential function of temperature. At room temperature, the electrons generate a high thermal rate, and thus, the pixel may be saturated even with a short exposure time without x-rays. To prevent this unwanted information, the CCD detector must be operated at low temperatures. In general, CCDs are cooled to temperatures below minus 100 degrees Celsius with liquid nitrogen systems, or cooled to temperatures below minus 80 degrees Celsius with thermoelectric cooling mechanisms. In the present invention, the latter case was taken and actually tested. Such installation makes it easy to move the CCD detector, maintain the temperature of the CCD stably, and reduce radiation injection into the CCD detector cooler and the CCD sensor. The main controller 130 controls the stepping motor driver 200, obtains data from the analog / digital converter 230, calculates, stores, and displays the intensity of the emitted light, and adjusts the temperature to the temperature controller 114. It is a computer that issues commands, controls the cooling temperature of the signal detector 120, and stores and displays the data received from the signal detector 120.

본 발명에 의하면, 주제어부에서 측정과 관련된 모든 장치를 일괄적으로 제어하고 산란 데이터 분석에 필요한 데이터를 실시간으로 측정함으로써 실험의 정확도를 높이고 고분자의 구조분석에 필요한 소각산란 실험을 용이하게 실시할 수 있다.According to the present invention, by controlling all the devices related to the measurement in the main control unit and measuring the data necessary for analyzing the scattering data in real time, it is possible to increase the accuracy of the experiment and to easily perform the incineration scattering experiment required for the structural analysis of the polymer. have.

Claims (9)

입력 방사광이 통과하면서 그 구조를 분석할 소정 시료와 반응하여 산란되고 그 산란된 신호가 출력되는 빔 라인;A beam line which is scattered in response to a predetermined sample to analyze the structure while the input radiation is passed and outputs the scattered signal; 상기 빔 라인을 통과하는 방사광을 제어하기 위해 상기 빔 라인의 소정 부분들을 제어하는 빔 라인 통제부;A beam line controller for controlling certain portions of the beam line to control the radiated light passing through the beam line; 상기 빔 라인을 통과한 상기 산란된 방사광 신호를 검출하는 신호 검출부;A signal detector for detecting the scattered radiation signal passing through the beam line; 상기 빔 라인 통제부와 통신하고, 상기 신호 검출부로부터 수신한 신호를 저장 및 디스플레이하는 주제어부를 포함함을 특징으로 하는 방사광 소각산란 측정장치.And a main control unit communicating with the beam line control unit and storing and displaying a signal received from the signal detection unit. 제1항에 있어서, 상기 빔 라인은,The method of claim 1, wherein the beam line, 입력된 방사광원을 개폐하기 위한 광차폐막;A light shielding film for opening and closing an input radiation light source; 상기 광차폐막을 통과해 들어온 방사광선의 초점을 맞추기 위한 슬릿;A slit for focusing the radiation beam passing through the light shielding film; 상기 슬릿을 지난 방사광 신호의 세기를 조절할 수 있는 감쇄기;An attenuator capable of adjusting the intensity of the radiation signal past the slit; 상기 감쇄기를 지난 방사광 신호에 대해 상기 방사광이 활성될 수 있는 기체로 채워져 있어 상기 방사광이 통과할 때 이온화 되어, 통과한 방사광선의 세기가 전기적으로 측정될 수 있게 하는 제1이온화실;A first ionization chamber filled with a gas capable of activating the radiation light for the radiation signal passing through the attenuator so that the radiation light is ionized when the radiation light passes, allowing the intensity of the radiation to pass through to be measured electrically; 상기 제1이온화실을 통과한 방사선이 반응할 시료가 놓여지는 시료대;A sample stage on which a sample to be reacted with radiation passing through the first ionization chamber is placed; 상기 방사선이 상기 시료와 반응하여 산란된 신호를 활성화 시키는 기체로 채워져 있어 상기 산란 신호가 통과할 때 이온화 되어, 통과한 산란 신호의 세기가전기적으로 측정될 수 있게 하는 제2이온화실; 및A second ionization chamber in which the radiation is filled with a gas activating a signal scattered in response to the sample to be ionized when the scattering signal passes, so that the intensity of the scattered signal passing through can be measured electrically; And 상기 제2이온화실을 통과한 산란된 빔이 통과하는 빔 가이드를 포함함을 특징으로 하는 방사광 소각산란 장치.And a beam guide through which the scattered beam passing through the second ionization chamber passes. 제2항에 있어서, 상기 빔 라인 통제부는,The method of claim 2, wherein the beam line control unit, 상기 광차폐막의 개폐를 제어하기 위한 스테핑 모터 구동부;A stepping motor driver for controlling opening and closing of the light shielding film; 상기 제1, 제2이온화실에 전기장을 형성하기 위한 고전압 전력을 공급하는 고압전력공급기;A high voltage power supply for supplying high voltage power for forming an electric field in the first and second ionization chambers; 상기 제1, 제2이온화실에서 생성된 전류를 입력받아 증폭시키는 전류증폭기;A current amplifier for amplifying the current generated in the first and second ionization chambers; 상기 전류증폭기로부터의 출력값을 디지털 변환하여 상기 주제어부로 입력시키는 아날로그/디지털 변환기; 및An analog / digital converter for digitally converting an output value from the current amplifier and inputting it to the main controller; And 상기 주제어부의 명령에 따라 상기 시료대의 온도를 조절하는 온도조절부를 포함함을 특징으로 하는 방사광 소각산란 측정 장치.Radiation incineration scattering measurement device, characterized in that it comprises a temperature control unit for adjusting the temperature of the sample table according to the command of the main controller. 제3항에 있어서, 상기 아날로그/디지털 변환기는 아날로그 신호를 12비트의 디지털 신호로 변환하는 12비트 A/D 변환기임을 특징으로 하는 방사광 소각산란 측정장치.The apparatus of claim 3, wherein the analog-to-digital converter is a 12-bit A / D converter that converts an analog signal into a 12-bit digital signal. 제3항에 있어서, 상기 스테핑 모터 구동부는,The method of claim 3, wherein the stepping motor driving unit, 스테핑 모터를 구동하기 위해 PPMC-103C 스테핑 모터 인공지능 제어칩이 내장된 스테핑 모터 제어기를 포함함을 특징으로 하는 방사광 소각산란 측정장치.And a stepping motor controller incorporating a PPMC-103C stepping motor AI control chip for driving the stepping motor. 제3항에 있어서, 상기 온도조절부는,The method of claim 3, wherein the temperature control unit, 상기 시료대의 온도를 조절하는 온도조절기; 및A temperature controller for controlling the temperature of the sample stage; And 상기 주제어부와 상기 온도조절기가 통신할 수 있도록 RS-232 시리얼 인터페이스를 구비함을 특징으로 하는 방사광 소각산란 측정장치.And an RS-232 serial interface for communicating with the main controller and the temperature controller. 제1항에 있어서, 상기 신호 검출부는,The method of claim 1, wherein the signal detector, 상기 산란빔 가이드를 통과한 산란광을 검출하는 CCD 검지기;A CCD detector for detecting scattered light passing through the scattered beam guide; 상기 CCD 검지기를 냉각시키는 냉각장치; 및A cooling device for cooling the CCD detector; And 상기 CCD 검지기와 상기 냉각장치를 제어하는 CCD 검지기 제어기를 포함함을 특징으로 하는 방사광 소각산란 측정장치.And a CCD detector controller for controlling the CCD detector and the cooling device. 제1항 내지 제7항 중 어느 항에 있어서, 상기 주제어부는,The main control part according to any one of claims 1 to 7, 상기 스테핑 모터 구동부를 제어하고, 상기 아날로그/디지털 변환기로부터 데이터를 획득하여 방사광의 세기를 산출, 저장 및 표시하고, 상기 온도조절부에 온도조절 명령을 내리고, 상기 신호검출부의 냉각온도를 제어하고 신호검출부로부터 수신한 데이터를 저장 및 디스플레이하는 컴퓨터임을 특징으로 하는 방사광 소각산란 측정장치.Control the stepping motor driver, obtain data from the analog / digital converter, calculate, store and display the intensity of the emitted light, give temperature control command to the temperature controller, control the cooling temperature of the signal detector, and signal Radiation incineration scattering measuring device characterized in that the computer for storing and displaying the data received from the detection unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방사광은 x선광임을 특징으로 하는 방사광 소각산란 측정장치.The emission light incineration scattering measuring apparatus, characterized in that the radiation light is x-ray light.
KR1020000001334A 2000-01-12 2000-01-12 Synchrotron X-ray small-angle scattering apparatus KR100345322B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000001334A KR100345322B1 (en) 2000-01-12 2000-01-12 Synchrotron X-ray small-angle scattering apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000001334A KR100345322B1 (en) 2000-01-12 2000-01-12 Synchrotron X-ray small-angle scattering apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010069086A true KR20010069086A (en) 2001-07-23
KR100345322B1 KR100345322B1 (en) 2002-07-24

Family

ID=19638044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000001334A KR100345322B1 (en) 2000-01-12 2000-01-12 Synchrotron X-ray small-angle scattering apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100345322B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100925246B1 (en) * 2007-10-31 2009-11-05 포항공과대학교 산학협력단 System for intercepting beam of a accelerator
KR20180099096A (en) * 2017-02-28 2018-09-05 한국원자력연구원 Small-angle spectrometer

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3395775B1 (en) 2017-04-24 2019-06-12 Corning Incorporated Method of applying coating liquid to an optical fiber

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100925246B1 (en) * 2007-10-31 2009-11-05 포항공과대학교 산학협력단 System for intercepting beam of a accelerator
KR20180099096A (en) * 2017-02-28 2018-09-05 한국원자력연구원 Small-angle spectrometer

Also Published As

Publication number Publication date
KR100345322B1 (en) 2002-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101667053B1 (en) X-ray analysis apparatus and x-ray analysis method
US6292532B1 (en) Fluorescent X-ray analyzer useable as wavelength dispersive type and energy dispersive type
JP5269521B2 (en) X-ray analyzer and X-ray analysis method
US8548121B2 (en) X-ray analyzer
EP2790015B1 (en) X-ray analysis device
KR100345322B1 (en) Synchrotron X-ray small-angle scattering apparatus
JP2006329944A (en) Fluorescent x-ray analyzer
JP2008014775A (en) Superconducting radiation analyzer
KR101783656B1 (en) Optical apparatus using integrating sphere
JP2000171419A (en) X-ray analyser
KR100345321B1 (en) Control method of synchrotron X-ray samll-angle scattering measurement
KR101158859B1 (en) Portable X-ray fluorescence analytical apparatus including alignment system for optical components
CN111650490B (en) Accelerated life test system suitable for photomultiplier
CN100371770C (en) Focusing device for laser ablation microarea analysis
CN114200511A (en) Two-dimensional hard X-ray imaging system automatic calibration device based on cloud deck
Feldman et al. An apparatus for measuring the characteristics of the high-speed image converter cameras operating in the range of soft x-rays and vacuum UV
CN216227516U (en) Vacuum heating device and vacuum heating system
Skuratov et al. Beam diagnostics and data acquisition system for ion beam transport line used in applied research
CN219532979U (en) Beam-passing dynamic position adjusting device
KR100732460B1 (en) Apparatus for synchrotron grazing incidence x-ray scattering
JPS6318250A (en) Method and apparatus for evaluating impurities in semiconductor crystal
SU670826A1 (en) Device for testing photoelectric converter systems
JP2909954B2 (en) Carbon isotope analyzer
Shibata et al. A high precision laser alignment monitoring system for HERMES tracking detectors
RU2343431C2 (en) Noncontact biological thermometer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee