[發明專利]狹縫裝置及四刀狹縫

有效

• 申請號: 201310099537.3
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103162825A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 肖松文;朱濤;韓慶夫;段紅星;王璐
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: G01J3/04
• 分類號: G01J3/04;F16H25/20
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 趙根喜;呂俊清

技術領域

本發明涉及屬于光學儀器領域，尤其涉及一種可用于各種中子散射譜儀系統，或其他的光譜儀器系統中要求狹縫寬度可高精度寬范圍調整的狹縫裝置及具有該狹縫裝置的一種四刀狹縫。

背景技術

中子散射技術是在上個世紀四五十年代發展起來的，由于中子具有較強的穿透能力、一定的靜止質量和不帶電等特性，被人們用來研究物質中的原子位置和排列方式以及分子構型等，它的實驗方法包括中子衍射、中子小角散射和中子反射等技術，作為一種研究工具，它的應用已涉足于物理、化學、化工、生物、地礦和材料科學等研究領域。

在中子散射實驗中，需要通過幾組水平和豎直設置的狹縫截取出具有高度準直性的中子束，通過分析散射前、后中子束的動量和能量變化來獲取物質的微觀結構和動力學信息。在這一過程中狹縫起到了非常重要的作用，狹縫開口范圍一般要求從幾十毫米到幾十微米可調，狹縫刀片定位精度、狹縫開口精度以及刀片平行性要求很高。

現有技術中，寬度可調狹縫裝置主要有以下幾類：

1、使用一根兩端旋向不同的絲杠同時帶動左右刀片一起朝相反方向運動實現狹縫的寬窄調節。例如公開號為CN1967208A、申請人為北京光學儀器廠、名稱為“新型狹縫裝置”的中國發明專利申請，公開了一種狹縫裝置，這種狹縫裝置的狹縫開口范圍較大，但主要缺點是：對于十幾微米級別的狹縫開口很難控制，狹縫開口精度不高，且狹縫閉合的中心位置固定，不方便現場調節。

2、利用彈性鉸鏈作為狹縫的傳動機構實現狹縫寬度雙向可調，例如公開號為CN101532876A、申請人為中國科學技術大學，名稱為“縫寬可調節的小型精密狹縫裝置”的中國發明專利申請所公開的狹縫裝置，這種狹縫裝置的狹縫開口精度較高，但是主要缺點是狹縫開口在毫米以下，開口范圍太小，且不方便自動控制。

3、目前在國內外中子散射譜儀上使用較多的狹縫裝置，主要通過使用兩根獨立的絲杠分別帶動狹縫的兩個刀片朝著相反的方向運動實現狹縫的寬窄調節。這種狹縫裝置的狹縫開口范圍較大，單個刀片的定位精度也很高，但是主要缺點是：兩個獨立的刀片運動系統，會導致兩個刀片整體的定位精度降低，從而很難達到更高的狹縫開口精度。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的為提供一種狹縫裝置，以解決現有技術狹縫裝置在狹縫開口范圍大時狹縫開口精度不高，在狹縫開口精度高時狹縫開口范圍卻又太小的問題。

本發明的另一目的，是提供一種具有本發明狹縫裝置的四刀狹縫。

為達上述目的，本發明的一較廣義實施例為提供一種狹縫裝置，用于光譜儀器系統，所述狹縫裝置包括：主體基板；第一滑臺和第二滑臺；分別設置于第一滑臺和第二滑臺的兩相對內側的第一狹縫刀片和第二狹縫刀片；用于驅動第一滑臺相對于主體基板滑動的主驅動機構；固定連接于第一滑臺，用于驅動第二滑臺相對于主體基板滑動的副驅動機構。

本發明的四刀狹縫，包括水平設置和豎直設置的兩狹縫裝置，兩狹縫裝置為本發明的狹縫裝置。

本發明的有益效果在于，本發明的狹縫裝置，把下狹縫刀片的驅動機構與上滑臺固定連接在一起，可以保證當主絲杠轉動時上下狹縫刀片位置相對固定，并朝同一方向運動，之后再使用副絲杠帶動下狹縫刀片靠近或遠離上狹縫刀片來改變狹縫的大小，這樣可以大大減小兩根絲杠獨立運動的誤差，從而獲得更高的狹縫開口精度，并可獲得十幾微米級別的狹縫；并且與單根絲杠帶動狹縫的兩個刀片開合的結構相比，這種結構的狹縫開口范圍大，狹縫的中心位置可調，方便安裝。本狹縫裝置的寬度調節范圍最小可達五十微米以下，最大可到幾十毫米以上，狹縫開口精度可達4微米以下，滿足實際應用的需求。

進一步的，部分實施例中，通過使用步進電機驅動絲杠轉動，使用光柵尺測量刀片位置進行反饋控制，可以實現狹縫的自動控制，并獲得更高精度的狹縫開口。

進一步的，部分實施例中，通過絲杠螺母、副螺母和壓簧共同組成的張緊機構可以消除絲杠和絲杠螺母之間的間隙，保證狹縫開合精確。

進一步的，部分實施例中，上狹縫刀片和下狹縫刀片在垂直于主體基板的方向上錯位布置，可以保證狹縫開口為零時上下狹縫刀片不碰撞。

附圖說明

圖1是本發明實施例的狹縫裝置的主視圖。

圖2是本發明實施例的狹縫裝置的右視圖。

圖3為本發明實施例的狹縫裝置的仰視圖。

圖4和圖5為本發明實施例的狹縫裝置的等軸測視圖。

圖6為圖1中的A-A剖視圖。

圖7為本發明實施例的四刀狹縫的主視圖。