[發明專利]一種用于中子小角散射譜儀快速定位樣品位置的裝置

有效

• 申請號: 201710345817.6
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN106950236B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 陳良;孫良衛;王云;劉棟;彭梅;王運龍;田強;白亮飛;閆冠云;孫光愛;薛艷梅;劉耀光;龔建
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院核物理與化學研究所
• 主分類號: G01N23/202
• 分類號: G01N23/202
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

本發明公開了用于中子小角散射譜儀快速定位樣品位置的裝置。所述裝置中準直器腔內固定的限束光闌與步進電機連接。在準直器腔內的制動件與高精度激光水準儀剛性連接。氣動單元分別固定連接軌道、控制電腦、空氣壓縮機。制動件與軌道剛性連接；高精度激光水準儀與操作手柄連接、與制動件剛性連接；源光闌置于準直器腔外的前端；準直伸縮管與準直器腔固定連接。樣品光闌置于準直伸縮管上。制動件能夠進行三維運動。調試過程中，將高精度激光水準儀推進中子束流位置，調整制動件的水平豎直旋轉機構，使發出的激光束能夠同時穿過限束光闌。本發明能夠與基于反應堆和散裂中子源的中子小角散射譜儀聯用，能夠快速對不同原位環境設備上的樣品快速定位。

技術領域

本發明屬于中子小角散射實驗領域，具體涉及一種用于中子小角散射譜儀快速定位樣品位置的裝置，能夠在各種樣品環境加載條件下實現不同環境加載條件樣品的中子小角散射實驗研究。

背景技術

中子小角散射是研究亞微觀結構和形態特征的一種重要技術和手段，現已廣泛應用于聚合物、生物大分子、凝聚態物理和材料科學等學科，研究領域涉及合金、懸浮物、乳液、膠體、高分子溶液、天然大分子、液晶、薄膜、聚電解質、復合物、納米材料和分形等。在發達國家，每一個研究堆都有一臺或幾臺中子小角散射譜儀作為材料研究的重要技術手段。中子小角散射主要研究材料內部微觀粒子尺寸、尺寸分布、形狀、分形等參數。在中子小角散射研究中，樣品環境包括電磁場、高溫、低溫、拉伸、高壓、流變等多種設備，樣品材料在各種環境加載條件下，內部微結構如何演化是材料研究表征的重要內容，因此一個樣品或一系列樣品有時需要使用不同環境，或者一次實驗使用一種樣品環境設備，在完成后另一批次實驗需要使用另一種樣品環境，那么就需要將原來樣品環境移走，而換上另一種樣品環境，這時樣品所放的位置是否處于中子束流位置，就成為一個問題。如果采用中子來對準，由于中子不可見，需要使用探測器測量中子通過樣品的直穿束流強度來進行判斷，需要不斷調整樣品位置，使直穿束流強度最大，這樣確定樣品位置會有如下不利因素：（1）所花費時間長，如果樣品環境設備移動困難，需要使用天車進行吊運；2）樣品定位不準確。現有技術中的中子小角散射譜儀對樣品位置進行定位時，使用與中子束流垂直的激光束通過源光闌處的棱鏡進行全反射，激光束通過光闌孔到達樣品位置而達到定位的目的。其不足之處在于：1.對樣品進行定位時，需要將棱鏡移動到源光闌處，定位完成后需將棱鏡移出，容易造成棱鏡位置的重復性差；2.發出激光的激光水準儀處于與中子束流垂直的準直器腔外角落，工作人員進出容易碰到激光水準儀，而造成激光水準儀發出的激光不與中子束流垂直，無法通過光闌孔到達樣品位置；3.由于以上兩種的不確定性造成對樣品位置進行定位費時，中子源非常昂貴，樣品定位時間越長，浪費的束流時間越多。

發明內容

為了克服現有技術中中子小角散射譜儀樣品定位困難的不足，本發明提供一種用于中子小角散射譜儀快速定位樣品位置的裝置，本發明能夠在堆源和散裂源的中子小角散射譜儀上進行應用。

本發明的技術方案如下

本發明的一種用于中子小角散射譜儀快速定位樣品位置的裝置，其特點是，所述的快速定位樣品位置的裝置包括氣動單元、制動件、高精度激光水準儀、航空插頭、操作手柄、控制電腦、空氣壓縮機、準直器腔、限束光闌Ⅰ、限束光闌Ⅱ、限束光闌Ⅲ、準直伸縮管、樣品光闌、源光闌。其中，準直器腔為密封真空腔，其連接關系是，準直器腔內通過支架分別固定有限束光闌Ⅰ、限束光闌Ⅱ、限束光闌Ⅲ，在準直器腔的側壁分別固定連接有三個步進電機，限束光闌Ⅰ、限束光闌Ⅱ、限束光闌Ⅲ分別與步進電機連接。在準直器腔內還設置有制動件、高精度激光水準儀。所述的氣動單元穿過準直器腔，氣動單元在準直器腔內的一端固定連接有軌道，制動件固定在軌道上，并與軌道剛性連接；高精度激光水平儀固定在制動件上，并與制動件剛性連接。氣動單元在準直器腔外的一端通過線纜與控制電腦電連接，還通過氣動管道與空氣壓縮機連接。高精度激光水準儀通過航空插頭與操作手柄連接。源光闌置于準直器腔外的前端的插槽內。準直伸縮管與準直器腔的底端固定連接。樣品光闌置于準直伸縮管的插槽內。

所述的氣動單元通過電動件替代。