[發(fā)明專利]一種自動(dòng)換樣裝置及中子反射實(shí)驗(yàn)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911001269.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN110596161A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖松文;朱濤;李樹發(fā);孫遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 散裂中子源科學(xué)中心;中國科學(xué)院高能物理研究所;中國科學(xué)院物理研究所
• 主分類號(hào): G01N23/20
• 分類號(hào): G01N23/20;G01N23/20025;G01N23/20016
• 代理公司: 11332 北京品源專利代理有限公司
• 代理人: 胡彬

本發(fā)明公開了一種自動(dòng)換樣裝置及中子反射實(shí)驗(yàn)裝置，該自動(dòng)換樣裝置包括支撐架、樣品支持機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和定位反饋機(jī)構(gòu)。樣品支持機(jī)構(gòu)可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在支撐架上，樣品支持機(jī)構(gòu)沿其周向方向設(shè)置有多個(gè)樣品，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于樣品支持機(jī)構(gòu)和支撐架之間，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)樣品支持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，定位反饋機(jī)構(gòu)設(shè)于樣品支持機(jī)構(gòu)上，定位反饋機(jī)構(gòu)能夠讀取樣品支撐機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)行程。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和定位反饋機(jī)構(gòu)能互相配合使樣品依次完成中子反射實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)開始前將所有樣品安裝于樣品支持機(jī)構(gòu)上，自動(dòng)換樣裝置能完成所有樣品的中子反射實(shí)驗(yàn)。節(jié)約了寶貴的束流時(shí)間，減少了人員進(jìn)入輻射區(qū)域所停留的時(shí)間，降低了實(shí)驗(yàn)輻射對(duì)人員的損傷，提高了實(shí)驗(yàn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及中子散射技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)換樣裝置及中子反射實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

中子反射技術(shù)是通過測量界面薄膜材料特別是磁性薄膜對(duì)中子的反射分析獲知界面處0.5～500nm尺度范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)成分及磁結(jié)構(gòu)等信息的先進(jìn)材料表征技術(shù)。由于磁性薄膜的厚度為納米級(jí)別，典型的中子反射實(shí)驗(yàn)技術(shù)中要求樣品的位置定位精度達(dá)到2um，角度定位精度達(dá)到0.001°。由于中子具有磁矩，是直接測量磁結(jié)構(gòu)的唯一手段。在中子反射譜儀中一般都會(huì)配備一臺(tái)電磁鐵，用于提供0-1特斯拉的可變的磁場環(huán)境，且在電磁鐵中心φ20×20mm區(qū)域的磁場均勻性要求好于2％，電磁鐵極柱之間的間隙一般只有50～100mm左右。在常溫中子反射實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，薄膜樣品一般直接固定安裝在電磁鐵中心的無磁支架上。一次常溫中子反射實(shí)驗(yàn)時(shí)間一般為幾小時(shí)到十幾小時(shí)，需要更換不同的樣品時(shí)則需要先關(guān)閉中子譜儀束流，實(shí)驗(yàn)人員打開屏蔽門并進(jìn)入樣品室對(duì)樣品進(jìn)行更換及校準(zhǔn)，樣品更換完畢后，實(shí)驗(yàn)人員離開樣品室并關(guān)閉屏蔽門，打開中子譜儀束流繼續(xù)進(jìn)行樣品實(shí)驗(yàn)。

亟需設(shè)計(jì)一種可裝載多個(gè)樣品并可遠(yuǎn)程自動(dòng)換樣的裝置，以節(jié)約昂貴的中子束流時(shí)間，并盡量減少實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)入輻射區(qū)域的停留時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種自動(dòng)換樣裝置，能夠自動(dòng)將所有樣品依次轉(zhuǎn)動(dòng)至實(shí)驗(yàn)位置，節(jié)約實(shí)驗(yàn)過程中寶貴的束流時(shí)間，減少實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)入輻射區(qū)域所停留的時(shí)間，降低實(shí)驗(yàn)過程中輻射對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的損傷，提高實(shí)驗(yàn)效率及樣品位置精度。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種中子反射實(shí)驗(yàn)裝置，能夠自動(dòng)對(duì)裝置中的所有樣品依次進(jìn)行中子反射實(shí)驗(yàn)，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)過程中的寶貴束流時(shí)間，減少實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)入輻射區(qū)域所停留的時(shí)間，降低實(shí)驗(yàn)過程中輻射對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的損傷，提高實(shí)驗(yàn)效率及實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明的自動(dòng)換樣裝置的技術(shù)方案如下：

一種自動(dòng)換樣裝置，包括：支撐架；樣品支持機(jī)構(gòu)，所述樣品支持機(jī)構(gòu)可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述支撐架上，所述樣品支持機(jī)構(gòu)沿其周向方向設(shè)置有多個(gè)樣品；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于所述樣品支持機(jī)構(gòu)和所述支撐架之間，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)所述樣品支持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)；定位反饋機(jī)構(gòu)，所述定位反饋機(jī)構(gòu)設(shè)于所述樣品支持機(jī)構(gòu)上，所述定位反饋機(jī)構(gòu)能夠讀取所述樣品支撐機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)行程。

在一些實(shí)施例中，所述定位反饋機(jī)構(gòu)包括：光柵，所述光柵連接在所述樣品支持機(jī)構(gòu)上；光柵讀數(shù)件，所述光柵讀數(shù)件設(shè)置于所述支撐架上，所述光柵讀數(shù)件能夠讀取所述光柵的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

在一些實(shí)施例中，所述樣品支持機(jī)構(gòu)包括：支持件，所述支持件的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述支撐架上；氣管，所述氣管為多個(gè)；歧管塊，所述歧管塊設(shè)置于所述支持件的上表面，所述歧管塊一側(cè)與多個(gè)所述氣管密封相連，所述歧管塊另一側(cè)與真空泵相連；樣品座，所述樣品座為多個(gè)，每個(gè)所述樣品座設(shè)有第二通孔，每個(gè)所述樣品座與所述歧管塊通過一個(gè)所述氣管密封相連，所述樣品座通過所述第二通孔吸附所述樣品。

在一些實(shí)施例中，所述支持件的周面上設(shè)有多個(gè)間隔分布的配合槽，所述樣品座通過安裝座連接在所述配合槽內(nèi)。