[發(fā)明專(zhuān)利]一種高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911393309.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110987990B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王經(jīng)濤;章震威
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N23/20008
• 分類(lèi)號(hào): G01N23/20008;G01N23/207
• 代理公司: 南京禹為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 吳肖敏

1.一種高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法，其特征在于：具有高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像系統(tǒng)，其包括，

發(fā)射準(zhǔn)直模塊（100），包括閃光X光機(jī)（101）和準(zhǔn)直單元（102），所述閃光X光機(jī)（101）發(fā)射X射線(xiàn)，所述準(zhǔn)直單元（102）與所述閃光X光機(jī)（101）相連，且位于所述X射線(xiàn)出射端沿線(xiàn)上；

準(zhǔn)直單元（102）包括鉛準(zhǔn)直器（102a）、黃銅管準(zhǔn)直器（102b）和玻璃毛細(xì)管（102c），所述黃銅管準(zhǔn)直器（102b）連接在所述鉛準(zhǔn)直器（102a）的出口端，所述玻璃毛細(xì)管（102c）設(shè)置在所述鉛準(zhǔn)直器（102a）的內(nèi)腔中，與其入口端與出口端相連通；

在閃光X射線(xiàn)二級(jí)管和所述鉛準(zhǔn)直器（102a）的連接處貼上一個(gè)寬度為0.3mm的鉛狹縫；

單色分離模塊（200），設(shè)置在所述X射線(xiàn)的沿線(xiàn)上，其包括單色單元（201）和出射單元（202），所述單色單元（201）與出射單元（202）相連，且所述出射單元（202）位于所述單色單元（201）的出射端一側(cè)；

單色單元（201）包括黃銅筒體（201a）、單晶體（201b）和角位臺(tái)（201c），所述單晶體（201b）位于所述黃銅筒體（201a）的內(nèi)腔中，且放置在所述角位臺(tái)（201c）的頂部，所述角位臺(tái)（201c）的底部貫穿所述黃銅筒體（201a）的側(cè)壁延伸在其外側(cè)；

出射單元（202）包括出射黃銅管（202a）、橫向移動(dòng)板（202b）和縱向移動(dòng)板（202c），所述橫向移動(dòng)板（202b）和縱向移動(dòng)板（202c）分別活動(dòng)配合在所述出射黃銅管（202a）的兩端，且所述出射黃銅管（202a）配合有所述橫向移動(dòng)板（202b）的一端連接在所述黃銅筒體（201a）的出射端；

衍射成像模塊（300），位于所述單色分離模塊（200）出射方向的沿線(xiàn)上，其包括成像板（301）和旋轉(zhuǎn)座（302），所述旋轉(zhuǎn)座（302）設(shè)置在所述成像板（301）的底端；

還包括如下衍射成像操作步驟：

確定合適的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，包括選定所述單晶體（201b）及閃光X射線(xiàn)管陽(yáng)極材料；

依據(jù)選定的材料計(jì)算所述準(zhǔn)直單元（102）的長(zhǎng)度，再分別計(jì)算出Kα1射線(xiàn)和Kα2射線(xiàn)的衍射角及二者衍射角的差值；

根據(jù)上述的計(jì)算值搭建單色閃光X射線(xiàn)的衍射成像模型；

啟用上述模型，通過(guò)調(diào)節(jié)確定所述單晶體（201b）處于最佳的衍射位置；

調(diào)節(jié)所述旋轉(zhuǎn)座（302）使得X射線(xiàn)在單色分離后在所述成像板（301）上得到最佳衍射成像效果。

2.如權(quán)利要求1所述的高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法，其特征在于：所述閃光X光機(jī)（101），包括高壓脈沖發(fā)生器和閃光X射線(xiàn)管，所述閃光X射線(xiàn)管發(fā)射的X射線(xiàn)包括Kα1射線(xiàn)、Kα2射線(xiàn)和Kβ射線(xiàn)。

3.如權(quán)利要求2所述的高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法，其特征在于：所述角位臺(tái)（201c）包括俯仰臺(tái)（201c-1）、旋轉(zhuǎn)臺(tái)（201c-2）和微調(diào)桿（201c-3），所述俯仰臺(tái)（201c-1）固定在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)（201c-2）的頂部，所述微調(diào)桿（201c-3）連接在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)（201c-2）的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)上。

4.如權(quán)利要求3所述的高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法，其特征在于：所述出射黃銅管（202a）與所述橫向移動(dòng)板（202b）配合的一端設(shè)置有限位桿和連接槽，與所述縱向移動(dòng)板（202c）配合的一端設(shè)置有U形滑槽；

所述橫向移動(dòng)板（202b）的側(cè)壁中部開(kāi)設(shè)有縱向狹縫（202b-1）；

所述縱向移動(dòng)板（202c）的側(cè)壁中部開(kāi)設(shè)有橫向狹縫（202c-1）。

5.如權(quán)利要求4所述的高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法，其特征在于：依據(jù)計(jì)算出所述準(zhǔn)直單元（102）的長(zhǎng)度，再分別計(jì)算出所述鉛準(zhǔn)直器（102a）和黃銅管準(zhǔn)直器（102b）的長(zhǎng)度，且所述黃銅管準(zhǔn)直器（102b）的外徑遠(yuǎn)小于所述鉛準(zhǔn)直器（102a）的外徑，二者的內(nèi)徑相同。

6.如權(quán)利要求5所述的高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法，其特征在于：調(diào)節(jié)過(guò)程中，先粗調(diào)所述俯仰臺(tái)（201c-1），使得所述單晶體（201b）與水平面保持垂直；

再通過(guò)微調(diào)所述微調(diào)桿（201c-3）驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)（201c-2），并配合所述成像板（301）來(lái)確定所述單晶體（201b）處于最佳的衍射位置。