[發明專利]一種多樣品環境切換的高精度互換系統及方法

在審

• 申請號: 202110019194.X
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112816507A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 李帥;康樂;楊雪峰;莊建;吳延巖;呂永佳;于永積;袁寶;李卓;鄧紅桃;崔旭;張孟晨;李松;王權權
• 申請（專利權）人: 散裂中子源科學中心;中國礦業大學;中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00;G01N35/00
• 代理公司: 廣東勤諾律師事務所 44595
• 代理人: 張雪華

本發明涉及一種多樣品環境切換的高精度互換系統，包括底板、支撐系統和控制系統，支撐系統安裝于所述底板上，控制系統位于所述支撐系統側邊外部和支撐系統中間，支撐系統上設有兩組樣品環境組件，兩組樣品環境組件分別安裝在支撐系統的上部和下部，均包括驅動系統、工作臺和支撐架，工作臺安裝于所述支撐系統上，并可沿支撐系統移動；驅動系統位于所述工作臺與底板之間，用于驅動工作臺沿支撐系統的移動；支撐架安裝于工作臺上，用于樣品環境的安裝固定。本發明多樣品環境切換的高精度互換系統具有可實現遠程自動切換，最大化利用束流時間，減少實驗人員實驗前準備時間，降低實驗人員輻射危害，以及操作簡單、定位精度高和承受載荷大等優點。

技術領域

本發明涉及中子束線二維移動平臺技術領域，具體為一種多樣品環境切換的高精度互換系統及方法。

背景技術

散裂中子源是中子散射研究和應用的大型研究平臺，對材料科學技術，物理，化學化工，資源環境，新能源，生命科學，醫藥，納米科學等諸多領域的前沿研究，和解決國家的許多重大戰略需求的關鍵問題提供先進的研究平臺。

中子散射譜儀是用于中子散射實驗的裝置，主要探測物質的微觀結構和運動。

高壓中子衍射譜儀是整合了衍射與成像兩種工作模式、配置了較為全面的專用壓力環境設備、同時具備高/低溫及磁場環境、具有一定通用性的中子粉末衍射譜儀。譜儀設計優化了中子光路設計，使譜儀具有衍射及成像兩種工作模式，能夠獲得多尺度的樣品結構信息；譜儀匹配不同壓力設備需求設計有兩個樣品環境，實現小型壓力設備大Q值覆蓋及大型壓力設備較高分辨率；譜儀利用T0斬波器及帶寬限制斬波器進行入射中子束流的快中子背底去除及中子帶寬選擇，同時通過設計斬波器降頻運行模式實現90度位置探測器d值覆蓋范圍的倍增；通過多段中子導管/準直管互換系統匹配實現衍射/成像工作模式的切換。

互換系統通過工作臺的水平移動實現樣品環境的切換。在通常譜儀實驗時，需要通過譜儀大廳的吊車、譜儀內部的吊車實現樣品環境的切換；或者先關閉中子束流，然后實驗人員打開屏蔽門并進入樣品室將樣品環境移動到其他位置，然后在將需要的樣品環境移動到實驗位置處，并進行安裝與準直操作，工作完成后，將樣品放入樣品環境中，最后離開樣品室并關閉屏蔽門?，F有的設計中只有一種樣品環境。

亟需設計一種可以承載多種樣品環境并可以實現遠程自動切換的裝置，以最大程度的利用中子束流，并減少實驗人員實驗前準備的時間。

發明內容

本發明提供一種具有可實現遠程自動切換，最大化利用束流時間，減少實驗人員實驗前準備時間，降低實驗人員輻射危害，以及操作簡單、定位精度高和承受載荷大的多樣品環境切換的高精度互換系統。

為了實現上述目的，通過以下技術方案實現。

一種多樣品環境切換的高精度互換系統，包括底板、支撐系統和控制系統，所述支撐系統安裝于所述底板上，所述控制系統位于所述支撐系統側邊外部和支撐系統中間，所述支撐系統上設有兩組樣品環境組件，兩組樣品環境組件分別安裝在支撐系統的上部和下部，每組樣品環境組件均包括驅動系統、工作臺和支撐架，所述工作臺安裝于所述支撐系統上，并可沿支撐系統移動；所述驅動系統位于所述工作臺與底板之間，用于驅動工作臺沿支撐系統的移動；所述支撐架安裝于工作臺上，用于樣品環境的安裝固定；所述驅動系統中的氣動或電動元器件分別與所述控制系統連接。

進一步地，所述驅動系統包括電機、聯軸器和絲桿組件，所述電機通過電機支架安裝于所述底座上，所述電機通過聯軸器與絲桿組件連接，所述絲桿組件包括絲桿，所述絲桿的兩端分別通過固定座和支撐座固定在所述底座上，所述絲桿上設有螺紋配合連接的螺母，所述螺母通過螺母座與所述工作臺連接，具體地，所述電機通過聯軸器與絲桿組件連接，通過聯軸器將電機輸出軸的動力傳遞給絲桿，驅動絲桿轉動，絲桿進而通過螺母及螺母座把動力傳遞給工作臺，實現工作臺的水平移動，也就是實現樣品環境在垂直于束線方向上的切換。

進一步地，所述絲桿通過彈性卡圈與所述固定座連接固定，便于安裝和拆卸。