专利名称：X射线定向仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是依据X射线衍射原理设计的用于为水晶、硅锗单晶等单晶材料定向、保证其制成器件性能的一种机电一体化光学精密仪器——X射线定向仪。
以单衍射原理实现晶体定向的X射线定向仪，其主要部件包括有X射线管、狭缝、被测晶体样品台、计数器、放大器、数显器、电表、风冷电机、稳压器、控制器、高压发生器、高压电缆、吸泵等。但目前各种X射线定向仪无论进口机型还是国产机型都存在较多的结构和工作性能上的技术问题。首先是零部件多、结构复杂、造价高，特别是很多部件如安装于测角仪上的狭缝，占据了测试平台极有限空间，使之无法测试体积较大的晶体，大大局限了其应用范围，为大块晶体测试造成了一定的困难。其二，经长期研究实践还表明原有机型有多处累赘结构，如管套下方的定位轴和测角仪壳外与该定位轴之间的连接器部件，实际上已无利用价值，此类部件的设置增加了定向仪精度加工的难度、增加了定向仪成本，同时机器结构复杂化，调试程序复杂，它是影响调试精度的主要原因之一；原有保护X射线管的热继电器，其电气安装部件的结构也极为繁杂且不合理，该保护电路是由热继电器低压工作回路和射线管高压控制回路组成，其中低压工作回路是将220V交流电源降压、整流、滤波后，串联联接有热继电器接点和一直流继电器，由直流继电器控制接点接入高压控制回路的控制支路中，由该支路的继电器动作接点切断高压实现保护。其三，本设备中，旋转编码器和蜗轮片分别是其电子组成和机械组成中精度最高且价格最为昂贵的部件，但原机型中旋转编码器的轴与蜗杆轴之间采用的是硬联接，这种联接方式无法使两轴达到理想的同轴运转，因此势必导致旋转编码器的轴受径向扭矩的破坏而受损，另外蜗轮片与蜗杆的啮合结构、电路线路板的裸露结构无法在潮湿环境稳定工作气泵过滤器漏气等多处问题，是造成定向仪故障率高、维修费用高昂、工作稳定性差的主要原因。因此，现有的X射线定向仪结构是极不理想的。
本实用新型的发明目的在于提供在保证现有X射线定向仪工作精度的前提下，提供一种结构简化、工作可靠、易于操作、实用、经济的新一代X射线定向仪。
本实用新型所提供的X射线定向仪，其组成结构包括有X射线管、被测晶体样品台、计数器、放大器、数显器、电表、风冷电机、稳压器、控制器、高压发生器、高压电缆、吸泵等部件，本技术方案实现上述发明目的的主要技术手段在于在X射线管管套上固定安装有一狭缝座，狭缝座上设有用于阻挡X射线由狭缝射出的可滑动挡板，拆除管套下方台面上的定位轴和与该定位轴联接的测角仪壳外的连接器两部件。
上述技术方案中，管套上设置一热继电器，该热继电器接点与控制继电器共同串联在高压控制回路的控制支路中，控制继电器的开关接点串联在射线管高压变压器的主回路中。
为改变原有定向仪中旋转编码器的轴与蜗杆之间的硬联接结构，在上述技术方案中，旋转编码器的轴与蜗杆之间由一软接头联接，该软接头的外表面设有径向凹环。为保证蜗轮片与蜗杆之间的啮合精度，蜗轮片上设有一使其与蜗杆紧密啮合的拉簧。另外，为保证本定向仪在湿度较大的工作环境中稳定工作，并保证其测试精度，计数器的高频高压发生器和其电源变压器的线路板及器件分别用环氧树脂封固，其输出端与计数器的放大器、数显板和旋转编码器连接。
本实用新型所设计的X射线定向仪具有如下的几项优点由于本设计将固定于管套上的狭缝座结构取代了原有的固定在测角仪的狭缝部件，大大延伸了极宝贵的测试空间，因此本定向仪可以测试原有机型无法测试的尺寸较大的晶体，扩大了本定向仪的应用范围。本技术还通过取消定位轴、连接器以及通过改进热继电器的电路联接结构大大简化了定向仪的组成，能够在提高测试质量和工作稳定性的基础上，使定向仪结构更为简洁、更易于操作、更易于达到测试精度，因而本实用新型所设计的X射线定向仪更为实用、经济、可靠，明显缩短了维修周期、降低了维修成本。
以下结合附图所示的具体实施例结构详细说明本实用新型的技术内容。
图1为本实用新型的整体组成结构示意图图2、图3分别为安装于管套上的狭缝座主视图和俯视图图4为热继电器联接的电气原理图图5为旋转编码器与蜗杆之间的联接结构示意图图6为蜗轮片部分的结构示意图图7为测角仪壳体固定部分的结构示意图图8为吸示过滤器的剖视结构示意图。
如图所示，本实用新型的X射线定向仪，其组成包括有X射线管、被测晶体样品台3、计数器4、管套1、稳压器14和控制器、高压发生器15、吸泵16、高压电缆13、管套1内的X射线管、风冷电机、放大器等，本技术的主要特点是设计了一种固定于管套1上的狭缝座2，该狭缝座的底座设有一狭缝，其前端的凹口2c端面设有一挡板2b，挡板2b上设有与狭缝位于同一条直线的射线穿孔2d，底座中滑动设有用于阻挡X射线由其狭缝射出的挡板2a。X射线管所产生的X射线可直接通过该狭缝座2的狭缝及穿孔2d照射到被测试晶体上进行测试工作，就可将原所占用的测试空间用于晶体的测试，扩大了被测晶体尺寸的测试范围。实践还证明，管套1下方的测角仪定位轴及其测角仪的定位连接器的设置是多余的，为使本机型更为经济，省去这两个部件。
除了简化其机械结构外，本实用新型还对其电气部分的结构进行了简化，主要是将X射线管的温度保护电路进行了改进。如图4所示，将热继电器设置于管套1上，其接点JU和控制继电器J线圈串联在高压控制回路的控制支路中，继电器J的控制接点J2、J3串联在射线管高压变压器的主回路中。当X射线管处于高温工作状态时，热继电器的接点JU断离，继电器J的控制接点J2、J3因其线圈失去维持其吸合的工作电流而切断射线管高压变压器的主工作回路。该电气结构远比现有的电气结构简单，其工作更加可靠。为使本定向仪的数显部分工作更加精确、稳定，既使在南方潮湿的环境下也能有稳定的工作输出，本技术将计数器4的高频高压发生器和其电源变压器的电子线路板及其器件分别用环氧树脂封固，其输出端与计数器的放大器、数显板和旋转编码器8连接。通过该方法使电路工作的电子信号不再因湿气而受影响。
为尽量降低本X射线定向仪各组成部件间相互配合时的磨损，延长其机械使用寿命，减少设备的维修、维护量，并使本定向仪的各组成部件具有较强的通用性，本技术还在以下几处进行了结构改进一、由于原来计数器的旋转编码器8的轴与蜗杆9之间采用硬联接方式连接的，这种结构不可能使两轴达到绝对同轴，因此在运行中必然会在两轴间产生小的扭矩，它的存在会很快破坏最为贵重的旋转编码器8，为此本技术中计数器的旋转编码器8的轴与蜗杆9之间采用软联接方式，即通过一软接头8a将旋转编码器8的轴与蜗杆9联接起来，使其同步运转，保护了旋转编码器8。二、在中国专利ZL94230385.7中为了延长蜗轮片10的使用寿命，使之达到理论所推断的延长一倍的寿命，曾提到在主轴端多设一组蜗轮片固定孔10K，并与原固定孔组中心角相差β°，可使蜗轮片具有前后两段常用工作段。为真正达到甚至超过延长一倍的使用寿命，则需要确保蜗轮片10与蜗杆9的啮合精度，否则这一理论值无法达到，如图6所示，蜗轮片10通过一拉簧10T使两部件的啮合齿紧密啮合。根据蜗轮片10前后段使用磨损程度换位时，由于机器内部的安装空间极其有限，则需配备长短不同的两种拉簧，当处于前段应用时，其扇形角处与拉簧的固定端距离较近，则使用较短的拉簧；当处于后半段使用时，其扇形角处与拉簧的固定端距离较远，则应使用较长的拉簧。三、由于射线光路原因，左右测角仪的壳体22无法通用，给生产安装带来了极大的不便，本技术采用了如下的解决方式，即以测角仪壳22上主轴孔23的中心线为对称轴，对称设有两个M10的固定螺孔22c、22b，当这种测角仪壳22作为左工作台时，则用螺栓固定左位的固定螺孔22b；当这种测角仪壳22作为右工作台时，则用螺栓固定右位的固定螺孔22c，这种通用结构极大地方便了生产和安装。如图8所示，原有的过滤器的壳体是由上下两半壳体20a、20b螺纹连接的，由于螺纹缝隙处漏气，大大减小了吸泵的吸力，甚至无法吸住晶片，为改变这一状况，在两半壳体20a、20b的螺纹连接处设有密封胶垫20c。
权利要求1.一种X射线定向仪，其组成结构包括有X射线管、被测晶体样品台(3)、计数器(4)、放大器、数显器、电表、风冷电机、稳压器(14)、控制器、高压发生器(15)、高压电缆(13)、吸泵(16)等部件，其特征在于在X射线管管套(1)上固定安装有一狭缝座(2)，狭缝座(2)上设有用于阻挡X射线由其狭缝射出的可滑动挡板(2a)，拆除管套(1)下方台面上的定位轴和与该定位轴联接的测角仪壳外的连接器两部件。
2.根据权利要求1所述的X射线定向仪，其特征在于管套(1)上设置一热继电器，该热继电器接点(Ju)与控制继电器(J)共同串联在高压控制回路的控制支路中，控制继电器的开关接点(J2，J3)串联在射线管高压变压器的主回路中。
3.根据权利要求1所述的X射线定向仪，其特征在于旋转编码器(8)的轴与蜗杆(9)之间由一软接头(8a)联接。
4.根据权利要求1所述的X射线定向仪，其特征在于计数器的高频高压发生器和其电源变压器的电子线路板及其器件分别用环氧树脂封固，其输出端与计数器的放大器、数显板和旋转编码器连接。
5.根据权利要求1所述的X射线定向仪，其特征在于蜗轮片(10)上作用一使其与蜗杆(9)紧密啮合的拉簧(10T)。
6.根据权利要求5所述的X射线定向仪，其特征在于所配备的拉簧(10T)为长短不同两个，一是蜗轮片(10)处于前段应用时的短拉簧，一是蜗轮片(10)处于后半段啮合齿应用时的长拉簧。
7.根据权利要求1所述的X射线定向仪，其特征在于以测角仪壳上主轴孔(23)的中心线为对称轴，在测角壳底边对称设有两个M10的固定螺孔(22c，22b)。
8.根据权利要求1所述的X射线定向仪，其特征在于吸泵过滤器(20)的两半壳体(20a、20b)的螺纹连接口之间设有一密封胶垫(20c)。
专利摘要本实用新型涉及的是一种用于精确测试单晶晶片并为其定向的机电一体化产品—X射线定向仪,它包括有X射线管、被测晶体样品台、计数器、放大器、数显器、电表、风冷电机、稳压器、控制器、高压发生器、高压电缆、吸泵等,本技术与现有技术的不同之处是将一狭缝座固定安装在X射线管管套上,狭缝座上设有用于阻挡X射线由其狭缝射出的可滑动挡板,同时拆除了管套下方的定位轴和与该定位轴联接的测角仪壳外的连接器两部件。本X射线定向仪具有应用范围广、适用性强、结构简单、易于操作、工作精度高、可靠的特点。
文档编号G01N23/207GK2409516SQ00211018
公开日2000年12月6日 申请日期2000年3月2日 优先权日2000年3月2日
发明者赵久 申请人:赵久