一种X射线发射调整装置及方法与流程

一种x射线发射调整装置及方法
技术领域
1.本发明涉及x射线领域，尤其涉及一种x射线发射调整装置及方法。


背景技术：

2.x射线检测是利用衍射原理，当已知波长的x射线(选用固定波长的特征x射线) 以布拉格角入射到某一点阵晶格间距为d的晶面面上时，会从符合布拉格条件的反射面得到因叠加而加强的衍射线。测出布拉格角后，利用布拉格公式即可确定点阵平面间距、晶胞大小和晶胞类型，从而对试样进行物相分析和定性分析。
3.中国发明专利申请（公开号cn102435626a，公开日：20120502）公开了一种台式x射线衍射仪，包括x射线发生器、测角仪、高压开关电源以及控制单元，其中测角仪通过其底座固定于台架上，x射线发生器固定安装于测角仪的外框上，高压开关电源设于台架底部空间内；测角仪具有样品台和探测器，二者分别接有不同的驱动装置；运动状态下探测器的射线接收部分跟随x射线的反射线旋转，测角仪的输出信号送至控制单元。本发明采用台式结构，解决了传统x射线衍射仪整体尺寸庞大和散热问题，并且减少了电源能耗，有利于节能减排。
4.现有技术存在以下不足：对x射线检测位置进行对准时，先对试样进行定位；而后手动使用定位模具末端底面与射线发出机构输出端相接触定位，并且调整准直器使之与定位模具初始端相对齐完成x射线检测位置对准过程；而定位模具本身具有一定的制造误差，使用定位模具末端底面作为定位基准定位时会产生一定的定位误差；并且调整准直器与定位模具初始端对齐时是通过人眼的尺度去调整的，而人眼的尺度相对于x射线检测尺度来说精度较低，即通过人眼调节准直器在x射线检测领域也会产生较大的观测误差；而定位模具本身产生的定位误差和人眼调节准直器产生的观测误差相叠加会造成x射线对准试样检测部位时累积误差较大，不利于x射线和试样检测部位精确对准。


技术实现要素：

5.本发明的目的是：针对上述问题，提出通过设置射线调整机构减少对准试样时的累积误差，保证x射线和试样检测部位精确对准的一种x射线发射调整装置及方法。
6.为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：一种x射线发射调整装置，该装置包括输出驱动机构、射线发出机构和射线调整机构；输出驱动机构固定在工作台上，输出驱动机构输出端分别与射线发出机构和射线调整机构相连接；射线调整机构输入端与射线发出机构输出端相对齐，射线调整机构输出端与试样检测部位相对齐；输出驱动机构用于带动射线发出机构和射线调整机构运动；射线发出机构用于发出x射线；射线调整机构用于调整x射线在试样上的照射位置；射线调整机构包括调整机架、显微镜、调整驱动组件和准直器；显微镜和调整驱动组件都固定在调整机架上；调整驱动组件输出端与准直器相连接，准直器位于显微镜输出端与试样之间；显微镜物镜包括物镜孔，射线发出机构发出的x射线穿过物镜孔经过准直器准直后与试样检测位置
相对齐；显微镜用于观测x射线在试样上的位置；调整驱动组件用于调整准直器的位置；准直器用于对x射线进行聚焦准直。
7.作为优选，调整驱动组件包括第一调整元件和第二调整元件；第一调整元件固定在调整机架上，第一调整元件输出端与第二调整元件相连接；第二调整元件输出端与准直器相连接。第一调整元件包括水平微动平台和竖直微动平台；水平微动平台输出端与竖直微动平台相连接，竖直微动平台输出端与第二调整元件相连接。水平微动平台和竖直微动平台都为手动调节方式。第二调整元件包括左右转动模块和前后转动模块；左右转动模块输出端与前后转动模块相连接，前后转动模块输出端与准直器相连接；左右转动模块和前后转动模块分别用于带动准直器左右方向和前后方向转动。
8.作为优选，输出驱动机构包括第一输出驱动和第二输出驱动；第一输出驱动输出端与第二输出驱动相连接，第二输出驱动输出端与调整机架相连接；第一输出驱动和第二输出驱动分别用于带动射线发出机构水平方向和竖直方向运动。第一输出驱动为直线电机驱动。x射线发射调整装置还包括射线吸收机构；射线吸收机构固定在调整机架上，并且射线吸收机构输出端与试样检测部位以外部分相衔接。
9.作为优选，射线吸收机构包括吸收驱动组件和吸收固定组件；吸收驱动组件输出端与吸收固定组件相连接，吸收固定组件与射线吸收块相连接。
10.另外，本发明还公开了一种试样x射线输出方法，该方法采用所述一种x射线发射调整装置，该方法包括以下的步骤：1）输出驱动机构带动射线调整机构运动至检测工位；2）通过显微镜目镜观察试样检测部位，并且调节调整驱动组件使得准直器输出端与试样检测部位相对齐；3）射线发出机构发出x射线，输出驱动机构带动射线发射调整装置输出端相对于试样检测位置以不同入射角发出x射线对试样进行检测后，射线接收装置在满足布拉格定律的设定位置接收试样的衍射线完成试样射线输出过程。
11.本发明采用上述技术方案的一种x射线发射调整装置及方法的优点是：通过设置射线调整机构；射线调整机构运动至检测工位后，通过显微镜目镜观察试样检测部位，并且调节调整驱动组件使得准直器输出端与试样检测部位相对齐；射线发出机构发出x射线，输出驱动机构带动射线调整机构相对于试样检测位置以不同入射角发出x射线对试样进行检测后，射线接收装置在满足布拉格定律的设定位置接收试样的衍射线完成试样射线输出过程。而此种x射线和试样检测部位对准方式是通过显微镜观测而后调节准直器来进行定位的，其定位误差只来源于显微镜的观测误差；并且定位过程中不需要使用定位模具，从而避免了定位模具底面作为定位基准进行定位时由于定位模具本身制造误差等原因而产生的定位误差；而显微镜观测时是将试样检测位置放大较多倍后进行观测的，其观测误差与人眼的观测误差相比较小；即此种对准方式只产生显微镜观测误差这样较小的误差，避免了人眼观测定位模具对准时产生定位模具本身产生的定位误差和人眼调节准直器产生的观测误差相叠加的累积误差，从而保证x射线和试样检测部位精确对准。
附图说明
12.图1为本发明的结构示意图。
13.图2为射线调整机构的结构示意图。
14.图3为射线吸收机构的结构示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
16.实施例1如图1所示的射线发射调整装置2，该装置包括输出驱动机构21、射线发出机构22和射线调整机构23；输出驱动机构21固定在工作台上，输出驱动机构21输出端分别与射线发出机构22和射线调整机构23相连接；射线调整机构23输入端与射线发出机构22输出端相对齐，射线调整机构23输出端与试样检测部位相对齐；输出驱动机构21用于带动射线发出机构22和射线调整机构23运动；射线发出机构22用于发出x射线；射线调整机构23用于调整x射线在试样上的照射位置。
17.试样的产品流动方向为：射线调整机构23到输出驱动机构21到射线发出机构22。
18.如图2所示，射线调整机构23包括调整机架、显微镜231、调整驱动组件232和准直器233；显微镜231和调整驱动组件232都固定在调整机架上；调整驱动组件232输出端与准直器233相连接，准直器233位于显微镜231输出端与试样之间；显微镜231物镜包括物镜孔，射线发出机构22发出的x射线穿过物镜孔经过准直器233准直后与试样检测位置相对齐；显微镜231用于观测x射线在试样上的位置；调整驱动组件232用于调整准直器233的位置；准直器233用于对x射线进行聚焦准直。调整驱动组件232包括第一调整元件234和第二调整元件235；第一调整元件234固定在调整机架上，第一调整元件234输出端与第二调整元件235相连接；第二调整元件235输出端与准直器233相连接；第一调整元件234包括水平微动平台2341和竖直微动平台2342；水平微动平台2341输出端与竖直微动平台2342相连接，竖直微动平台2342输出端与第二调整元件235相连接；水平微动平台2341和竖直微动平台2342都为手动调节方式。第二调整元件235包括左右转动模块2351和前后转动模块2352；左右转动模块2351输出端与前后转动模块2352相连接，前后转动模块2352输出端与准直器233相连接；左右转动模块2351和前后转动模块2352分别用于带动准直器233左右方向和前后方向转动。
19.如图1所示，输出驱动机构21包括第一输出驱动211和第二输出驱动212；第一输出驱动211输出端与第二输出驱动212相连接，第二输出驱动212输出端与调整机架相连接；第一输出驱动211和第二输出驱动212分别用于带动射线发出机构22水平方向和竖直方向运动；第一输出驱动211为直线电机驱动。射线发射调整装置2还包括射线吸收机构24；射线吸收机构24固定在调整机架上，并且射线吸收机构24输出端与试样检测部位以外部分相衔接。
20.如图3所示，射线吸收机构24包括吸收驱动组件241和吸收固定组件242；吸收驱动组件241输出端与吸收固定组件242相连接，吸收固定组件242与射线吸收块相连接。
21.射线发射调整装置2在工作过程中：1）输出驱动机构21带动射线调整机构23运动至检测工位；2）通过显微镜231目镜观察试样检测部位，并且调节调整驱动组件232使得准直器233输出端与试样检测部位相对齐；3）射线发出机构22发出x射线，输出驱动机构21带动射线发射调整装置2输出端相对于试样检测位置以不同入射角发出x射线对试样进行检
测后，射线接收装置在满足布拉格定律的设定位置接收试样的衍射线完成x射线发射调整过程。
22.射线发射调整装置2解决了对x射线检测位置进行对准时，先对试样进行定位；而后手动使用定位模具末端底面与射线发出机构输出端相接触定位，并且调整准直器使之与定位模具初始端相对齐完成x射线检测位置对准过程；而定位模具本身具有一定的制造误差，使用定位模具末端底面作为定位基准定位时会产生一定的定位误差；并且调整准直器与定位模具初始端对齐时是通过人眼的尺度去调整的，而人眼的尺度相对于x射线检测尺度来说精度较低，即通过人眼调节准直器在x射线检测领域也会产生较大的观测误差；而定位模具本身产生的定位误差和人眼调节准直器产生的观测误差相叠加会造成x射线对准试样检测部位时累积误差较大，不利于x射线和试样检测部位精确对准的问题。通过设置射线调整机构23；射线调整机构23运动至检测工位后，通过显微镜231目镜观察试样检测部位，并且调节调整驱动组件232使得准直器233输出端与试样检测部位相对齐；射线发出机构22发出x射线，输出驱动机构21带动射线调整机构23相对于试样检测位置以不同入射角发出x射线对试样进行检测后，射线接收装置在满足布拉格定律的设定位置接收试样的衍射线完成x射线发射调整过程。而此种x射线和试样检测部位对准方式是通过显微镜231观测而后调节准直器233来进行定位的，其定位误差只来源于显微镜231的观测误差；并且定位过程中不需要使用定位模具，从而避免了定位模具底面作为定位基准进行定位时由于定位模具本身制造误差等原因而产生的定位误差；而显微镜231观测时是将试样检测位置放大较多倍后进行观测的，其观测误差与人眼的观测误差相比较小；即此种对准方式只产生显微镜231观测误差这样较小的误差，避免了人眼观测定位模具对准时产生定位模具本身产生的定位误差和人眼调节准直器产生的观测误差相叠加的累积误差，从而保证x射线和试样检测部位精确对准。