专利名称：侧倾固定ψ法为主的微机控制应力测定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无损探测仪器，是一种利用X射线衍射原理无损测量材料应力的仪器。
无损探测仪器品种较多，但是X射线应力测定仪器品种较少，1996年5月15日，中国专利公报上公开了一种“轻巧便携适于现场测量的X射线应力测定仪”，申请号为94245227.5，该仪器由X射线管、控测器、基体、2θ传动系统、ψ传动系统和三脚支架构成。该仪器有两套运动机构，一套用于带动X射线管，以改变X射线入射方向，另一套用于带动X射线探测器的2θ扫描，而这两套运动机构被平行地安装在同一个基体上，这种结构注定，仪器的测量方法是以同倾固定ψ0法为主的，这种仪器有以下缺点一是ψ角不直观，要实施侧倾固定ψ法则必须增设第三套运动机构；二是传动系统采用齿轮一齿形带和蜗杆一扇形蜗轮传动，结构复杂，加工困难；三是燕尾槽式导轨，滑动运动，运动阻力大，电机功率大。
本实用新型的目的是提供一种侧倾固定ψ法为主的微机控制应力测定仪，以解决现有技术ψ角不直观，要实施侧倾固定ψ法必须增设第三套运动机构，传动系统结构复杂，加工困难，滑动运动阻力大，电机功率大等问题。
本实用新型的目的是这样实现的该仪器是由开关电源、微电脑、测量头和三脚支架构成。测量头的2θ圆弧滚动导轨上滚动配合有两个滑块，两滑块分别固定在钢带上，由电机、蜗杆、蜗轮、轮鼓带动，两个滑块同时作等距相向或相反运动，2θ圆弧滚动导轨和电机、蜗轮、蜗杆分别固定在2θ基体上，两个滑块上分别安装有X射线管组件和X射线探测器；在ψ圆弧滚动导轨上滚动配合有一个滑块，滑块由电机、蜗杆、蜗轮、轮鼓、钢带带动，沿ψ圆弧滚动导轨作往返运动，圆弧滚动导轨和蜗杆、蜗轮、电机分别固定在ψ基体上，在滑块上固有弯板，弯板与2θ基体轴连接，2θ导轨可绕轴旋转0-90°角，既可使两圆弧滚动导轨平面相互垂直，又可使二者相互平行；三脚支架的横梁上固有直线滚动导轨，配合有三维平移机构，三维平移机构由连接块与ψ基体及整个测量头连接固定在一起。
三维平移机构包括X、Y、Z三向平移机构，X向平移机构是由直线滚动导轨、滑块、丝杠、丝母组成，丝母固定在滑块上，滚动导轨固定在横梁上，滑块在丝杠作用下沿滚动导轨往返平移；Y向、Z向平移机构均由丝杠、圆柱导杆、圆筒导轨组成，X向平移机构的滑块与Y向平移机构的圆筒导轨连为一体，Y向平移机构的圆柱导杆与Z向平移机构的圆筒导轨连为一体，Z向平移机构的圆柱导杆与连接块连为一体。
钢带有并列两条，其一端固定在轮鼓上，并正、反绕在轮鼓上，一条钢带绕过导向轮连接右滑块，再绕过另一导向轮反过来固定在左滑块上，另一条钢带绕过导向轮，越过右滑块固定在左滑块上。
该实用新型与现有技术相比具有以下优点(1)用一套运动机构带动X射线管组件和X射线探测器，使两者同时作等距相向或相反运动，结构简单，十分理想地实现应力测定固定ψ法的要领；(2)2θ扫描与ψ运动相互独立，简洁而准确地体现衍射原理，注定仪器的测量方法为侧倾固定ψ法，需要时还可转为同倾固定ψ法；(3)利用钢带传动较齿轮-齿形带和蜗杆-扇形蜗轮传动，传动精度高，加工成本低；(4)采用滚动导轨，较燕尾导轨阻力小，需电机功率小，而且传动精度高；(5)该以侧倾固定ψ法为主的应力测定仪，吸收因子恒等于1，即无论衍射蜂是否漫散，它的背底都不会倾斜，峰形基本对称，而且峰形及强度不随ψ角的改变而变化，测量范围大，测量精度高；(6)采用微电脑Windows环境，可视化程序，操作简便，测定速度快，计数率和可靠性高。
以下结合附图作进一步说明
图1侧倾固定ψ法为主的微机控制应力测定仪结构示意图；图2侧倾固定ψ法为主的微机控制应力测定仪右视图；图3电原理方框图图1-2中测量头包括2θ传动系统、ψ传动系统、基体(12)、(20)、X射线管组件(19)、X射线探测器(18)和弯板(11)；2θ传动系统是由圆弧滚动导轨(17)、左右滑块(16)、钢带(15)、电机(14)、蜗杆蜗轮(32)、轮鼓(13)组成。导轨(17)两侧面上均设有1-2道滚槽，滑块(16)有两个，均设有与导轨(17)相对应的滚槽，每个滚槽内有可以循环滚动的滚珠，两滑块(16)上分别固有X射线管组件(19)、X射线探测器(18)；钢带(15)有并列两条，其一端均固定在轮鼓(13)上，正、反绕过轮鼓(13)，一条绕过导向轮连接右滑块，再绕过另一导向轮反过来固定在左滑块上，另一条钢带绕过导向轮，越过右滑块，固定在左滑块(16)上，靠压带轮(27)压紧。两滑块(16)靠钢带(15)、轮鼓(13)、蜗杆蜗轮(32)、步进电机(14)带动，沿2θ圆弧滚动导轨同时作等距相向或相反滚动运动，导轨(17)和蜗杆蜗轮(32)、电机(14)固定在2θ基体(12)上；ψ传动系统是由圆弧滚动导轨(21)、滑块(10)、钢带(25)、轮鼓(26)、蜗杆蜗轮(22)和电机(23)组成，导轨和滑块上对应设有2-4道滚槽，每条滚槽内有可以循环滚动的滚珠，滑块(10)上固有弯板(11)，钢带(25)有并列两条，其一端固定在轮鼓(26)上，正反绕过轮鼓，一条绕过导向轮(24)固定在滑块(10)上，另一条绕过另一导向轮固定在滑块(10)上，靠压带轮(27)压紧，由蜗杆蜗轮(22)、步进电机(23)带动，沿导轨(21)作往返滚动运动，导轨(21)和蜗杆蜗轮(22)、电机(23)分别固定在ψ基体(20)上，ψ基体(20)与弯板(11)轴连接，导轨(17)可绕轴旋转0-90°角，到位后靠螺钉固定。
三脚支架(2)是由三条立柱螺栓(1)、两根横梁(31)及固定螺母组成，一根横梁(31)上同有直线滚动导轨(29)，上面滚动配合有滑块(30)，滑块(30)在丝杠(28)作用下沿导轨(29)在X向作往返滚动平移，Z向、Y向平移机构由丝杠(6)、(3)，圆柱导杆(8)、(5)，圆筒导轨(7)、(4)组成，X向的平移机构滑块(30)与Y向圆筒导轨(4)连为一体，Y向平移机构的圆柱导杆(5)与Z向圆筒导轨(7)连为一体，Z向平移机构的圆柱导杆(8)与连接块(9)连为一体。
图3中开关电源(33)采用35KV 10mA开关电源，其高压部分接X射线管件(19)，供35KV用电，接探测器(18)供1500V用电，低压部分接步进电机(14)、(23)供24V用电，接接近开关控制系统用电，微电脑(34)采用PC微电脑Windows环境，可视化程序，输入端接探测器(18)，采集信号，输出端接步进电机(14)、(23)，控制运动和测量全过程，测量结果由PC微电脑显示并可打印。
权利要求1.一种侧倾固定ψ法为主的微机控制应力测定仪，是由开关电源(33)、微电脑(34)、测量头和三脚支架(2)构成，其特征在于测量头的2θ圆弧滚动导轨(17)上，滚动配合有左右滑块(16)，两滑块分别固定在钢带(15)上，由电机(14)、蜗杆蜗轮(32)、轮鼓(13)带动，左右滑块同时作等距相向或相反运动，20圆弧滚动导轨(17)和电机、蜗轮蜗杆分别固定在2θ基体(12)上，两滑块上分别安装有X射线管组件(19)、X射线探测器(18)；在ψ圆弧滚动导轨(21)上滚动配合有滑块(10)，滑块(10)由电机(23)、蜗杆蜗轮(22)、轮鼓(26)、钢带(25)带动，沿圆弧滚动导轨(21)作往返运动，导轨(21)和蜗杆蜗轮(22)、电机(23)分别固定在ψ基体(20)上，滑块(10)上固有弯板(11)，弯板(11)与2θ基体(12)轴连接，2θ导轨(17)可绕轴旋转0-90°角，使两圆弧滚动导轨平行；三脚支架(2)的横梁(31)上固有直线滚动导轨(29)，配合有三维平移机构，三维平移机构由连接块(9)与ψ基体(20)及整个测量头连为一体。
2.根据权利要求1所述的应力测定仪，其特征在于三维平移机构包括X、Y、Z三向平移机构，X向平移机构是由直线滚动导轨(29)、滑块(30)、丝杠(28)、丝母组成，丝母固定在滑块(30)上，滚动导轨固定在横梁(31)上，滑块(30)在丝杠(28)的作用下沿导轨(29)往返平移，Y向、Z向平移机构均由丝杠(3)、(6)、圆柱导杆(5)、(8)、圆筒导轨(4)、(7)组成，X向平移机构的滑块(30)与Y向平移机构的圆筒导轨(4)连为一体，Y向平移机构的圆柱导杆(5)与Z向平移机构的圆筒导轨(7)连为一体，Z向平移机构的圆柱导杆(8)与连接块(9)连为一体。
3.根据权利要求1所述的应力测定仪，其特征在于钢带(15)有并列两条，其一端固定在轮鼓(13)上，并正、反绕在轮鼓上，一条钢带绕过导向轮连接右滑块(16)，再绕过另一导向轮反过来固定在左滑块(16)上，另一条钢带绕过导向轮越过右滑块(16)固定在左滑块(16)上。
专利摘要一种侧倾固定ψ法为主的微机控制应力测定仪,其特点是2θ导轨上滚动配合有固定X射线管和探测器的两滑块,靠钢带、轮鼓、电机带动,同时作等距相向或相反运动;ψ导轨上滚动配合有固定弯板的滑块,由钢带、轮鼓、电机带动作往返运动,弯板与2θ导轨基体轴连接,2θ导轨可绕轴转动,构成侧倾固定ψ法的条件;三脚支架横梁上有滚动导轨和三维平移机构。该仪器结构简洁,实现了理想的测量方法,功能多精度高,适于室内及现场测量。
文档编号G01L1/25GK2347151SQ9824437
公开日1999年11月3日 申请日期1998年9月30日 优先权日1998年9月30日
发明者李邯保, 吕克茂, 贞宇亮, 戴玲, 杜淑敏 申请人:邯郸高新技术发展总公司爱斯特研究所