如图2所示，包括波长转换涂层8，衍射线输入端口 5，光纤束6，信号输出端口 7和接收端口 9，其中转换涂层8将经过粉晶样品4衍射的X射线转换为特定波长的可见光；衍射线输入端口 5用于导入可见光；光纤束6米用直径25 μπι左右的传导光纤，可将衍射线输入端口 5的可见光传送至信号输出端口 7，其结构如图10所示；信号输出端口 7用于将光纤束6传导的光纤信号传递至接收端9 ;接收端9用于高速采集光纤信号并将光纤信号实时转变为数字信号，实现X射线衍射信息位置和强度的同步转化，最终获取X射线的实时衍射图谱。
[0028]衍射线输入端口 5的外侧具有与X射线衍射聚焦圆2相匹配的凹圆弧面，内侧与柔性传导光纤束6的光纤入射端连接。衍射线输入端口 5上具有沿竖直方向设置的第一光纤接口，第一光纤接口为贯穿衍射线输入端口 5厚度方向的精密狭缝，传导光纤束6的光纤入射端就安装在第一光纤接口内，并且传导光纤束6的每根光纤入射端按预定规律紧密有序排列在凹圆弧面上，且每根光纤入射端的端面与波长转换涂层8无间距耦合。具体地是将传导光纤束6中的每根光纤入射端按预定规律并沿聚焦圆2半径延长方向紧密有序地依次排列在凹圆弧面上，使传导光纤束6中的光纤在衍射线输入端口 5呈扇形排布(见图4、图5和图6)。
[0029]传导光纤束6的光纤出射端与信号输出端口 7连接，信号输出端口 7的外侧平面与接收端口 9配合连接。信号输出端口 7上具有沿竖直方向设置的第二光纤接口，第二光纤接口为贯穿信号输出端口 7厚度方向的精密狭缝，该精密狭缝用来安装固定传导光纤束6的光纤出射端，传导光纤束6的每根光纤出射端对应其入射端的相对位置安装在精密狭缝中，使传导光纤束6中的光纤在信号输出端口 7呈线性依次平行排列，并且每根光纤的出射端与接收端口 9无间距耦合(见图7、图8和图9)。这样，光纤束6中的每根传导光纤在衍射线输入端口 5沿凹圆弧面紧密有序地排列，然后依次固定在聚焦圆半径方向的延长线上，最后在信号输出端口7上将光纤束6中的每根光纤按对应关系重新进行线性排列，即传导光纤束6的每根光纤出射端按与入射端相同的规律紧密有序排列，使得每根光纤的相对位置在信号输出端口 7与衍射线输入端口 5—一对应，按照入射顺序排列出射，最终被接收端9接收。
[0030]另外，凹圆弧面上附着有波长转换涂层8，波长转换涂层8的材质为钨酸铝、锗酸铋、氟化钡、硅酸镥中的至少一种，上述材料的颗粒细小，单个颗粒的直径远小于单根光纤的直径，多个颗粒发出的特定波长可见光可以同时进入单根光纤，保证了特定波长可见光的接收传导效率，并且提高了后期信号处理的信噪比。生产时可将发光材料以薄层形式涂布于衍射线输入端口 5的凹圆弧面的外侧，形成转换涂层8。
[0031]工作时，如图3所示，特征X射线光源1、粉晶样品4和本实施例的弧形探测器分别置于聚焦圆2的相应位置，特征X射线光源I发出的X射线经粉晶样品4后发生衍射，衍射后的X射线被衍射线输入端口 5凹圆弧面上的转换涂层8接收并转换变为特定波长的可见光，特定波长的可见光进入衍射线输入端口 5的传导光纤中，然后经传导光纤传递至信号输出端口 7，信号输出端口 7出射的线性阵列光纤信号被接收端口 9接收，导向可见光CCD，最终将光信号实时转变为数字信号，获取X射线的实时衍射图谱。
[0032]本实施例X射线衍射信息的实时弧形探测器体积小，重量轻，易于安装。由于没有常规测角仪的转动部件，实现了免维护，降低了成本，而且采用非扫描方式工作，测量速度快(单次测量时间为毫秒级)，实现了 X射线衍射图谱的实时检测。光纤束6采用直径25 μ m的传导光纤，加工后在半径为10mm的衍射圆上可实现角度分辨率0.01°，并且对衍射信息读取和转换时间为毫秒级，能够完全满足物相分析及原位分析的要求。
[0033]除上述实施例，本实用新型还可有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【主权项】
1.一种X射线衍射信息的实时弧形探测器，其特征在于:包括衍射线输入端口、光纤束、信号输出端口和接收端口，所述衍射线输入端口的外侧具有附着波长转换涂层的凹圆弧面，所述凹圆弧面与X射线衍射的聚焦圆相匹配，所述衍射线输入端口的内侧安装光纤束，所述光纤束的光纤入射端按预定规律有序排列在凹圆弧面上，所述光纤束中的每根光纤入射端的端面与波长转换涂层无间距耦合；所述光纤束的光纤出射端与信号输出端口连接，并且所述光纤束中的每根光纤出射端按与入射端相同的规律有序排列，所述信号输出端口与接收端口配合连接。
2.根据权利要求1所述X射线衍射信息的实时弧形探测器，其特征在于:所述衍射线输入端口具有沿竖直方向设置的第一光纤接口，所述光纤束的光纤入射端安装在第一光纤接口内，将所述光纤束中的每根光纤按预定规律有序排列在凹圆弧面上，并依次固定在聚焦圆半径方向的延长线上。
3.根据权利要求1所述X射线衍射信息的实时弧形探测器，其特征在于:所述信号输出端口具有沿竖直方向设置的第二光纤接口，所述光纤束的光纤出射端安装在第二光纤接口内，并且所述每根光纤的出射端对应其入射端有序排列在信号输出端口的外侧平面上，使所述光纤束中的光纤在信号输出端口呈线性排列。
4.根据权利要求2所述X射线衍射信息的实时弧形探测器，其特征在于:所述第一光纤接口为贯穿衍射线输入端口厚度方向的精密狭缝。
5.根据权利要求3所述X射线衍射信息的实时弧形探测器，其特征在于:所述第二光纤接口为贯穿信号输出端口厚度方向的精密狭缝。
6.根据权利要求1所述X射线衍射信息的实时弧形探测器，其特征在于:所述接收端采用可见光电荷耦合器件。
【专利摘要】本实用新型涉及一种X射线衍射信息的实时弧形探测器，包括衍射线输入端口、光纤束、信号输出端口和接收端口，衍射线输入端口的外侧具有附着波长转换涂层的凹圆弧面，凹圆弧面与X射线衍射的聚焦圆相匹配，衍射线输入端口的内侧安装光纤束，光纤束的光纤入射端按预定规律有序排列在凹圆弧面上，光纤束中的每根光纤入射端的端面与波长转换涂层无间距耦合，光纤束的光纤出射端与信号输出端口连接，光纤束中的每根光纤出射端按与入射端相同的规律有序排列，信号输出端口与接收端口配合连接。本实用新型体积小，重量轻，无常规测角仪的转动部件，实现了免维护，降低了成本，由于采用非扫描方式工作，速度快，实现了X射线衍射图谱的实时检测。
【IPC分类】G01N23-207
【公开号】CN204613131
【申请号】CN201520154409
【发明人】黄俊杰, 杨彬, 殷靓, 陈春霞
【申请人】中国地质调查局南京地质调查中心
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年3月18日