本发明属于x射线衍射分析仪器设备领域。
背景技术：
聚丙烯腈(pan)纤维是制造重要高科技纤维材料——碳纤维的前驱体纤维，当前碳纤维生产和科研领域均认为pan纤维的结构性能是制约碳纤维质量的瓶颈，因此严格的控制pan纤维的结构和缺陷至关重要，正因为此，对pan纤维微结构检测技术的建设与完善向来为业内人士所重视。对pan纤维微观结构检测技术尚不尽人意的问题主要是pan纤维的微观结构参量不能在生产线上实施在线检测，且检测结果反馈生产现场的调研时间规程，一般需要一天以上，而且还需浪费大量pan纤维原材料。这种情况下就难以及时发现纤维生产的质量问题，并尽快确定问题原因，制定解决办法，从而保证纤维产品质量的稳定。
技术实现要素：
本发明针对现有技术条件下无法对pan纤维的微观结构实现在生产线上实施快速在线分析检测的问题，提出了一种聚丙烯腈纤维结构x射线衍射在线快速分析装置，该装置主要包括移动平台、x射线光源1和二维ccd半导体x射线探测器3组成，所述移动平台由水平移动机构和竖直移动机构两个部分组成，水平移动机构由水平移动平台4和安装水平移动平台的水平滑轨5组成；竖直移动机构由支撑平台、竖直移动平台和升降立柱6组成，水平滑轨5安装在竖直移动平台上，水平移动平台4由安装在内部的电机驱动使其能够在水平方向移动；支撑平台底部由多个立柱支撑立于地面上；所述装置由高压电源对x射线光源1供电。
水平移动平台上设有吊臂，吊臂一端安装有x射线光源1，另一端安装有二维ccd半导体x射线探测器3，所述吊臂长度大于生产线宽度以使x射线光源1、二维ccd半导体x射线探测器3和生产线上的被测pan纤维在同一条光路中。
该装置置于两个纤维导向辊2之间，使一束纤维能够平行通过，从而保证其在运动时能准确的定位于被检测位置处。
x射线光源1采用高比功率点焦点cu靶x射线管作为x射线激发装置，激发x射线依次通过石墨晶体单色器和金属全反射准直管使x射线沿直线发射。
所述高比功率点焦点cu靶x射线管的比电功率在30瓦～50瓦范围之内；其电子束焦斑为30μm～60μm。
所述半导体ccd二维探测器需具有如下性能：接收衍射范围不大于60°；衍射角分辨率优于0.04°；接收器读数时间优于1s。
金属全反射准直管直径为50μm或100μm。
该装置用于检测分析的方法如下：
将该装置安装在pan生产线收丝机之前的任意相邻两个导向辊2之间，当pan纤维经过导向辊2时，调节升降立柱高度改变移动平台位置，使一束纤维置于x射线光路中；开启电机并通过电机调节水平移动平台移动速度，使其与pan纤维之间保持相对静止，开启x射线光源1，x射线照射于pan纤维表面发生衍射，由二维ccd半导体x射线探测器3捕捉x射线透射信号，根据所得到x射线衍射谱图进行分析，实现对其结晶度、取向度及晶粒尺寸的检测。
多次对两个导向辊2之间的pan纤维进行测试，将测试结果进行分析比对，即可分析出多根pan丝束微观结构参量的一致性。分别对一束丝的不同位置进行测试分析比对，即可分析出一束丝微观结构参量的一致性。
本发明的有益效果：
1、本x射线衍射设施采用固定式二维ccd半导体x射线探测器，取代了测角仪部件。因此不再进行扫描操作(扫描时间通常为几分钟到几十分钟)因此大幅度提高了x射线谱图的采集速度；
2、本分析设施采用高比功率的x射线强光源，同时采用二维ccd半导体x射线探测器，其接收器读数时间优于1s，这就保证对纤维束试样单次检测时间缩短10s～30s内；
3、本发明测试平台随pan纤维样品移动保持相对静止保证了测试结果的准确。
附图说明
图1本发明装置示意图。
附图标记：1、光源；2、导向辊；3、二维探测器；4、水平移动平台；5、竖直移动平台；6、升降立柱；7、控制系统。
具体实施方式
下面以具体实施例的方式对本发明
一种聚丙烯腈纤维结构x射线衍射在线快速分析装置，该装置主要包括移动平台4、x射线光源1和二维ccd半导体x射线探测器3组成，所述移动平台由水平移动机构和竖直移动机构两个部分组成，水平移动机构由水平移动平台4和安装水平移动平台的水平滑轨组成；竖直移动机构由支撑平台、竖直移动平台5和升降立柱6组成，水平滑轨安装在竖直移动平台5上，水平移动平台4由安装在内部的电机驱动使其能够在水平方向移动；支撑平台底部由多个立柱支撑立于地面上；所述装置由高压电源对x射线光源1供电。
水平移动平台上设有吊臂，吊臂一端安装有x射线光源1，另一端安装有二维ccd半导体x射线探测器3，所述吊臂长度大于生产线宽度以使x射线光源1、二维ccd半导体x射线探测器3和生产线上的被测pan纤维在同一条光路中。
该装置置于两个纤维导向辊2之间，使一束纤维能够平行通过，从而保证其在运动时能准确的定位于被检测位置处。
x射线光源1采用高比功率点焦点cu靶x射线管作为x射线激发装置，激发x射线依次通过石墨晶体单色器和金属全反射准直管使x射线沿直线发射。
高比功率点焦点cu靶x射线管的比电功率在30瓦～50瓦范围之内；其电子束焦斑为30μm～60μm。
所述半导体ccd二维探测器需具有如下性能：接收衍射范围不大于60°；衍射角分辨率优于0.04°；接收器读数时间优于1s。金属全反射准直管直径为50μm或100μm。
该装置用于检测分析的方法如下：
将该装置安装在pan生产线收丝机之前的任意相邻两个导向辊2之间，当pan纤维经过导向辊2时，通过控制系统7，调节升降立柱高度改变移动平台位置，使一束纤维置于x射线光路中；通过控制系统7，开启电机并通过电机调节水平移动平台移动速度，使其与pan纤维之间保持相对静止，开启x射线光源1，x射线照射于pan纤维表面发生衍射，由二维ccd半导体x射线探测器3捕捉x射线信号，根据所得到x射线衍射谱图进行分析，实现对其结晶度、取向度及晶粒尺寸的检测。
多次对两个导向辊2之间的pan纤维进行测试，将测试结果进行分析比对，即可分析出多根pan丝束微观结构参量的一致性。分别对一束丝的不同位置进行测试分析比对，即可分析出一束丝微观结构参量的一致性。