具有转台的劳厄测量系统及其操作方法与流程

本总体上涉及x射线衍射的方法和系统，更特别的是涉及一种通过劳厄(laue)测量来测量涡轮机叶片的晶向的方法和系统。

背景技术：

1、劳厄衍射法被用来测量晶向。劳厄仪器与传统粉末衍射仪的一个区别是，其使用多色辐射(例如韧致辐射(bremsstrahlung radiation))而不是单色光束。有两种方法可以利用劳厄图像进行x射线衍射。在透射型劳厄系统中，胶片或x射线探测器被放置在晶体后面，以记录传输穿过晶体的x射线束。在背反射劳厄系统中，这里一般也被称为“背反射劳厄系统”，实际的胶片或x射线检测器被放置在x射线源和晶体之间。因此，向背向衍射的x射线束被记录下来。背反射劳厄系统的x射线源/晶体/检测器的装置通常也提供了相对于透射劳厄系统的紧凑尺寸。

2、劳厄测量可以在单晶涡轮机部件(如涡轮叶片，或涡轮片(vanes))和用于航空发动机和燃气动力发动机的外壳部件上进行，以测量晶向。近年来，对低维护成本、轻量化和减少燃料消耗的需求越来越大。因此，发动机制造商开始用单晶涡轮机部件取代大部分多晶和定向凝固涡轮机部件。所有这些单晶涡轮机部件和其他单晶部件都需要逐一检查。更具体地说，单晶的方向必须在它们从模具中出来时进行测量。

3、在现有的劳厄系统中，每个涡轮机部件都被单独放置在可以接受x射线的外壳内，并进行测试。这导致了测量时间和成本的增加。迄今为止使用的替代解决方案包括使用能够自动抓取涡轮机部件的机械臂。然而，要测试的部件的几何形状相对复杂，会给机器人手臂和抓手的设计带来挑战。此外，机器人手臂的成本往往太高。

4、在涡轮机部件和其它晶体部件的晶向的劳厄测量领域仍然存在许多挑战。

技术实现思路

1、在本说明的一个方面，提供了一种用于连续测量多个晶体样品的晶向的x射线衍射装置。该装置包括：

2、外壳，其屏蔽x射线辐射；

3、设置在外壳内的样品台，其包括：

4、转台，其包括至少一个托盘，所述至少一个托盘用于将每个在其上的晶体样品放置在相应的测量位置上，以获得测量位置的集合；

5、限定平面的转台支撑平台，转台被支撑在该平台上；以及

6、电动的转台移动系统，其用于远程使转台沿平行于平面的第一轴线线性移动、沿垂直于平面的第二轴线线性移动，以及围绕第二轴线旋转；

7、设置在外壳内的x射线组件，其包括：

8、产生x射线辐射的x射线源和与x射线源相连的准直器，从而产生准直的x射线束，准直的x射线束被引导至转台；

9、检测器组件，其用于检测和捕获从放置在转台上的晶体样品中衍射出的x射线辐射；

10、x射线组件支撑平台，x射线源、准直器和x射线检测器组件被支撑在其上；以及

11、电动的x射线组件移动系统，其用于使支撑平台沿第三轴线线性移动，第三轴线与平面平行，与第一轴线不平行；

12、其中，对于每个晶体样品，驱动电动的转台移动系统和电动的x射线组件移动系统中的至少一个，使准直的x射线束对准相应的测量位置，并测量晶体样品的晶向。

13、在一些实施例中，在测量所有晶体样品的晶向的整个过程中，测量位置的集合是不变的。

14、在一些实施例中，样品台能够在外壳内可移动地定位。

15、在一些实施例中，样品台能够通过提供在外壳表面的轨道系统能够移动地滑入外壳。

16、在一些实施例中，外壳包括门，当x射线源发射x射线辐射时，该门被关闭。

17、在一些实施例中，当电动的x射线组件移动系统和电动的转台移动系统中的至少一个处于活动状态时，门是关闭的。

18、在一些实施例中，转台包括多个沿第二轴线一个接一个平行设置的层，每个层都配置为至少一个晶体样品放置在其上。

19、在一些实施例中，多个层包括至少三个层。

20、在一些实施例中，转台的至少一个托盘能够从转台上移开。

21、在一些实施例中，电动的转台移动系统包括电动的线性滑道，用于使转台沿第一轴线线性移动。

22、在一些实施例中，电动的转台移动系统包括电动的线性滑道，用于使转台沿第二轴线线性移动。

23、在一些实施例中，电动的转台移动系统包括电动的齿轮组件，用于使转台围绕第二轴线能够旋转地移动。

24、在一些实施例中，该装置进一步包括手动的转台移动系统，用于手动使转台平行于平面移动，沿垂直于平面的第二轴线线性移动，以及围绕第二轴线旋转。

25、在一些实施例中，第一轴线和第三轴线基本上是垂直的。

26、在一些实施例中，使用定位指针或定位激光器获得测量位置的集合。

27、在一些实施例中，该装置进一步包括标记器，用于在测量后根据预定的条件对一些晶体样品进行标记。

28、在一些实施例中，x射线辐射是多色x射线辐射。

29、在一些实施例中，该装置是劳厄装置。

30、在一些实施例中，劳厄装置配置为侧向反射配置。

31、在一些实施例中，侧向反射配置是60°侧向反射配置或90°侧向反射配置。

32、在一些实施例中，晶体样品是单晶体或多畴晶体。

33、在一些实施例中，晶体样品是晶体涡轮叶片。

34、在本描述的另一个方面，提供了一种自动测量多个晶体样品的晶向的方法。该方法包括：

35、将每个晶体样品放置在转台的至少一个托盘上的相应的测量位置，转台由限定平面的转台支撑平台支撑；

36、记录放置在转台上的每个晶体样品的相应测量位置，从而获得记录的测量位置的集合；

37、从x射线源产生x射线辐射，并将x射线辐射准直为准直的x射线束；

38、对于放置在转台上的多个晶体样品中的每一个，在获得记录的测量位置的集合后：

39、改变x射线源、x射线检测器和/或转台的位置，使准直的x射线束对准相应的记录的测量位置；以及

40、在相应的记录的测量位置测量晶体样品的晶向。

41、其中改变x射线源、x射线检测器和/或转台的位置，使准直的x射线束对准相应的记录的测量位置包括以下至少一个：

42、远程使转台沿平行于平面的第一轴线线性移动；

43、远程使转台沿垂直于平面的第二轴线线性移动；

44、远程使转台围绕第二轴线能够旋转地移动；以及

45、远程使x射线源和x射线检测器沿第三轴线移动，第三轴线与平面平行，与第一轴线不平行。

46、在一些实施例中，在测量所有晶体样品的晶向的整个过程中，记录的测量位置的集合是不变的。

47、在一些实施例中，将每个晶体样品布置到转台上包括在屏蔽x射线辐射的外壳外将晶体样品手动布置到转台上，并在晶体样品放置在转台上后将转台放至外壳内。

48、在一些实施例中，该方法进一步包括在将具有晶体样品在其上的转台置于外壳内后关闭外壳门。

49、在一些实施例中，在对每个晶体样品进行移动和测量的整个步骤中，外壳门保持关闭。

50、在一些实施例中，第一轴线和第三轴线基本上是垂直的。

51、在一些实施例中，使用定位指针或定位激光器记录相应的测量位置。

52、在一些实施例中，转台包括沿第二轴线彼此安装在顶部的多个托盘，每个托盘配置为至少一个晶体样品布置在其上。

53、在一些实施例中，该方法进一步包括在测量后根据预定的条件对一些晶体样品进行标记。

54、在一些实施例中，x射线辐射是多色x射线辐射。

55、在一些实施例中，通过劳厄衍射法测量晶体样品的晶向。

56、在一些实施例中，晶体样品是单晶体或多畴晶体。

57、在一些实施例中，晶体样品是晶体涡轮叶片。