一种多功能X射线实验平台和设备

本发明涉及x射线分析设备，具体涉及一种多功能x射线实验平台和设备。

背景技术：

1、x射线分析技术作为物质微观结构探测的重要技术手段，目前在分析领域应用十分广泛。在各级实验室里，均配备不同型号的x射线分析设备，用来分析材料的微观原子排列和结构，以及化学含量和环境。

2、目前实验室级别x射线分析设备已经有大量成熟的商业化产品，但是这些商业产品大多为优化单一常规测量功能所设计，缺少测量的灵活性和拓展性，也会加大实验室的建设投入。随着高亮度液态金属x射线源的出现，x射线亮度达到可与第二代同步辐射相比较的程度，在测量效率极大提升的前提下，实验室级别x射线测量设备设计理念也需要随之提升。

3、对于x射线分析实验来说，不同实验之间x射线源与探测器是可以共用的设备，不同x射线分析实验主要是样品台运动或者是探测信息的不同，因此可以设计一种共用同一套x射线源和探测器同时可以切换多个样品台的多功能x射线实验平台，充分发挥新x射线源的高效优势，大大降低实验室建设投入和维护成本。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种多功能x射线实验平台和设备，将多种单一功能的设备集成于一套设备中，大大降低实验室建设投入和维护成本。

2、为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种多功能x射线实验平台，其包括支撑机构、转盘、多个检测装置、旋转机构、定位顶升装置和探测机构，所述转盘设置在所述支撑机构的顶部，所述多个检测装置安装在所述转盘上，所述旋转机构安装在所述支撑机构上，并驱动所述转盘转转动，以切换转盘上的检测装置；所述定位顶升装置安装在所述支撑机构上，并将切换后的所述检测装置顶起至x射线所在的工作平面；所述探测机构安装在所述支撑机构的一侧。

3、在本发明一示例中，所述多个检测装置包括三圆衍射仪、第一开放性平台和第二开放性平台，所述第一开放性平台和所述第二开放性平台可提供基本旋转并预留空间用于实现实验条件的定制。

4、在本发明一示例中，所述旋转机构包括基座、驱动电机和减速机，所述基座固定安装在所述支撑机构上，所述转盘转动安装在所述基座内，所述减速机安装在所述基座上，所述驱动电机安装在所述减速机的一侧，且所述驱动电机的输出轴通过联轴器与所述减速机的输入轴连接，所述驱动电机通过所述减速机驱动所述转盘转动。

5、在本发明一示例中，所述转盘上设有多个工位台，所述多个检测装置一一对应安装在所述多个工位台上。

6、在本发明一示例中，所述工位台包括工位台框架、第一调节装置和第二调节装置，所述检测装置通过所述第一调节装置和所述第二调节装置安装在所述工位台框架内，并调节其在所述工位台框架内的位置。

7、在本发明一示例中，所述工位台通过升降组件安装在所述转盘上，所述升降组件卡装在所述转盘上，所述工位台的底部与所述升降组件固定连接，所述升降组件在所述定位顶升装置的作用下带动所述工位台沿垂直于所述转盘工作面的方向移动。

8、在本发明一示例中，所述定位顶升装置包括顶升基座、顶升支撑组件、升降板、直线驱动组件及光栅尺，所述顶升基座固定安装在所述支撑机构上，所述顶升支撑组件安装在所述顶升基座上，所述升降板安装在所述顶升支撑组件的顶部，并在所述直线驱动组件的驱动下作直线运动，所述光栅尺沿所述升降板的运动方向安装在所述顶升基座和所述顶升支撑组件上。

9、在本发明一示例中，所述升降组件的底部设有定位孔，所述顶升支撑板上设有与所述定位孔配合的定位柱。

10、在本发明一示例中，所述探测机构包括摇臂底座、配重块、摇臂架、摇臂电机和探测器，所述摇臂底座固定安装在所述支撑机构上，所述配重块安装在所述摇臂底座的一侧，所述摇臂电机和所述摇臂架安装在所述摇臂底座的另一侧，所述探测器安装在所述摇臂架背离所述底座的一端。

11、在本发明一示例中，所述探测机构还包括限位装置，所述限位装置安装在所述摇臂架的底部，用于限制所述摇臂架在-5°至150°的角度范围内旋转。

12、在本发明一示例中，所述多功能x射线实验平台还包括可编程序控制器(programmable logic controller，plc)，所述旋转机构、所述定位顶升装置及所述探测机构分别与所述可编程序控制器电连接。

13、在本发明一示例中，所述可编程序控制器将所述转盘的运动、所述探测机构的运动及所述定位顶升装置的运动进行连锁。

14、本发明另一方面提供一种多功能x射线检测设备，其包括x射线源和本发明的多功能x射线实验平台，所述多功能x射线实验平台设置在所述x射线源的一侧。

15、本发明的多功能x射线实验平台，将多种不同功能的x射线检测装置集成在转盘上，并利用转盘的转动切换检测装置，实现多种x射线检测装置共用同一一套x射线源和探测器，大大降低实验室建设投入和维护成本。另，转盘切换与定位顶升装置相互配合，在工作状态可以使各个检测装置的中心位置处于x射线与探测圆的交点上，提高检测精度。

技术特征：

1.一种多功能x射线实验平台，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多功能x射线实验平台，其特征在于，所述多个检测装置包括三圆衍射仪、第一开放性平台和第二开放性平台，所述第一开放性平台和所述第二开放性平台可提供基本{φ，χ}旋转并预留空间用于实现实验条件的定制。

3.根据权利要求1所述的多功能x射线实验平台，其特征在于，所述旋转机构包括基座、驱动电机和减速机，所述基座固定安装在所述支撑机构上，所述转盘转动安装在所述基座内，所述减速机安装在所述基座上，所述驱动电机安装在所述减速机的一侧，且所述驱动电机的输出轴通过联轴器与所述减速机的输入轴连接，所述驱动电机通过所述减速机驱动所述转盘转动。

4.根据权利要求1所述的多功能x射线实验平台，其特征在于，所述转盘上设有多个工位台，所述多个检测装置一一对应安装在所述多个工位台上。

5.根据权利要求4所述的多功能x射线实验平台，其特征在于，所述工位台包括工位台框架、第一调节装置和第二调节装置，所述检测装置通过所述第一调节装置和所述第二调节装置安装在所述工位台框架内，并调节其在所述工位台框架内的位置。

6.根据权利要求4所述的多功能x射线实验平台，其特征在于，所述工位台通过升降组件安装在所述转盘上，所述升降组件卡装在所述转盘上，所述工位台的底部与所述升降组件固定连接，所述升降组件在所述定位顶升装置的作用下带动所述工位台沿垂直于所述转盘工作面的方向移动。

7.根据权利要求6所述的多功能x射线实验平台，其特征在于，所述定位顶升装置包括顶升基座、顶升支撑组件、升降板、直线驱动组件及光栅尺，所述顶升基座固定安装在所述支撑机构上，所述顶升支撑组件安装在所述顶升基座上，所述升降板安装在所述顶升支撑组件的顶部，并在所述直线驱动组件的驱动下作直线运动，所述光栅尺沿所述升降板的运动方向安装在所述顶升基座和所述顶升支撑组件上。

8.根据权利要求7所述的多功能x射线实验平台，其特征在于，所述升降组件的底部设有定位孔，所述升降板上设有与所述定位孔配合的定位柱。

9.根据权利要求1所述的多功能x射线实验平台，其特征在于，所述探测机构包括摇臂底座、配重块、摇臂架、摇臂电机和探测器，所述摇臂底座固定安装在所述支撑机构上，所述配重块安装在所述摇臂底座的一侧，所述摇臂电机和所述摇臂架安装在所述摇臂底座的另一侧，所述探测器安装在所述摇臂架背离所述底座的一端。

10.根据权利要求9所述的多功能x射线实验平台，其特征在于，所述探测机构还包括限位装置，所述限位装置安装在所述摇臂架的底部，用于限制所述摇臂架在-5°至150°的角度范围内旋转。

11.根据权利要求1所述的多功能x射线实验平台，其特征在于，所述多功能x射线实验平台还包括可编程序控制器，所述旋转机构、所述定位顶升装置及所述探测机构分别与所述可编程序控制器电连接。

12.根据权利要求11所述的多功能x射线实验平台，其特征在于，所述可编程序控制器将所述转盘的运动、所述探测机构的运动及所述定位顶升装置的运动进行连锁。

13.一种多功能x射线分析设备，其特征在于，包括x射线源和权利要求1至12任一项所述的多功能x射线实验平台，所述多功能x射线实验平台设置在所述x射线源的一侧。

技术总结
本发明提供一种多功能X射线实验平台和设备，具体涉及X射线分析设备技术领域。所述多功能X射线实验平台包括支撑机构、转盘、旋转机构、定位顶升装置和探测机构，所述转盘设置在所述支撑机构的顶部，所述转盘上设置有多个检测装置，所述旋转机构安装在所述支撑机构上，并驱动所述转盘转动，以切换转盘上的检测装置；所述定位顶升装置安装在所述支撑机构上，并将切换后的所述检测装置顶起至X射线所在的工作平面；所述探测机构安装在所述支撑机构的一侧。本发明将多种单一功能的设备集成于一套设备中，大大降低实验室建设投入和维护成本。

技术研发人员：柳学榕,刘俊
受保护的技术使用者：上海科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13