台式X射线衍射仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种台式X射线衍射仪，包括X射线发生器、测角仪、高压开关电源以及控制单元，其中测角仪通过其底座固定于台架上，X射线发生器固定安装于测角仪的外框上，高压开关电源设于台架底部空间内；测角仪具有样品台和探测器，二者分别接有不同的驱动装置；运动状态下探测器的射线接收部分跟随X射线的反射线旋转，测角仪的输出信号送至控制单元。本实用新型专利技术采用台式结构，解决了传统x射线衍射仪整体尺寸庞大和散热问题，并且减少了电源能耗，有利于节能减排。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种X射线衍射装置，具体的说是一种台式X射线衍射仪。
技术介绍
X射线衍射仪是利用衍射原理，精确测定物质的晶体结构，织构及应力，精确的进行物相分析、定性分析以及定量分析，广泛应用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教学以及材料生产等领域。X射线衍射仪利用X射线衍射原理研究物质内部微观结构的一种大型分析仪器， 广泛应用于各大、专院校、科研院所及厂矿企业。X射线衍射仪的主要构成部件包括4部分(1) X射线发生器，提供测量所需的X射线，改变X射线发生器阳极靶材质可改变X 射线的波长，调节阳极电压可控制X射线源的强度；(2)样品位置取向的调整机构，即测角仪系统，用于测量样品的衍射角度；(3)固体高频高压X射线电源，为X射线发生器提供直流管电压及管电流，以产生强度稳定的X射线；(4)控制单元，是X射线衍射仪的核心控制部分，通过测角仪采集的转动角度，求出样品的面间距d值，从而提示出物质内部的精细结构，并通过通讯总线(带有标准的RS485接口)与终端计算机实现数据传输。传统X射线衍射仪中使用的测角仪系统采用双蜗轮、双轴驱动，其设计尺寸大；测量半径大(185mm)；高稳定度X射线发生器的散热需要采用体积庞大的制冷装置；为高稳定度X射线源供电的电源使用的工频高压电源，其变压器尺寸体积较大。造成χ射线衍射仪整体尺寸庞大，只能在专用的实验室内使用，不能在一般环境甚至现场环境使用，给用户在常规使用和生产活动中带来诸多不便。
技术实现思路
针对现有技术中X射线衍射仪整体尺寸庞大，在常规使用和生产活动中具有诸多不便等不足之处，本技术要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、体积小的台式X射线衍射仪。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是本技术台式X射线衍射仪包括X射线发生器、测角仪、高压开关电源以及控制单元，其中测角仪通过其底座固定于台架上，X射线发生器固定安装于测角仪的外框上，高压开关电源设于台架底部空间内；测角仪具有样品台和探测器，二者分别接有不同的驱动装置；运动状态下探测器的射线接收部分跟随X射线的反射线旋转，测角仪的输出信号送至控制单元。所述测角仪包括蜗杆、蜗轮、探测器、外框、样品台以及底座，其中样品台位于蜗轮的中心部位，蜗轮设于外框里侧，外框固定安装于底座上；蜗杆与第一驱动装置相连且与蜗轮啮合；探测器安装于蜗轮上；探测器与X射线发生器对称分布于样品台两边。3所述测角仪的外框为设于蜗轮外周的圆环形。所述样品台与第二驱动装置相连，该第二驱动装置固定蜗轮上，接有控制单元的控制信号。在X射线发生器传导热量部位安装散热器，并在散热器上安装风机。所述高压开关电源采用高频高压开关电源。所述台式X射线衍射仪外部还设有防止灰尘及辐射的防护罩。本技术具有以下有益效果及优点1.本技术采用台式结构，其核心部件测角仪采用单蜗轮、单轴驱动形式，解决了传统X射线衍射仪只能在专用的实验室内使用，不能在一般环境甚至现场环境使用，给用户在常规使用和生产活动中带来诸多不便以及整体尺寸庞大问题。2.本技术在X射线发生器传导热量部位安装散热器，并在散热器上安装风机进行冷却，相对传统的X射线衍射仪，不再需要采用体积庞大的制冷装置，解决了 X射线发生器的散热问题，并达到节能减排的作用。3.本技术采用固体高频高压开关电源技术，达到不再使用庞大的工频高压电源，大大减小了整机的体积。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术侧面示图。具体实施方式下面结合说明书附图对本技术做进一步阐述。如图1所示，本技术台式X射线衍射仪包括X射线发生器、测角仪、高压开关电源1以及控制单元，其中测角仪通过其底座固定于台架10上，X射线发生器固定安装于测角仪的外框7上，高压开关电源1设于台架10底部空间内；测角仪具有样品台8及探测器 5，二者分别接有具有规定转速的驱动装置；运动状态下测角仪的射线接收部分在其驱动装置的驱动下跟随X射线的反射线旋转，测角仪的输出信号送至控制单元。测角仪是本技术的核心部件，采用单蜗轮、单轴驱动结构，包括蜗杆2、蜗轮 6、探测器5、外框7以及底座8，其中样品台8位于蜗轮6的中心部位，蜗轮6设于外框7里侧，外框7固定安装于底座上，为设于蜗轮6外周的圆环形，该蜗轮6可在外框7内转动；探测器5固定安装于蜗轮6的边部，可随蜗轮6旋转；X射线发生器固定安装于测角仪外框7 上。蜗杆2与蜗轮6啮合做为测角仪的动作部件，第一电机9 (本实施例为步进电机) 做为其驱动装置；样品台8以第二电机4(本实施例为步进电机)做为其驱动装置，该第二电机4固定在蜗轮6上，接有控制单元的控制信号；探测器5与X射线发生器对称分布于样品台8两边。在X射线发生器传导热量部位安装散热器，并在散热器上安装风机进行冷却，相对传统的X射线衍射仪，不再需要采用体积庞大的制冷装置，解决了 X射线发生器的散热问题；X射线发生器采用固体高频高压开关电源技术，达到不再使用庞大的工频高压电源，大大减小了整机的体积。为了减少台式X射线衍射仪的灰尘及对外部的辐射，保护设备及人身安全，本实施例在本技术的外部加设了防护罩。本技术的工作过程如下上电时，第一电机9和第二电机4接收控制单元的控制信号同时启动，第一电机9的输出轴带动蜗杆2转动规定角度，蜗杆2与蜗轮3啮合传动，探测器5随蜗轮6逆时针旋转2 θ角，此时如果第二电机4不启动，它和样品台8应与蜗轮6随动逆时针旋转2 θ角，但第二电机4会同时接收控制单元的控制信号，以1/2的转速相对于蜗轮6做反向旋转θ角。X射线发生器发出的X射线射到样品台8上，经样品散射后沿探测器5的轴线准确进入到探测器5中，探测器5再将样品检测信号发送至控制单元进行分析处理。权利要求1.一种台式X射线衍射仪，其特征在于包括X射线发生器、测角仪、高压开关电源⑴ 以及控制单元，其中测角仪通过其底座固定于台架(10)上，X射线发生器固定安装于测角仪的外框(7)上，高压开关电源(1)设于台架(10)底部空间内；测角仪具有样品台(8)和探测器(5)，二者分别接有不同的驱动装置；运动状态下探测器(5)的射线接收部分跟随X 射线的反射线旋转，测角仪的输出信号送至控制单元。2.按权利要求1所述的台式X射线衍射仪，其特征在于所述测角仪包括蜗杆(2)、蜗轮(6)、探测器(5)、外框(7)、样品台(8)以及底座，其中样品台(8)位于蜗轮(6)的中心部位，蜗轮(6)设于外框(7)里侧，外框(7)固定安装于底座上；蜗杆( 与第一驱动装置相连且与蜗轮(6)啮合；探测器( 安装于蜗轮(6)上；探测器( 与X射线发生器对称分布于样品台⑶两边。3.按权利要求1所述的台式X射线衍射仪，其特征在于所述测角仪的外框(7)为设于蜗轮(6)外周的圆环形。4.按权利要求1所述的台式X射线衍射仪，其特征在于所述样品台(8)与第二驱动装置相连，该第二驱动装置固定蜗轮(6)上，接有控制单元的控制信号。5.按权利要求1所述的台式X射线衍射仪，其特征在于在X射线发生器传导热量部位安装散热器，并在散热器上安装风机。6.按权利要求1所述的台式X射线衍射仪，其特征在于所述高压开关电源(1)采用高频高压开关电源。7.按权利要求1所述的台式X射线衍射仪，其特征在于所述台式X射线衍射仪外部还设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张所峰，张国浩，刘川，贾界东，王莹，杨文利，
申请(专利权)人：丹东通达科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：