本发明专利技术公开了一种用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置。该装置在温度炉内装载了固定在导轨两端的带夹头的活动滑块和与力传感器相连的带夹头的固定滑块之间的样品，在计算机控制的伺服电机带动下对样品实现可控的往复拉伸运动，并通过温度控制柜控制温度炉内温度。温度炉固定在底座上，底座装卡在小角中子散射谱仪的工作平台上。中子透过位于温度炉中心的中子束入射窗口后，与样品作用得到散射信号并被小角中子散射谱仪的探测器接收。该装置实现了与小角中子散射原位联用的样品结构演化的时间分辨测试，具有安装简易、容易拆卸、时间同步、位移精确、自动化、节省人力等优点，适用于小角中子散射研究中材料在外力条件下演化规律的时间分辨测试。
【技术实现步骤摘要】
一种用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置
本专利技术属于中子散射原位自动化测量
，具体涉及一种用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置。
技术介绍
在软物质（高分子，生物大分子，凝胶等）等材料的研究中，小角中子散射方法在氘代标记和衬度变化上有独一无二的优势。利用中子对于氢，氘同位素的区分能力，可以利用同位素替换来增强或者改变衬度，而不改变体系的化学组成。这使得小角中子散射方法成为软物质材料中结构解析、动力学，流变机理等研究必不可少的手段。然而中子散射的时间分辨一直以来受到束流强度的制约。利用中子的时间信息，以及样品加载条件和中子散射数据采集的同步且周期性重复，可以实现样品的时间分辨测试，为分子链构象的外场相应研究提供新的思路。目前，国内中子散（衍）射技术处于起步阶段，尚未发现有公司针对中子散（衍）射谱仪设计研发此类同时具备温度控制和拉伸控制的配套时间分辨拉伸装置。而X射线不适合研究单个分子链构象问题，也尚未发现有基于同步辐射光源和商用光源的类似探索。国际上部分小角中子散射平台上的剪切流变装置已经能够实现控温条件下的中子散射测试，并实现时间分辨功能，但是都存在一个严重问题，就是所针对的样品都是溶液状态样品，扭矩十分有限。对于高弹态和橡胶态的样品，无法实现时间分辨的加载功能。目前，亟需发展一种用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置。本专利技术的用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置，其特点是：所述的时间分辨拉伸装置包括计算机，伺服电机，连接杆，活动滑块，导轨，固定滑块，夹头，力传感器，温度炉，温度控制柜，中子束入射窗口和底座；所述的带夹头的活动滑块通过连接杆连接到伺服电机上，活动滑块装卡在导轨上，活动滑块沿导轨滑动，导轨的末端与带夹头的固定滑块固定连接；固定滑块末端与力传感器连接，力传感器与计算机连接；所述的活动滑块、导轨、固定滑块和夹头置于温度炉内，由温度控制柜控制温度炉的温度；所述的温度炉固定在底座上，底座通过卡扣固定在小角中子散射谱仪的工作平台上；所述的中子束入射窗口位于温度炉的中心；所述的计算机控制伺服电机通过连接杆驱动活动滑块做往复周期运动，带动夹头间的样品在中子束入射窗口处做往复拉伸运动。所述的活动滑块的运动频率与小角中子散射谱仪的采集频率相同。所述的连接杆、活动滑块、导轨、固定滑块、夹头和温度炉的材料为抗中子活化的金属材料，可以为不锈钢、铝、镉等材料。所述的中子束入射窗口的材料为蓝宝石。所述的小角中子散射谱仪为反应堆中子源、脉冲堆中子源或散裂中子源中的一种。本专利技术的用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置具有以下特点：1.装置中的底座通过卡扣固定在小角中子散射谱仪的工作平台上，卡扣是一种快拆式固定方法，可以保证固定位置的准确性，确保更换样品前后中子束入射窗口都在相同位置，极大地节约人力和减少误操作的可能；如果采用手动调节模式，每次放置位置发生偏差，造成的情况是中子照射样品的区域会发生偏差，导致不同实验获取的透过率、散射计数率不统一，可能造成的分析结果出现偏差。2.装置中的连接杆，活动滑块，导轨，固定滑块，夹头，温度炉的材料为不锈钢、铝、镉等抗中子活化的金属材料加工而成，能够保证中子散射实验后装置的安全性。3.装置中的中子束入射窗口的材料为蓝宝石，保证了中子入射束的高透过率。4.装置中的活动滑块在伺服电机控制的连接杆的机械运动下能够实现连续的往复运动，温度控制柜可精确控制温度炉内的温度，计算机可以控制活动滑块运动重复周期单元与小角中子散射谱仪的采集重复周期同步；整个系统可以实现温度和力的耦合场下的时间分辨小角中子散射测试。5.装置中的小角中子散射谱仪所使用的中子源可以采用反应堆中子源、脉冲堆中子源或散裂中子源。本专利技术的用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置与小角中子散射实验站联用时主要的工作过程如下：a.将本专利技术的用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置通过底座卡在小角中子散射实验线站上，利用激光光源对小角中子散射的光路进行调节，使中子束斑与中子束入射窗口中心在同一中心轴上，然后固定底座的位置。b.将本专利技术的用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置从底座上取下，将需要测试的样品安装在活动滑块和固定滑块之间，并用夹头夹紧，样品安装完毕。c.将该装置整体安装到小角中子散射实验线站上，开启温度控制柜电源，设定温度控制程序；d.打开计算机的软件控制窗口，设定伺服电机的转速、持续时间；开启小角中子散射谱仪控制和数据采集软件中的时间分辨模式，设定对应的重复周期时间间隔，持续时间和周期数；e.开启小角中子散射谱仪的第二闸门，启动中子光源，启动温度控制程序和小角中子散射时间分辨采集程序，设置对应温度，启动同步采集功能，同时启动时间分辨拉伸装置的周期往复运动和小角中子散射谱仪的周期采集程序；获取所需数量的重复周期小角中子散射数据，利用数据提取解析软件获取样品的拉伸过程中的时间分辨微结构演化信息。f.通过对不同样品在不同拉伸速率的条件下时间分辨测试，系统研究样品中微结构的动态演化过程与速率，应变，加工参数等条件的关系，将这些数据耦合起来，最终获得材料宏观力学性能和内部微结构的对应关系。本专利技术的用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置能够实现与小角中子散射仪联用的时间分辨拉伸条件施加，克服了小角中子散射信号弱带来的难于获取时间分辨数据的限制，具有安装简易、容易拆卸、时间同步、应变精确、自动化、节省人力等优点。本专利技术的用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置能够在小角中子散射结合温度加载环境下进行时间分辨的材料结构演化的原位自动化测量，适用于实现不同温度，速率，应变，加工参数等条件的微结构的动态演化过程的原位自动化检测。附图说明图1为本专利技术的用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置的结构图；图中，1.计算机2.伺服电机3.连接杆4.活动滑块5.导轨6.固定滑块7.夹头8.力传感器9.温度炉10.温度控制柜11.中子束入射窗口12.底座。具体实施方式：下面结合附图和实施例详细说明本专利技术。如图1所示，本专利技术的用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置包括计算机1，伺服电机2，连接杆3，活动滑块4，导轨5，固定滑块6，夹头7，力传感器8，温度炉9，温度控制柜10，中子束入射窗口11和底座12；所述的带夹头7的活动滑块4通过连接杆3连接到伺服电机2上，活动滑块4装卡在导轨5上，活动滑块4沿导轨5滑动，导轨5的末端与带夹头7的固定滑块6固定连接；固定滑块6末端与力传感器8连接，力传感器8与计算机1连接；所述的活动滑块4、导轨5、固定滑块6和夹头7置于温度炉9内，由温度控制柜10控制温度炉9的温度；所述的温度炉9固定在底座12上，底座12通过卡扣固定在小角中子散射谱仪的工作平台上；所述的中子束入射窗口11位于温度炉9的中心；所述的计算机1控制伺服电机2通过连接杆3驱动活动滑块4做往复周期运动，带动夹头7间的样品在中子束入射窗口11处做往复拉伸运动。所述的活动滑块4的运动频率与小角中子散射谱仪的采集频率相同。所述的连接杆3、活动滑块4、导轨5、固定滑块6、夹头7和温度炉9的材料为抗中子活化的金属材料，可以为不锈钢、铝、镉等材料。所述的中子束入射窗口1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置，其特征在于：所述的时间分辨拉伸装置包括计算机（1），伺服电机（2），连接杆（3），活动滑块（4），导轨（5），固定滑块（6），夹头（7），力传感器（8），温度炉（9），温度控制柜（10），中子束入射窗口（11）和底座（12）；所述的带夹头（7）的活动滑块（4）通过连接杆（3）连接到伺服电机（2）上，活动滑块（4）装卡在导轨（5）上，活动滑块（4）沿导轨（5）滑动，导轨（5）的末端与带夹头（7）的固定滑块（6）固定连接；固定滑块（6）末端与力传感器（8）连接，力传感器（8）与计算机（1）连接；所述的活动滑块（4）、导轨（5）、固定滑块（6）和夹头（7）置于温度炉（9）内，由温度控制柜（10）控制温度炉（9）的温度；所述的温度炉（9）固定在底座（12）上；所述的中子束入射窗口（11）位于温度炉（9）的中心；所述的计算机（1）控制伺服电机（2）通过连接杆（3）驱动活动滑块（4）做往复周期运动，带动夹头（7）间的样品在中子束入射窗口（6）处做往复拉伸运动。
【技术特征摘要】
1.一种用于小角中子散射谱仪的时间分辨拉伸装置，其特征在于：所述的时间分辨拉伸装置包括计算机（1），伺服电机（2），连接杆（3），活动滑块（4），导轨（5），固定滑块（6），夹头（7），力传感器（8），温度炉（9），温度控制柜（10），中子束入射窗口（11）和底座（12）；所述的带夹头（7）的活动滑块（4）通过连接杆（3）连接到伺服电机（2）上，活动滑块（4）装卡在导轨（5）上，活动滑块（4）沿导轨（5）滑动，导轨（5）的末端与带夹头（7）的固定滑块（6）固定连接；固定滑块（6）末端与力传感器（8）连接，力传感器（8）与计算机（1）连接；所述的活动滑块（4）、导轨（5）、固定滑块（6）和夹头（7）置于温度炉（9）内，由温度控制柜（10）控制温度炉（9）的温度；所述的温度炉...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘栋，王亭亭，孙光爱，孙良卫，陈良，黄粒朝，王燕，庞蓓蓓，龚建，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院核物理与化学研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。