一种中子分析器屏蔽装置及其调整方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种中子分析器屏蔽装置及其调整方法，其特征在于，包括屏蔽体、零角度屏蔽块部件、第一固定支撑、第二固定支撑、升降屏蔽块部件、支撑体、上盖、连接板和控制器；屏蔽体是由屏蔽筒部分和扇形屏蔽板部分固定连接而成的内部中空的柱状结构；扇形屏蔽板部分上设置有入射中子通道，屏蔽筒部分的顶部设置有第一固定支撑、零角度屏蔽块部件、第二固定支撑和若干升降屏蔽块部件；第一固定支撑、第二固定支撑和扇形屏蔽板部分的顶部均固定连接支撑体，上盖的顶部通过若干连接板固定连接支撑体；零角度屏蔽块部件和每一升降屏蔽块部件还分别电连接控制器，本发明专利技术可广泛用于中子散射技术领域中。

A Shielding Device for Neutron Analyser and Its Adjustment Method

【技术实现步骤摘要】
一种中子分析器屏蔽装置及其调整方法
本专利技术是关于一种中子分析器屏蔽装置及其调整方法，属于中子散射

技术介绍
中子散射谱仪常被分为弹性散射谱仪和非弹性散射谱仪两大类，其中，非弹性散射谱仪是由单色器、样品台、分析器和探测器组成，样品散射后的中子束入射到分析器，根据布拉格衍射定律，分析器反射出一种能量的中子束，最终到达探测器。分析器出射的中子能量通常称为最终能量。转动分析器，会引起分析器的入射束与出射束之间的起飞角A2改变，出射的中子能量也发生改变。在中子散射实验中，需要连续不断地调整起飞角A2而获得多种不同的中子最终能量。为降低实验本底和提高分辨率，需要一个中子分析器屏蔽装置罩在分析器的外面，能够提供具有连续可变的出射中子通道或连续可变的入射中子通道。现有技术中公开了固定在地面不动的中子单色器屏蔽装置，结构复杂、笨重，且中子分析器及中子分析器屏蔽装置会随着样品的转动而转动，因此，不能用作中子分析器屏蔽装置。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种结构稳定且能够同时满足出射中子通道连续可调的中子分析器屏蔽装置及其调整方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种中子分析器屏蔽装置，其特征在于，包括屏蔽体、零角度屏蔽块部件、第一固定支撑、第二固定支撑、升降屏蔽块部件、支撑体、上盖、连接板和控制器；所述屏蔽体是由屏蔽筒部分和扇形屏蔽板部分固定连接而成的内部中空的柱状结构，所述第一固定支撑和第二固定支撑均为内径和外径均与所述屏蔽筒部分相同的扇形支撑板；所述扇形屏蔽板部分上设置有入射中子通道，位于所述扇形屏蔽板部分的对面，所述屏蔽筒部分的顶部依次间隔设置有所述第一固定支撑、零角度屏蔽块部件和第二固定支撑，所述零角度屏蔽块部件用于屏蔽中子或形成出射中子通道；位于所述第一固定支撑与所述扇形屏蔽板部分之间以及所述第二固定支撑与所述扇形屏蔽板部分之间，所述屏蔽筒部分的顶部插设固定有若干所述升降屏蔽块部件，若干所述升降屏蔽块部件用于形成位置不同的出射中子通道；所述第一固定支撑、第二固定支撑和扇形屏蔽板部分的顶部均固定连接所述支撑体，所述上盖的圆周面与所述扇形屏蔽板部分、零角度屏蔽块部件、第一固定支撑和第二固定支撑的内表面以间隙配合方式连接，所述上盖的顶部通过周向间隔设置的若干所述连接板固定连接所述支撑体；所述屏蔽体、零角度屏蔽块部件、第一固定支撑、第二固定支撑、升降屏蔽块部件与所述上盖构成的容置空间用于放置中子分析器；所述零角度屏蔽块部件和每一所述升降屏蔽块部件还分别电连接所述控制器。优选地，所述零角度屏蔽块部件包括第一屏蔽块、第一气缸和第一万向轴；所述第一屏蔽块为扇形结构，其内径和外径分别与所述屏蔽筒部分的内径和外径相同；所述第一屏蔽块设置在所述入射中子通道对面的所述屏蔽筒部分顶部；对应于所述第一屏蔽块的位置，所述第一气缸的缸筒固定设置在所述支撑体上，所述第一气缸的拉杆通过所述第一万向轴固定连接所述第一屏蔽块；所述第一气缸还电连接所述控制器。优选地，所述升降屏蔽块部件的数量为至少两个，每一所述升降屏蔽块部件均包括一第二屏蔽块、一第二气缸和一第二万向轴；每一所述第二屏蔽块均为扇形结构，其内径和外径分别与所述屏蔽筒部分的内径和外径相同；每一所述第二屏蔽块均设置在位于所述第一固定支撑与所述扇形屏蔽板部分之间或所述第二固定支撑与所述扇形屏蔽板部分之间的所述屏蔽筒部分顶部；对应于相应所述第二屏蔽块的位置，每一所述第二气缸的缸筒均固定设置在所述支撑体上，每一所述第二气缸的拉杆底部均通过相应所述第二万向轴固定连接相应所述第二屏蔽块；所述第二气缸还电连接所述控制器。优选地，所述屏蔽筒部分的顶部通过第一圆柱销和第二圆柱销插设固定所述第一固定支撑和第二固定支撑。优选地，所述第一屏蔽块的两侧分别与所述第一固定支撑和第二固定支撑以台阶咬合方式连接；每一所述第二屏蔽块的两侧分别与相邻的所述第二屏蔽块、第一固定支撑、第二固定支撑或扇形屏蔽板部分以台阶咬合方式连接。优选地，所述扇形屏蔽板部分、第一固定支撑、第二固定支撑、第一屏蔽块和每一所述第二屏蔽块的一侧分别设置有第三圆柱销，所述扇形屏蔽板部分、第一固定支撑、第二固定支撑、第一屏蔽块和每一所述第二屏蔽块的另一侧分别设置有凹槽，所述第三圆柱销与对应所述凹槽以间隙配合的方式使用；所述扇形屏蔽板部分上所述凹槽的顶部与对应所述第二屏蔽块上所述第三圆柱销中心之间的距离、所述第一屏蔽块上所述凹槽的顶部与所述第二固定支撑上所述第三圆柱销中心之间的距离、每一所述第二屏蔽块上所述凹槽的顶部与相邻所述第二屏蔽块上所述第三圆柱销中心之间的距离以及每一所述第二屏蔽块上所述凹槽的底部与相邻所述第二屏蔽块上所述第三圆柱销中心之间的距离均大于出射中子束的高度。优选地，所述屏蔽筒部分的顶部设置有凹型台阶，所述扇形屏蔽板部分的一侧设置有凹型台阶，所述扇形屏蔽板部分的另一侧设置有凸型台阶；所述第一固定支撑的两侧均设置有凹型台阶，该凹型台阶的半径与所述扇形屏蔽板部分的凹形台阶半径相同；所述第一固定支撑的底部设置有凸型台阶，该凸型台阶的阶高大于所述屏蔽筒部分顶部的凹型台阶；所述第二固定支撑的一侧设置有凸型台阶，该凸型台阶的半径与所述扇形屏蔽板部分的凸形台阶半径相同；所述第二固定支撑的另一侧设置有凹型台阶，该凹型台阶的半径与所述扇形屏蔽板部分的凹形台阶半径相同，所述第二固定支撑的底部设置有凸型台阶，该凸型台阶的阶高与所述第一固定支撑底部的凸型台阶阶高相同；所述第一屏蔽块的两侧均设置有凸型台阶，该凸型台阶的半径与所述扇形屏蔽板部分凸型台阶的半径相同，所述第一屏蔽块的底部设置有凸型台阶，该凸型台阶的阶高与所述第一固定支撑底部的凸型台阶阶高相同；每一所述第二屏蔽块的一侧均设置有凹型台阶，该凹型台阶的半径与所述扇形屏蔽板部分凹型台阶的半径相同；每一所述第二屏蔽块的另一侧均设置有凸型台阶，该凸型台阶的半径与所述扇形屏蔽板部分凸型台阶的半径相同；每一所述第二屏蔽块的底部均设置有凸型台阶，该凸型台阶的阶高与所述第一固定支撑底部的凸型台阶阶高相同。优选地，所述第一固定支撑和第二固定支撑的顶部均与所述扇形屏蔽板部分的顶部平齐。优选地，所述支撑体是由中空柱状支撑筒和环形支撑板固定连接而成的截面为L型的圆形结构，所述支撑体的轴线与所述屏蔽体的轴线重合。一种中子分析器屏蔽装置的调整方法，其特征在于，包括以下内容：1)定义位于屏蔽体和第一固定支撑之间的第二屏蔽块为第1块到第N1块，其中，N1＜N；定义位于第二固定支撑和屏蔽体之间的第二屏蔽块为第N1+1块到第N块；定义出射中子通道的最小宽度为W，第二屏蔽块的内径为R，则出射中子通道的最小圆心角Ψ＝180W/πR；2)设定一个中子分析器的中子能量，相邻两至三块第二屏蔽块被第二气缸提起与屏蔽体形成一个出射中子通道，第二屏蔽块的M、P参数满足2M-P＝Ψ+1°、M-P＜Ψ/2，其中，M为第二屏蔽块的圆心角，P为第二屏蔽块凹型台阶和凸型台阶的圆心角；3)定义中子分析器的起飞角A2，当A2＜0时，通过调整第1至第N1块第二屏蔽块的升降，改变出射中子通道，则有：其中，G为第一屏蔽块的圆心角，E为第二固定支撑的圆心角；当0＜-A2-G/2-E-MΩ＜Ψ/2时，控制器控制第N1-Ω+1、第N1-Ω和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中子分析器屏蔽装置，其特征在于，包括屏蔽体、零角度屏蔽块部件、第一固定支撑、第二固定支撑、升降屏蔽块部件、支撑体、上盖、连接板和控制器；所述屏蔽体是由屏蔽筒部分和扇形屏蔽板部分固定连接而成的内部中空的柱状结构，所述第一固定支撑和第二固定支撑均为内径和外径均与所述屏蔽筒部分相同的扇形支撑板；所述扇形屏蔽板部分上设置有入射中子通道，位于所述扇形屏蔽板部分的对面，所述屏蔽筒部分的顶部依次间隔设置有所述第一固定支撑、零角度屏蔽块部件和第二固定支撑，所述零角度屏蔽块部件用于屏蔽中子或形成出射中子通道；位于所述第一固定支撑与所述扇形屏蔽板部分之间以及所述第二固定支撑与所述扇形屏蔽板部分之间，所述屏蔽筒部分的顶部插设固定有若干所述升降屏蔽块部件，若干所述升降屏蔽块部件用于形成位置不同的出射中子通道；所述第一固定支撑、第二固定支撑和扇形屏蔽板部分的顶部均固定连接所述支撑体，所述上盖的圆周面与所述扇形屏蔽板部分、零角度屏蔽块部件、第一固定支撑和第二固定支撑的内表面以间隙配合方式连接，所述上盖的顶部通过周向间隔设置的若干所述连接板固定连接所述支撑体；所述屏蔽体、零角度屏蔽块部件、第一固定支撑、第二固定支撑、升降屏蔽块部件与所述上盖构成的容置空间用于放置中子分析器；所述零角度屏蔽块部件和每一所述升降屏蔽块部件还分别电连接所述控制器。...

【技术特征摘要】
1.一种中子分析器屏蔽装置，其特征在于，包括屏蔽体、零角度屏蔽块部件、第一固定支撑、第二固定支撑、升降屏蔽块部件、支撑体、上盖、连接板和控制器；所述屏蔽体是由屏蔽筒部分和扇形屏蔽板部分固定连接而成的内部中空的柱状结构，所述第一固定支撑和第二固定支撑均为内径和外径均与所述屏蔽筒部分相同的扇形支撑板；所述扇形屏蔽板部分上设置有入射中子通道，位于所述扇形屏蔽板部分的对面，所述屏蔽筒部分的顶部依次间隔设置有所述第一固定支撑、零角度屏蔽块部件和第二固定支撑，所述零角度屏蔽块部件用于屏蔽中子或形成出射中子通道；位于所述第一固定支撑与所述扇形屏蔽板部分之间以及所述第二固定支撑与所述扇形屏蔽板部分之间，所述屏蔽筒部分的顶部插设固定有若干所述升降屏蔽块部件，若干所述升降屏蔽块部件用于形成位置不同的出射中子通道；所述第一固定支撑、第二固定支撑和扇形屏蔽板部分的顶部均固定连接所述支撑体，所述上盖的圆周面与所述扇形屏蔽板部分、零角度屏蔽块部件、第一固定支撑和第二固定支撑的内表面以间隙配合方式连接，所述上盖的顶部通过周向间隔设置的若干所述连接板固定连接所述支撑体；所述屏蔽体、零角度屏蔽块部件、第一固定支撑、第二固定支撑、升降屏蔽块部件与所述上盖构成的容置空间用于放置中子分析器；所述零角度屏蔽块部件和每一所述升降屏蔽块部件还分别电连接所述控制器。2.如权利要求1所述的一种中子分析器屏蔽装置，其特征在于，所述零角度屏蔽块部件包括第一屏蔽块、第一气缸和第一万向轴；所述第一屏蔽块为扇形结构，其内径和外径分别与所述屏蔽筒部分的内径和外径相同；所述第一屏蔽块设置在所述入射中子通道对面的所述屏蔽筒部分顶部；对应于所述第一屏蔽块的位置，所述第一气缸的缸筒固定设置在所述支撑体上，所述第一气缸的拉杆通过所述第一万向轴固定连接所述第一屏蔽块；所述第一气缸还电连接所述控制器。3.如权利要求2所述的一种中子分析器屏蔽装置，其特征在于，所述升降屏蔽块部件的数量为至少两个，每一所述升降屏蔽块部件均包括一第二屏蔽块、一第二气缸和一第二万向轴；每一所述第二屏蔽块均为扇形结构，其内径和外径分别与所述屏蔽筒部分的内径和外径相同；每一所述第二屏蔽块均设置在位于所述第一固定支撑与所述扇形屏蔽板部分之间或所述第二固定支撑与所述扇形屏蔽板部分之间的所述屏蔽筒部分顶部；对应于相应所述第二屏蔽块的位置，每一所述第二气缸的缸筒均固定设置在所述支撑体上，每一所述第二气缸的拉杆底部均通过相应所述第二万向轴固定连接相应所述第二屏蔽块；所述第二气缸还电连接所述控制器。4.如权利要求2所述的一种中子分析器屏蔽装置，其特征在于，所述屏蔽筒部分的顶部通过第一圆柱销和第二圆柱销插设固定所述第一固定支撑和第二固定支撑。5.如权利要求3所述的一种中子分析器屏蔽装置，其特征在于，所述第一屏蔽块的两侧分别与所述第一固定支撑和第二固定支撑以台阶咬合方式连接；每一所述第二屏蔽块的两侧分别与相邻的所述第二屏蔽块、第一固定支撑、第二固定支撑或扇形屏蔽板部分以台阶咬合方式连接。6.如权利要求3所述的一种中子分析器屏蔽装置，其特征在于，所述扇形屏蔽板部分、第一固定支撑、第二固定支撑、第一屏蔽块和每一所述第二屏蔽块的一侧分别设置有第三圆柱销，所述扇形屏蔽板部分、第一固定支撑、第二固定支撑、第一屏蔽块和每一所述第二屏蔽块的另一侧分别设置有凹槽，所述第三圆柱销与对应所述凹槽以间隙配合的方式使用；所述扇形屏蔽板部分上所述凹槽的顶部与对应所述第二屏蔽块上所述第三圆柱销中心之间的距离、所述第一屏蔽块上所述凹槽的顶部与所述第二固定支撑上所述第三圆柱销中心之间的距离、每一所述第二屏蔽块上所述凹槽的顶部与相邻所述第二屏蔽块上所述第三圆柱销中心之间的距离以及每一所述第二屏蔽块上所述凹槽的底部与相邻所述第二屏蔽块上所述第三圆柱销中心之间的距离均大于出射中子束的高度。7.如权利要求3所述的一种中子分析器屏蔽装置，其特征在于，所述屏蔽筒部分的顶部设置有凹型台阶，所述扇形屏蔽板部分的一侧设置有凹型台阶，所述扇形屏蔽板部分的另一侧设置有凸型台阶；所述第一固定支撑的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红霞，程鹏，徐大业，刘娟娟，汪晋辰，鲍威，
申请(专利权)人：中国人民大学，
类型：发明
国别省市：北京,11