本发明专利技术提供的一种X射线的高精度狭缝装置，包括狭缝组件，其中，所述狭缝组件包括固定圆柱刀片组件和可调圆柱刀片组件，所述可调圆柱刀片组件与一柔性铰链机构相连。本发明专利技术解决了大宽度刀口研磨加工的技术难点，保证了其直线度。进一步地，本发明专利技术的狭缝开口调节机制具有良好的可操作性，在保证平行度的同时，极大提升了调节精度，能够实现亚微米量级的调节。
A high precision X-ray slit device
【技术实现步骤摘要】
一种X射线的高精度狭缝装置
本专利技术涉及同步辐射光束线领域，更具体地涉及一种X射线的高精度狭缝装置。
技术介绍
同步辐射光具有连续光谱、高亮度、准直性好等特点，而狭缝是同步辐射光束线的重要组成部分，其主要功能是限制光束的尺寸。为充分利用同步辐射光的优点，狭缝作为主要的限束装置，必须具备非常高的刀口直线度、刀口平行度及运动精度。一般来说，按狭缝的工作能区，可分为白光狭缝和单色光狭缝。单色光狭缝的性能直接关系到实验站样品测试数据的优劣，因此其对刀口参数及整体运动精度有着更高的要求。目前，现有单色光狭缝装置主要结构是钨刀片安装于刀架上，刀片之间的相对平行度通过刀片末端与其刀架之间的连接螺钉并配合装配基准块进行调节。整个刀片组件安装于一对由步进电机驱动的精密直线运动系统上，通过控制步进电机驱动所连接的传动机构将电机的旋转运动转化为直线运动，并由精密导向结构带动其上连接的刀片组件运动以实现狭缝开口大小的调节。由于弯铁光源水平方向的光斑尺寸较大，为充分利用其横向光束，狭缝的刀片需要有较大尺寸。现有技术下单色光狭缝装置刀片的结构如图1所示，其用于接触单色光区域的厚度非常小，仅为0.4mm。当刀片的宽度需＞50mm时，其刀刃部分的研磨加工将非常困难，并且几乎无法达到研磨后，刀片工作区域的直线度(RMS)＜10μm。虽然高精度直线滑台在其运动行程范围内可达到微米级的定位精度，但受限于刀片直线度研磨质量的不理想，单色光经过狭缝后，无法反映出其开口的微米级变化量，且卡出的光斑形状无法满足实验的需求。另外，现有狭缝装置开口尺寸的调节，是通过高精度直线滑台的移动来实现的。滑台运动的直线度误差(特别是其在滑台移动座沿其运动方向摆动的分量)经刀片导向结构的传递并放大，同样会对刀片组之间的平行度产生一定的影响，即：现有结构下狭缝刀口平行度的一致性难以在开口尺寸改变后得到有效保证。因此，对应用于弯铁光源等大尺寸光斑的单色光狭缝装置，实现高质量的刀口直线度、平行度以及高精度运动性能就显得尤为关键，也是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种X射线高精度狭缝装置，解决了现有技术中对于大尺寸光斑，狭缝的刀口加工难度大、开口调节精度低以及直线度和平行度性能差的问题。本专利技术提供的一种X射线的高精度狭缝装置，包括狭缝组件，其中，所述狭缝组件包括固定圆柱刀片组件和可调圆柱刀片组件，所述可调圆柱刀片组件与一柔性铰链机构相连。所述固定圆柱刀片组件包括一固定圆柱，该固定圆柱的一端与一固定圆柱连接板螺纹连接，另一端与一固定圆柱端部连接件螺纹连接。所述固定圆柱端部连接件上螺接有一固定圆柱端部挡块，且该固定圆柱端部挡块安装于所述固定圆柱连接板上。所述柔性铰链机构包括一柔性铰链，该柔性铰链螺接有一上夹板和一下夹板。所述固定圆柱刀片组件安装于所述下夹板上。所述可调圆柱刀片组件包括一连接于所述上夹板上的可调圆柱以及一连接于所述下夹板上的推顶结构转接杆。所述可调圆柱的一端与一圆柱推顶端连接件螺纹连接，另一端与所述上夹板螺纹连接。所述圆柱推顶端连接件上安装有一第一拉簧挂钩。所述推顶结构转接杆的一端螺接于所述下夹板上，另一端通过螺纹通孔旋入一紧定螺钉且安装有一第二拉簧挂钩。所述固定圆柱刀片组件和可调圆柱刀片组件安装于一支架连接板上。本专利技术将传统狭缝的薄片式刀片改为双圆柱式刀片组，解决了大宽度刀口研磨加工的技术难点，保证了其直线度。其次，本专利技术的狭缝开口平行度调节机制采用一固定圆柱、一可调圆柱的结构，在可调圆柱上设计一柔性铰链调节机构，调整两圆柱体母线的平行度，以将两圆柱母线的偏移调整在亚微米范围内。且可调圆柱体仅有一个用于调节轴线与固定圆柱体轴线相互平行的自由度，使得该调节方式具有良好的可操作性。另外，本专利技术将现有薄刃型刀片的相对平动改为由双圆柱式刀片组绕转台同步旋转来改变开口大小，使狭缝装置开口间隔一致性得到保证的同时，极大提升了调节精度，能够实现亚微米量级的调节。附图说明图1是现有技术的狭缝装置刀片结构示意图。图2是按照本专利技术的狭缝装置的安装总成图。图3是按照本专利技术的狭缝装置的内部结构示意图。图4是按照本专利技术的固定圆柱刀片组件的剖视图。图5是按照本专利技术的可调圆柱刀片组件的剖视图。图6是按照本专利技术的狭缝装置主体部分的剖视图。图7是按照本专利技术的圆柱式刀片结构示意图。图8(a)-(c)是按照本专利技术的狭缝装置处于工作状态时狭缝开口与转动角度示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步描述，应该理解，以下实施例仅用以说明而并非限制本专利技术。本专利技术提供的一种X射线的高精度狭缝装置，如图2所示，狭缝组件22通过转台转接板2安装于转台1上，且外部安装有杂散光屏蔽罩21。优选地，本实施例采用RA10A-W高精度电动转台和RA10A-W转台转接板。此外，任何垂直承载能力≥5kgf，精度≤36″，全步长分辨率≤14.4″的商用电动转台均可作为本专利技术的驱动转台1，使用时只需更改转台转接板2的尺寸、相关安装孔位的尺寸及分布即可。如图3所示，狭缝组件22包括通过柔性铰链机构25相连的固定圆柱刀片组件23和可调圆柱刀片组件24。如图4所示，固定圆柱刀片组件23包括固定圆柱5，该固定圆柱5的一端与圆柱连接板4螺纹连接，另一端与固定圆柱端部连接件6螺纹连接。固定圆柱端部连接件6上还螺接有固定圆柱端部挡块7，且该固定圆柱端部挡块7安装于固定圆柱连接板4上。如图5所示，可调圆柱刀片组件24包括可调圆柱13，该可调圆柱13的一端与圆柱推顶端连接件9螺纹连接，另一端与柔性铰链机构25中的上夹板14螺纹连接。上夹板14与柔性铰链15螺纹连接，且柔性铰链15安装于柔性铰链机构25中的下夹板3上。可调圆柱刀片组件24还包括推顶结构转接杆16，该推顶结构转接杆16的一端螺接于下夹板3上，另一端通过螺纹通孔旋入紧定螺钉12，使紧定螺钉接触圆柱推顶端连接件9的上表面。圆柱推顶端连接件9上安装有第一拉簧挂钩10，推顶结构转接杆16靠近螺纹通孔的一端均安装有第二拉簧挂钩18，并在两个拉簧挂钩10和18上挂上拉簧11，以向圆柱推顶端连接件9和紧定螺钉12施加预紧力，增加两者的预连接刚度，并紧密贴合。优选地，本实施例中的拉簧挂钩10采用MisumiSAIPOK5-20拉簧挂钩，拉簧11采用0.8mmx8mmx20mm的拉簧，紧定螺钉12采用M8x16紧定螺钉，柔性铰链15为单轴嵌入式柔性铰链，采用铍青铜或不锈钢材料。当然，上述各部件根据实际情况或实际需要也可以采用其他规格或尺寸。如图2和图6所示，在分别完成固定圆柱刀片组件23和可调圆柱刀片组件24两部分的装配后，将固定圆柱刀片组件23安装于下夹板3上，使这两部分结构安装于同一基座上。转台转接板2连接于下夹板3上，且支架连接板8分别与固定圆柱刀片组件中的固定圆柱端部挡块7和可调圆柱刀片组件中的推顶结构转接杆1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种X射线的高精度狭缝装置，包括狭缝组件，其特征在于，所述狭缝组件包括固定圆柱刀片组件和可调圆柱刀片组件，所述可调圆柱刀片组件与一柔性铰链机构相连。/n
【技术特征摘要】
1.一种X射线的高精度狭缝装置，包括狭缝组件，其特征在于，所述狭缝组件包括固定圆柱刀片组件和可调圆柱刀片组件，所述可调圆柱刀片组件与一柔性铰链机构相连。
2.根据权利要求1所述的狭缝装置，其特征在于，所述固定圆柱刀片组件包括一固定圆柱，该固定圆柱的一端与一固定圆柱连接板螺纹连接，另一端与一固定圆柱端部连接件螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的狭缝装置，其特征在于，所述固定圆柱端部连接件上螺接有一固定圆柱端部挡块，且该固定圆柱端部挡块安装于所述固定圆柱连接板上。
4.根据权利要求1所述的狭缝装置，其特征在于，所述柔性铰链机构包括一柔性铰链，该柔性铰链螺接有一上夹板和一下夹板。
5.根据权利要求4所述的狭缝装置，其特征在于，所述固定圆柱刀片组件安装于...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳兴，李中亮，薛松，祝万钱，计展，秦宏亮，王楠，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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。