一种具有多级准直调节机构的中子导管系统及其准直方法技术方案

本发明专利技术涉及中子散射谱仪技术领域，尤其涉及一种具有多级准直调节机构的中子导管系统及其准直方法；所述的中子导管系统包括中子导管、两组框型调节机构和两组底部调节机构，中子导管包括金属壳体、安装在金属壳体内部的超镜玻璃，以及设置在金属壳体上的金属壳体调节组件；本发明专利技术中的底部调节机构，框型调节机构和金属壳体调节组件均是采用螺钉直接进行调节，简单，高效且易于操作，每一级调节机构均设有靶标座，一旦导管发生精度损失可以方便快捷的检测到精度损失的位置造成的原因，并且通过调节六点定位调节机构可以对超镜玻璃和金属壳体调节组件之间的相对位置关系进行调节，也可以对超镜玻璃在空间中的位置直接进行调节。

A neutron catheter system with multi-level collimation adjustment mechanism and its collimation method

【技术实现步骤摘要】
一种具有多级准直调节机构的中子导管系统及其准直方法
本专利技术涉及中子散射谱仪
，尤其涉及一种通过多级调节机构将超镜玻璃准直安装到预定位置上从而实现对中子导管的高精度准直安装的具有多级准直调节机构的中子导管系统及其准直方法。
技术介绍
中子谱仪主要是利用中子作为探测手段，用来研究各类物质的微观结构和性质。目前世界各国建造的谱仪可以分为两类，一类称为中子散裂源谱仪；另一类称为中子反应堆谱仪。而很多谱仪中的中子束是通过中子导管传输到谱仪大厅中，进而传输到样品上。中子导管能够有效的减小束流损失，保障中子通量。另外椭圆聚焦导管，聚焦直导管等光学设备能够对不同的波长的中子起到聚焦作用。因此，中子导管是谱仪不可或缺的一个关键部件。对于中子散裂源谱仪。如美国的中子散裂源（SNS），英国的中子散裂源（ISIS）和日本的中子散裂源（J-PACK）等建设完成的每条束线，几乎都包括有中子导管这个关键设备。而对于反应堆谱仪，为了减少传输过程中中子通量的损失，往往也建造有中子导管这个设备。作为中子谱仪的关键部件，中子导管的安装精度要求比较高，需要达到0.05mm。中子导管一般建设在混凝土基台或者大厅地面上，安装基准精度都比较低。为了达到较高的准直精度要求，就需要设置专门的调节机构，通过调节机构的调节，逐步实现最终的高精度准直安装，目前技术会存在一些针对中子导管进行准直调节的调节机构，但是调节机构的结构，以及调节的目的和原理都存在不同，例如，本申请人在中国专利号为201710577128.8的专利技术专利中，公开了一种中子插入件系统及其准直安装方法，尤指一种对中子插入件准直安装进入屏蔽墙内时要实现安装快捷方便且要便于维护的方法，该技术方案主要是利用内部调节机构和外部调节机构通过采用激光跟踪仪和测量臂等准直安装仪器的协助测量得到靶标座实际值和理论值偏差关系可以得到靶标座的实际值和理论值的偏差关系从而实现中子插入件的准直安装。另外，本申请人在中国专利号为201910439678.2的专利技术专利中，又公开了一种可实现快捷安装远程调节的中子插入件系统，尤其指一种能够方便快捷安装、实现远程准直调节的中子插入件系统，该技术方案主要是利用安装在屏蔽筒中的内部调节机构和安装在屏蔽筒外的外部安装工装共同作用调节，尤其是通过内部调节机构中的蜗轮蜗杆远程调节机构，该机构的调节端均位于外部，能够在外部实现对整个中子插入件系统的远程调节，更具体的是，中子插入件在内部调节机构中时，就可以直接对中子插入件的位置进行远程在线准直调节。另外，中国专利号为201810345548.8的专利技术专利也公开了一种可调节的新型中子导管，该技术方案通过两个导管支撑调节组件进行支撑，可通过旋转调节左侧粗调螺栓、右侧粗调螺栓来驱动底部调整板左右移动，进而实现中子导管左右位置的粗调节；也可通过同步旋转调节左侧上端螺母、左侧下端螺母以及同步旋转调节右侧上端螺母、右侧下端螺母来调节顶部调整板的上下位置，进而实现中子导管竖向位置的粗调节。对于导管调节固定框而言，中子导管通过下端调节螺丝、左端调节螺丝、右端调节螺丝以及上端调节螺丝来进行卡持固定；在此过程中，可通过旋转调节下端调节螺丝、左端调节螺丝、右端调节螺丝以及上端调节螺丝来调整中子导管的位置，进而实现微调。从上述三个技术方案来看，虽然都是对中子导管进行准直调节，但是所采用的调节机构在结构和原理上都存在明显的区别，现在本申请要提供另外一种对中子导管进行准直调节的技术方案，主要体现在，前三者的技术方案中没有通过直接对超镜玻璃进行准直安装，本技术方案中，中子导管准直安装的核心目的是将超镜玻璃准直安装到预定的位置上，而超镜玻璃是安装在真空密封壳体中的，这就需要通过标定将玻璃的位置引出到外面的真空壳体上，通过对真空壳体的准直调节间接实现对超镜玻璃的最终准直安装，也可以理解为直接对超镜玻璃的位置进行准直安装。
技术实现思路
为了保证中子管道的真空壳体内的超镜玻璃位于最终既定的位置上，本专利技术旨在提供一种新的准直调节方法，尤指一种可实现对超镜玻璃进行六维调节的具有多级准直调节机构的中子导管系统及其准直方法。本专利技术采用的技术方案是：一种具有多级准直调节机构的中子导管系统，所述的中子导管系统包括中子导管、两组框型调节机构和两组底部调节机构，其中两组框型调节机构分别设置于中子导管的两端，而两组底部调节机构则分别设置于框型调节机构的底部。所述的中子导管包括金属壳体、安装在金属壳体内部的超镜玻璃，以及设置在金属壳体上的金属壳体调节组件；中子导管中部设置有束流挡块；所述的金属壳体为通管状，两端口处分别安装有束窗法兰，通过密封圈与金属壳体实现真空密封；所述的金属壳体调节组件有两组，分别设置在金属壳体的两端，每组金属壳体调节组件分别包括调节位密封螺钉，测量位密封螺钉，内部调节螺钉，壳体靶标座，其中内部调节螺钉安装在金属壳体内部，调节位密封螺钉安装的位置与内部调节螺钉相对应，调节位密封螺钉和内部调节螺钉之间保留有至少2mm的间隙，保证内部调节螺钉的调节运动量，调节位密封螺钉贯穿金属壳体的内外安装；测量位密封螺钉也是贯穿金属壳体的内外安装。所述的框型调节机构包括一个U型框和顶板，两者固定安装后整体构成一个闭环状的框型，两组框型调节机构分别安装在中子导管两端，U型框和顶板上均设置有外部调节螺钉，用以调节金属壳体的空间位置，在U型框的前端和后端均安装有束线方向调节块位，束线方向调节块通过螺钉固定在中子导管的金属壳体上，两个束线方向调节块上沿着束线方向均设置有调节块调节螺钉，两个调节块调节螺钉分别贯穿束线方向调节块直抵U型框侧板的前端面和后端面。所述的底部调节机构包括自下往上安装的底板、水平调节板和高程调节板，其中底板形状为矩形板固定安装在基台上，水平调节板安装在底板上，水平调节板的四个侧面设置有水平固定块，水平固定块在水平方向上设置有水平调节螺柱，水平调节螺柱贯穿水平固定块后一端底部直抵水平调节板，另外一端延伸在水平固定块外部，通过旋转水平调节螺柱，在螺纹副的作用下对水平移动板在水平方向上的位置进行调节，水平调节板的中部的竖直方向上设置有锁紧水平移动板的固定螺钉；所述的高程调节板通过四个分别竖直贯穿四个角部的高程调节螺柱安装在水平调节板的上方，高程调节螺柱的一端固定在水平调节板上，另外一端贯穿高程调节板后延伸在外，高程调节板通过螺母固定在高程调节螺柱上，然后通过调节高程调节螺柱上的螺母可以调节高程调节板在空间中的位置。高程调节板的上表面通过螺钉固定有支架靶标座。所述每组金属壳体调节组件中的调节位密封螺钉与内部调节螺钉均为六个，其中金属壳体的顶部和底部各有一个，左右两个侧面各两个，六个调节位密封螺钉以及六个位置相对应的内部调节螺钉构成六点定位调节机构。所述的调节位密封螺钉和测量位密封螺钉在螺头的底面开有密封槽，通过密封圈与金属壳体之间实现真空密封。所述每组金属壳体调节组件中的壳体靶标座至少有三个或三个以上，设置在中子导管的金属壳体的顶面和左右侧面中的某个侧面。所述的超镜玻璃是由四块内表面设置有超镜涂层的玻璃基片通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多级准直调节机构的中子导管系统，其特征在于：所述的中子导管系统包括中子导管、两组框型调节机构和两组底部调节机构，其中两组框型调节机构分别设置于中子导管的两端，而两组底部调节机构则分别设置于框型调节机构的底部；/n所述的中子导管包括金属壳体、安装在金属壳体内部的超镜玻璃，以及设置在金属壳体上的金属壳体调节组件；中子导管中部设置有束流挡块；所述的金属壳体为通管状，两端口处分别安装有束窗法兰，通过密封圈与金属壳体实现真空密封；所述的金属壳体调节组件有两组，分别设置在金属壳体的两端，每组金属壳体调节组件分别包括调节位密封螺钉，测量位密封螺钉，内部调节螺钉，壳体靶标座，其中内部调节螺钉安装在金属壳体内部，调节位密封螺钉安装的位置与内部调节螺钉相对应，调节位密封螺钉和内部调节螺钉之间保留有至少2mm的间隙，保证内部调节螺钉的调节运动量，调节位密封螺钉贯穿金属壳体的内外安装；测量位密封螺钉也是贯穿金属壳体的内外安装；/n所述的框型调节机构包括一个U型框和顶板，两者固定安装后整体构成一个闭环状的框型，两组框型调节机构分别安装在中子导管两端，U型框和顶板上均设置有外部调节螺钉，用以调节金属壳体的空间位置，在U型框的前端和后端均安装有束线方向调节块位，束线方向调节块通过螺钉固定在中子导管的金属壳体上，两个束线方向调节块上沿着束线方向均设置有调节块调节螺钉，两个调节块调节螺钉分别贯穿束线方向调节块直抵U型框侧板的前端面和后端面；/n所述的底部调节机构包括自下往上安装的底板、水平调节板和高程调节板，其中底板形状为矩形板固定安装在基台上，水平调节板安装在底板上，水平调节板的四个侧面设置有水平固定块，水平固定块在水平方向上设置有水平调节螺柱，水平调节螺柱贯穿水平固定块后一端底部直抵水平调节板，另外一端延伸在水平固定块外部，通过旋转水平调节螺柱，在螺纹副的作用下对水平移动板在水平方向上的位置进行调节，水平调节板的中部的竖直方向上设置有锁紧水平移动板的固定螺钉；所述的高程调节板通过四个分别竖直贯穿四个角部的高程调节螺柱安装在水平调节板的上方，高程调节螺柱的一端固定在水平调节板上，另外一端贯穿高程调节板后延伸在外，高程调节板通过螺母固定在高程调节螺柱上，然后通过调节高程调节螺柱上的螺母可以调节高程调节板在空间中的位置；高程调节板的上表面通过螺钉固定有支架靶标座。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有多级准直调节机构的中子导管系统，其特征在于：所述的中子导管系统包括中子导管、两组框型调节机构和两组底部调节机构，其中两组框型调节机构分别设置于中子导管的两端，而两组底部调节机构则分别设置于框型调节机构的底部；
所述的中子导管包括金属壳体、安装在金属壳体内部的超镜玻璃，以及设置在金属壳体上的金属壳体调节组件；中子导管中部设置有束流挡块；所述的金属壳体为通管状，两端口处分别安装有束窗法兰，通过密封圈与金属壳体实现真空密封；所述的金属壳体调节组件有两组，分别设置在金属壳体的两端，每组金属壳体调节组件分别包括调节位密封螺钉，测量位密封螺钉，内部调节螺钉，壳体靶标座，其中内部调节螺钉安装在金属壳体内部，调节位密封螺钉安装的位置与内部调节螺钉相对应，调节位密封螺钉和内部调节螺钉之间保留有至少2mm的间隙，保证内部调节螺钉的调节运动量，调节位密封螺钉贯穿金属壳体的内外安装；测量位密封螺钉也是贯穿金属壳体的内外安装；
所述的框型调节机构包括一个U型框和顶板，两者固定安装后整体构成一个闭环状的框型，两组框型调节机构分别安装在中子导管两端，U型框和顶板上均设置有外部调节螺钉，用以调节金属壳体的空间位置，在U型框的前端和后端均安装有束线方向调节块位，束线方向调节块通过螺钉固定在中子导管的金属壳体上，两个束线方向调节块上沿着束线方向均设置有调节块调节螺钉，两个调节块调节螺钉分别贯穿束线方向调节块直抵U型框侧板的前端面和后端面；
所述的底部调节机构包括自下往上安装的底板、水平调节板和高程调节板，其中底板形状为矩形板固定安装在基台上，水平调节板安装在底板上，水平调节板的四个侧面设置有水平固定块，水平固定块在水平方向上设置有水平调节螺柱，水平调节螺柱贯穿水平固定块后一端底部直抵水平调节板，另外一端延伸在水平固定块外部，通过旋转水平调节螺柱，在螺纹副的作用下对水平移动板在水平方向上的位置进行调节，水平调节板的中部的竖直方向上设置有锁紧水平移动板的固定螺钉；所述的高程调节板通过四个分别竖直贯穿四个角部的高程调节螺柱安装在水平调节板的上方，高程调节螺柱的一端固定在水平调节板上，另外一端贯穿高程调节板后延伸在外，高程调节板通过螺母固定在高程调节螺柱上，然后通过调节高程调节螺柱上的螺母可以调节高程调节板在空间中的位置；高程调节板的上表面通过螺钉固定有支架靶标座。


2.根据权利要求1所述的一种具有多级准直调节机构的中子导管系统，其特征在于：所述每组金属壳体调节组件中的调节位密封螺钉与内部调节螺钉均为六个，其中金属壳体的顶部和底部各有一个，左右两个侧面各两个，六个调节位密封螺钉以及六个位置相对应的内部调节螺钉构成六点定位调节机构。


3.根据权利要求1或2所述的一种具有多级准直调节机构的中子导管系统，其特征在于：所述的调节位密封螺钉和测量位密封螺钉在螺头的底面开有密封槽，通过密封圈与金属壳体之间实现真空密封。


4.根据权利要求1所述的一种具有多级准直调节机构的中子导管系统，其特征在于：所述每组金属壳体调节组件中的壳体靶标座至少有三个或三个以上，设置在中子导管的金属壳体的顶面和左右侧面中的某个侧面。


5.根据权利要求1所述的一种具有多级准直调节机构的中子导管系统，其特征在于：所述的超镜玻璃是由四块内表面设置有超镜涂层的玻璃基片通过拼接组成矩形结构的玻璃框体，安装在金属壳体的内部，玻璃框体中上下左右四个面分别与金属壳体内部的上下左右四个相对应面之间有2mm的间隙，玻璃框体的外表面上通过粘结剂固定粘贴有玻璃上靶标座。


6.根据权利要求1所述的一种具有多级准直调节机构的中子导管系统，其特征在于：所述每组金属壳体调节组件中的测量位密封螺钉有三个或三个以上，设置在金属壳体的顶面和左右侧面中的某个侧面。


7.根据权利要求5所述的一种具有多级准直调节机构的中子...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴延岩，宋涛，
申请(专利权)人：散裂中子源科学中心，中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44