一种中子通量调节器制造技术

本发明专利技术公开了一种中子通量调节器，其属于粒子物理与核物理实验方法技术领域中的散裂中子源相关技术，主要用于大气中子辐照谱仪中调节中子束流的中子通量，所述中子通量调节器包括调节模块和电性相连的控制模块，所述调节模块包括四块不同厚度的挡块和与挡块数量相同的调节组件，所述控制模块控制调节模块的调节组件驱动挡块直线运动来阻挡中子束流，所述挡块选择钨块，可以采取不同厚度钨块的组合方案，与中子束流发生散射效应，达到削弱中子束流和减少中子通量的目的，进而调节不同大小需求的中子通量，可适用性强，调节精度高，同时成本降低。本降低。本降低。

【技术实现步骤摘要】
一种中子通量调节器


[0001]本专利技术属于粒子物理与核物理实验方法
中的散裂中子源相关技术，特别是涉及一种用于谱仪中控制中子束通量的中子通量调节器。

技术介绍

[0002]大气中子辐照谱仪是中国散裂中子源的一个大气中子地面模拟加速测试平台，可提供与大气中子基本吻合的中子能谱，能量范围覆盖meV～GeV的全能谱高通量中子束流，对开展由中子辐照引起的各类辐射效应及相关高能中子辐照的实验研究，具有无可替代的重要作用。
[0003]现有技术所要解决的技术问题是在调节不同大小的中子通量的同时，提高系统在高辐照环境下运行的可靠性，并降低制造成本，为了调节中子束流的中子通量，常规采取的技术方案是吸收中子束流方案，通过不同大小吸收截面积的碳化硼来吸收中子束流达到不错的中子通量调节效果。
[0004]现有技术所存在的问题为，虽然碳化硼吸收中子通量的效果不错，但是碳化硼的制造成本过高。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术公开了一种中子通量调节器，提供另一种成本较低的中子通量调节方法。
[0006]本专利技术所采用的的技术方案是：一种中子通量调节器，所述中子通量调节器包括调节模块和电性相连的控制模块，所述调节模块包括四块不同厚度的挡块和与挡块数量相同的调节组件，所述控制模块控制调节模块的调节组件驱动挡块直线运动来阻挡中子束流，进而调节中子通量。
[0007]所述调节组件包括真空耐辐照电机、减速机、滚珠丝杆及螺母副、行程开关、直线导轨；所述直线导轨活动连接于挡块，所述螺母副固定连接于挡块上端面的一侧，所述行程开关固定连接于挡块上端面的另一侧，所述滚珠丝杆活动连接于螺母副，所述减速机固定连接于滚珠丝杆，所述真空耐辐照电机固定连接于减速机。
[0008]所述控制模块包括控制柜，所述控制柜包括电机驱动器、PLC控制器、开关电源、触摸屏。
[0009]所述挡块为钨块。
[0010]所述中子通量调节器设置一个真空腔体，所述真空腔体在体内和顶上分别安装调节组件、盖板和真空插头，所述盖板与真空腔体之间安装垫圈密封。
[0011]所述真空腔体前后端面加工有镜面圆法兰，用于对接中子束流。
[0012]所述行程开关和真空耐辐照电机通过真空插头和耐辐照线缆，分别与PLC控制器、电机驱动器连接。
[0013]所述钨块的厚度范围为10
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200mm，由电机进行驱动，通过不同厚度组合，可实现中
子通量的调节范围为103～107n/cm2/s。
[0014]本专利技术的有益效果是：控制柜通过行程开关获取钨块的位置信号，控制真空耐辐照电机驱动四块厚度不同的钨块沿着直线导轨方向运动，使得钨块中心与中子束流中心重合，达到阻挡中子束流，达到减少中子通量的调节目的；经过组合不同厚度的钨块，可以形成至少四种的钨块驱动方案，可适用性强；采用行程开关获得准确的钨块位置信息，从而精确驱动钨块到达中子束流中心线上，通过不同厚度的钨块组合方案阻挡真空条件下的中子束流，实验得出在不同厚度钨块阻挡条件下的中子束流的不同中子通量，因此需要多大的中子通量，就驱动相对应的钨块组合方案，调节精度高。
附图说明
[0015]图1为本技术实施例1一种中子通量调节器的外部结构示意图。
[0016]图2为本技术实施例1一种中子通量调节器的水平剖视结构示意图。
[0017]图3为本技术实施例2一种中子通量调节器的控制原理结构示意图。
[0018]附图标注说明：1、真空腔体；2、镜面圆法兰；3、盖板；4、真空插头；5、直线导轨；6、钨块；7、行程开关；8、螺母副；9、滚珠丝杆；10、减速机；11、耐辐照真空电机。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]如图1
‑
3所示，一种中子通量调节器，包括调节模块和电性相连的控制模块、真空腔体1；调节模块包括4块不同厚度的挡块及4组相同的调节组件，挡块选择为钨块6，型号为ATM1850钨镍铁合金，通过烧结机加成型，密度大于18.5g/cm3，调节组件包括直线导轨5、行程开关7、螺母副8、滚珠丝杆9、减速机10、真空耐辐照电机11，控制模块包括一个控制柜，控制柜包含电机驱动器、PLC控制器、触摸屏、开关电源。
[0021]真空腔体1的内底面固定连接于直线导轨5，钨块6滑动连接于直线导轨5，行程开关7固定连接于钨块6上表面的一侧，螺母副8固定连接于钨块6上表面的另一侧，螺母副8螺旋套接于滚珠丝杆9，滚珠丝杆9的一端固定连接于减速机10，减速机10的一端固定连接于真空耐辐照电机11；真空腔体1的前后端面都加工有镜面圆法兰2，以及顶端固定连接有盖板3和真空插头4，真空腔体1和盖板3之间使用柔性石墨垫圈密封，加强了装置连接的密封性，密封效果得到有效的加强。
[0022]在本实施例中，镜面圆法兰2的平面度为0.08mm，表面粗糙度为Ra 0.2μm，用于对接中子束流；4块钨块6的厚度分别是10mm、50mm、100mm、200mm，分别由四个独立工作的真空耐辐照电机11进行驱动，真空耐辐照电机11为57系列步进电机，耐辐照剂量为1*107Gy；真空腔体1的材料为304不锈钢，厚度30mm，真空度为10Pa。
[0023]在本实例中，盖板3上开有耐辐照真空电机11维护专用窗口，方便后期维护，增加了使用的便利性；真空腔体1采用金属机械式行程开关7、陶瓷接线端子以及真空插头4方便插拔更换，保证后续可快速更换零部件。
[0024]在本实施例中，真空腔体1的体内抽真空，保持真空和密封性，体内安装有调节模块，控制模块安装在真空腔体的远端，通过真空插头4和耐辐照线缆与调节模块连接，即控制柜的PLC控制器和电机驱动器分别连接行程开关7、真空耐辐照电机11，避免了辐照对控制电子元件的影响，提高了设备运行的可靠性。
[0025]具体使用时，中子通量调节器安装在大气中子辐照谱仪的中子束流飞行路线上，中子束流通过镜面圆法兰2进入真空腔体1内，镜面圆法兰2的中心线与中子束流中心线重合。钨块6设置有打开与关闭两种运动工位，当钨块6处于中子束流截面外，不阻挡中子束流，为打开工位；当钨块6的中心与中子束流截面中心重合，两者发生散射效应，减少中子通量，为关闭工位。
[0026]操作员在控制柜的触摸屏输入控制指令，由PLC控制器发送信号给电机驱动器，电机驱动器输出电流控制真空耐辐照电机11启动运转，经传动机构将钨块6水平运动至设定位置，触发行程开关7，再将位置信号反馈至PLC控制器，从而精确控制钨块6的运动，实现中子通量的调节；同时真空耐辐照电机11的温度信号反馈到PLC控制器，并在触摸屏显示，控制柜还具有报警联锁功能，当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中子通量调节器，其特征在于：所述中子通量调节器包括调节模块和电性相连的控制模块，所述调节模块包括四块不同厚度的挡块和与挡块数量相同的调节组件，所述控制模块控制调节模块的调节组件驱动挡块直线运动来阻挡中子束流，进而调节中子通量。2.根据权利要求1所述的一种中子通量调节器，其特征在于：所述调节组件包括真空耐辐照电机、减速机、滚珠丝杆及螺母副、行程开关、直线导轨；所述直线导轨活动连接于挡块，所述螺母副固定连接于挡块上端面的一侧，所述行程开关固定连接于挡块上端面的另一侧，所述滚珠丝杆活动连接于螺母副，所述减速机固定连接于滚珠丝杆，所述真空耐辐照电机固定连接于减速机。3.根据权利要求1所述的一种中子通量调节器，其特征在于：所述控制模块包括控制柜，所述控制柜包括电机驱动器、PLC控制器、开关电源、触摸屏。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁柳斌，于全芝，陈造卫，沈飞，林力，梁天骄，
申请(专利权)人：散裂中子源科学中心，
类型：新型
国别省市：