專利名稱：X射線定向儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是依據(jù)X射線衍射原理設(shè)計的用于為水晶、硅鍺單晶等單晶材料定向、保證其制成器件性能的一種機電一體化光學(xué)精密儀器——X射線定向儀。
以單衍射原理實現(xiàn)晶體定向的X射線定向儀，其主要部件包括有X射線管、狹縫、被測晶體樣品臺、計數(shù)器、放大器、數(shù)顯器、電表、風(fēng)冷電機、穩(wěn)壓器、控制器、高壓發(fā)生器、高壓電纜、吸泵等。但目前各種X射線定向儀無論進口機型還是國產(chǎn)機型都存在較多的結(jié)構(gòu)和工作性能上的技術(shù)問題。首先是零部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高，特別是很多部件如安裝于測角儀上的狹縫，占據(jù)了測試平臺極有限空間，使之無法測試體積較大的晶體，大大局限了其應(yīng)用范圍，為大塊晶體測試造成了一定的困難。其二，經(jīng)長期研究實踐還表明原有機型有多處累贅結(jié)構(gòu)，如管套下方的定位軸和測角儀殼外與該定位軸之間的連接器部件，實際上已無利用價值，此類部件的設(shè)置增加了定向儀精度加工的難度、增加了定向儀成本，同時機器結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，調(diào)試程序復(fù)雜，它是影響調(diào)試精度的主要原因之一；原有保護X射線管的熱繼電器，其電氣安裝部件的結(jié)構(gòu)也極為繁雜且不合理，該保護電路是由熱繼電器低壓工作回路和射線管高壓控制回路組成，其中低壓工作回路是將220V交流電源降壓、整流、濾波后，串聯(lián)聯(lián)接有熱繼電器接點和一直流繼電器，由直流繼電器控制接點接入高壓控制回路的控制支路中，由該支路的繼電器動作接點切斷高壓實現(xiàn)保護。其三，本設(shè)備中，旋轉(zhuǎn)編碼器和蝸輪片分別是其電子組成和機械組成中精度最高且價格最為昂貴的部件，但原機型中旋轉(zhuǎn)編碼器的軸與蝸桿軸之間采用的是硬聯(lián)接，這種聯(lián)接方式無法使兩軸達到理想的同軸運轉(zhuǎn)，因此勢必導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)編碼器的軸受徑向扭矩的破壞而受損，另外蝸輪片與蝸桿的嚙合結(jié)構(gòu)、電路線路板的裸露結(jié)構(gòu)無法在潮濕環(huán)境穩(wěn)定工作氣泵過濾器漏氣等多處問題，是造成定向儀故障率高、維修費用高昂、工作穩(wěn)定性差的主要原因。因此，現(xiàn)有的X射線定向儀結(jié)構(gòu)是極不理想的。
本實用新型的發(fā)明目的在于提供在保證現(xiàn)有X射線定向儀工作精度的前提下，提供一種結(jié)構(gòu)簡化、工作可靠、易于操作、實用、經(jīng)濟的新一代X射線定向儀。
本實用新型所提供的X射線定向儀，其組成結(jié)構(gòu)包括有X射線管、被測晶體樣品臺、計數(shù)器、放大器、數(shù)顯器、電表、風(fēng)冷電機、穩(wěn)壓器、控制器、高壓發(fā)生器、高壓電纜、吸泵等部件，本技術(shù)方案實現(xiàn)上述發(fā)明目的的主要技術(shù)手段在于在X射線管管套上固定安裝有一狹縫座，狹縫座上設(shè)有用于阻擋X射線由狹縫射出的可滑動擋板，拆除管套下方臺面上的定位軸和與該定位軸聯(lián)接的測角儀殼外的連接器兩部件。
上述技術(shù)方案中，管套上設(shè)置一熱繼電器，該熱繼電器接點與控制繼電器共同串聯(lián)在高壓控制回路的控制支路中，控制繼電器的開關(guān)接點串聯(lián)在射線管高壓變壓器的主回路中。
為改變原有定向儀中旋轉(zhuǎn)編碼器的軸與蝸桿之間的硬聯(lián)接結(jié)構(gòu)，在上述技術(shù)方案中，旋轉(zhuǎn)編碼器的軸與蝸桿之間由一軟接頭聯(lián)接，該軟接頭的外表面設(shè)有徑向凹環(huán)。為保證蝸輪片與蝸桿之間的嚙合精度，蝸輪片上設(shè)有一使其與蝸桿緊密嚙合的拉簧。另外，為保證本定向儀在濕度較大的工作環(huán)境中穩(wěn)定工作，并保證其測試精度，計數(shù)器的高頻高壓發(fā)生器和其電源變壓器的線路板及器件分別用環(huán)氧樹脂封固，其輸出端與計數(shù)器的放大器、數(shù)顯板和旋轉(zhuǎn)編碼器連接。
本實用新型所設(shè)計的X射線定向儀具有如下的幾項優(yōu)點由于本設(shè)計將固定于管套上的狹縫座結(jié)構(gòu)取代了原有的固定在測角儀的狹縫部件，大大延伸了極寶貴的測試空間，因此本定向儀可以測試原有機型無法測試的尺寸較大的晶體，擴大了本定向儀的應(yīng)用范圍。本技術(shù)還通過取消定位軸、連接器以及通過改進熱繼電器的電路聯(lián)接結(jié)構(gòu)大大簡化了定向儀的組成，能夠在提高測試質(zhì)量和工作穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，使定向儀結(jié)構(gòu)更為簡潔、更易于操作、更易于達到測試精度，因而本實用新型所設(shè)計的X射線定向儀更為實用、經(jīng)濟、可靠，明顯縮短了維修周期、降低了維修成本。
以下結(jié)合附圖所示的具體實施例結(jié)構(gòu)詳細說明本實用新型的技術(shù)內(nèi)容。


圖1為本實用新型的整體組成結(jié)構(gòu)示意圖圖2、圖3分別為安裝于管套上的狹縫座主視圖和俯視圖圖4為熱繼電器聯(lián)接的電氣原理圖圖5為旋轉(zhuǎn)編碼器與蝸桿之間的聯(lián)接結(jié)構(gòu)示意圖圖6為蝸輪片部分的結(jié)構(gòu)示意圖圖7為測角儀殼體固定部分的結(jié)構(gòu)示意圖圖8為吸示過濾器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示，本實用新型的X射線定向儀，其組成包括有X射線管、被測晶體樣品臺3、計數(shù)器4、管套1、穩(wěn)壓器14和控制器、高壓發(fā)生器15、吸泵16、高壓電纜13、管套1內(nèi)的X射線管、風(fēng)冷電機、放大器等，本技術(shù)的主要特點是設(shè)計了一種固定于管套1上的狹縫座2，該狹縫座的底座設(shè)有一狹縫，其前端的凹口2c端面設(shè)有一擋板2b，擋板2b上設(shè)有與狹縫位于同一條直線的射線穿孔2d，底座中滑動設(shè)有用于阻擋X射線由其狹縫射出的擋板2a。X射線管所產(chǎn)生的X射線可直接通過該狹縫座2的狹縫及穿孔2d照射到被測試晶體上進行測試工作，就可將原所占用的測試空間用于晶體的測試，擴大了被測晶體尺寸的測試范圍。實踐還證明，管套1下方的測角儀定位軸及其測角儀的定位連接器的設(shè)置是多余的，為使本機型更為經(jīng)濟，省去這兩個部件。
除了簡化其機械結(jié)構(gòu)外，本實用新型還對其電氣部分的結(jié)構(gòu)進行了簡化，主要是將X射線管的溫度保護電路進行了改進。如圖4所示，將熱繼電器設(shè)置于管套1上，其接點JU和控制繼電器J線圈串聯(lián)在高壓控制回路的控制支路中，繼電器J的控制接點J2、J3串聯(lián)在射線管高壓變壓器的主回路中。當(dāng)X射線管處于高溫工作狀態(tài)時，熱繼電器的接點JU斷離，繼電器J的控制接點J2、J3因其線圈失去維持其吸合的工作電流而切斷射線管高壓變壓器的主工作回路。該電氣結(jié)構(gòu)遠比現(xiàn)有的電氣結(jié)構(gòu)簡單，其工作更加可靠。為使本定向儀的數(shù)顯部分工作更加精確、穩(wěn)定，既使在南方潮濕的環(huán)境下也能有穩(wěn)定的工作輸出，本技術(shù)將計數(shù)器4的高頻高壓發(fā)生器和其電源變壓器的電子線路板及其器件分別用環(huán)氧樹脂封固，其輸出端與計數(shù)器的放大器、數(shù)顯板和旋轉(zhuǎn)編碼器8連接。通過該方法使電路工作的電子信號不再因濕氣而受影響。
為盡量降低本X射線定向儀各組成部件間相互配合時的磨損，延長其機械使用壽命，減少設(shè)備的維修、維護量，并使本定向儀的各組成部件具有較強的通用性，本技術(shù)還在以下幾處進行了結(jié)構(gòu)改進一、由于原來計數(shù)器的旋轉(zhuǎn)編碼器8的軸與蝸桿9之間采用硬聯(lián)接方式連接的，這種結(jié)構(gòu)不可能使兩軸達到絕對同軸，因此在運行中必然會在兩軸間產(chǎn)生小的扭矩，它的存在會很快破壞最為貴重的旋轉(zhuǎn)編碼器8，為此本技術(shù)中計數(shù)器的旋轉(zhuǎn)編碼器8的軸與蝸桿9之間采用軟聯(lián)接方式，即通過一軟接頭8a將旋轉(zhuǎn)編碼器8的軸與蝸桿9聯(lián)接起來，使其同步運轉(zhuǎn)，保護了旋轉(zhuǎn)編碼器8。二、在中國專利ZL94230385.7中為了延長蝸輪片10的使用壽命，使之達到理論所推斷的延長一倍的壽命，曾提到在主軸端多設(shè)一組蝸輪片固定孔10K，并與原固定孔組中心角相差β°，可使蝸輪片具有前后兩段常用工作段。為真正達到甚至超過延長一倍的使用壽命，則需要確保蝸輪片10與蝸桿9的嚙合精度，否則這一理論值無法達到，如圖6所示，蝸輪片10通過一拉簧10T使兩部件的嚙合齒緊密嚙合。根據(jù)蝸輪片10前后段使用磨損程度換位時，由于機器內(nèi)部的安裝空間極其有限，則需配備長短不同的兩種拉簧，當(dāng)處于前段應(yīng)用時，其扇形角處與拉簧的固定端距離較近，則使用較短的拉簧；當(dāng)處于后半段使用時，其扇形角處與拉簧的固定端距離較遠，則應(yīng)使用較長的拉簧。三、由于射線光路原因，左右測角儀的殼體22無法通用，給生產(chǎn)安裝帶來了極大的不便，本技術(shù)采用了如下的解決方式，即以測角儀殼22上主軸孔23的中心線為對稱軸，對稱設(shè)有兩個M10的固定螺孔22c、22b，當(dāng)這種測角儀殼22作為左工作臺時，則用螺栓固定左位的固定螺孔22b；當(dāng)這種測角儀殼22作為右工作臺時，則用螺栓固定右位的固定螺孔22c，這種通用結(jié)構(gòu)極大地方便了生產(chǎn)和安裝。如圖8所示，原有的過濾器的殼體是由上下兩半殼體20a、20b螺紋連接的，由于螺紋縫隙處漏氣，大大減小了吸泵的吸力，甚至無法吸住晶片，為改變這一狀況，在兩半殼體20a、20b的螺紋連接處設(shè)有密封膠墊20c。
權(quán)利要求1.一種X射線定向儀，其組成結(jié)構(gòu)包括有X射線管、被測晶體樣品臺(3)、計數(shù)器(4)、放大器、數(shù)顯器、電表、風(fēng)冷電機、穩(wěn)壓器(14)、控制器、高壓發(fā)生器(15)、高壓電纜(13)、吸泵(16)等部件，其特征在于在X射線管管套(1)上固定安裝有一狹縫座(2)，狹縫座(2)上設(shè)有用于阻擋X射線由其狹縫射出的可滑動擋板(2a)，拆除管套(1)下方臺面上的定位軸和與該定位軸聯(lián)接的測角儀殼外的連接器兩部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線定向儀，其特征在于管套(1)上設(shè)置一熱繼電器，該熱繼電器接點(Ju)與控制繼電器(J)共同串聯(lián)在高壓控制回路的控制支路中，控制繼電器的開關(guān)接點(J2，J3)串聯(lián)在射線管高壓變壓器的主回路中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線定向儀，其特征在于旋轉(zhuǎn)編碼器(8)的軸與蝸桿(9)之間由一軟接頭(8a)聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線定向儀，其特征在于計數(shù)器的高頻高壓發(fā)生器和其電源變壓器的電子線路板及其器件分別用環(huán)氧樹脂封固，其輸出端與計數(shù)器的放大器、數(shù)顯板和旋轉(zhuǎn)編碼器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線定向儀，其特征在于蝸輪片(10)上作用一使其與蝸桿(9)緊密嚙合的拉簧(10T)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線定向儀，其特征在于所配備的拉簧(10T)為長短不同兩個，一是蝸輪片(10)處于前段應(yīng)用時的短拉簧，一是蝸輪片(10)處于后半段嚙合齒應(yīng)用時的長拉簧。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線定向儀，其特征在于以測角儀殼上主軸孔(23)的中心線為對稱軸，在測角殼底邊對稱設(shè)有兩個M10的固定螺孔(22c，22b)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線定向儀，其特征在于吸泵過濾器(20)的兩半殼體(20a、20b)的螺紋連接口之間設(shè)有一密封膠墊(20c)。
專利摘要本實用新型涉及的是一種用于精確測試單晶晶片并為其定向的機電一體化產(chǎn)品—X射線定向儀,它包括有X射線管、被測晶體樣品臺、計數(shù)器、放大器、數(shù)顯器、電表、風(fēng)冷電機、穩(wěn)壓器、控制器、高壓發(fā)生器、高壓電纜、吸泵等,本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處是將一狹縫座固定安裝在X射線管管套上,狹縫座上設(shè)有用于阻擋X射線由其狹縫射出的可滑動擋板,同時拆除了管套下方的定位軸和與該定位軸聯(lián)接的測角儀殼外的連接器兩部件。本X射線定向儀具有應(yīng)用范圍廣、適用性強、結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、工作精度高、可靠的特點。
文檔編號G01N23/207GK2409516SQ00211018
公開日2000年12月6日 申請日期2000年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月2日
發(fā)明者趙久 申請人:趙久