專利名稱：冷卻式薄膜x射線衍射儀樣品臺(tái)及x射線衍射儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)及X射線衍射儀技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種薄膜測(cè)試裝置，特別涉及一種冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)及X射線衍射儀。
背景技術(shù)：
[0002]生物膜是當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)、軟凝聚態(tài)物理中一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)域。目前人們?cè)谏锬さ幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)、能量轉(zhuǎn)換、元素輸送、生物膜與疾病等方面的研究方面已經(jīng)取得不錯(cuò)的進(jìn)展，但是對(duì)更基礎(chǔ)的生物膜的特性，比如膜與蛋白的相互作用、離子通道、生物膜流動(dòng)性和融和方面還不是很清楚。以上的研究需要使用高強(qiáng)度的同步輻射結(jié)合溫度控制設(shè)備。[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的X射線衍射儀的溫度控制不夠精確，且由于冷卻機(jī)構(gòu)在長(zhǎng)時(shí)間的工作中容易出現(xiàn)過(guò)熱，繼而導(dǎo)致溫度變化，影響測(cè)試結(jié)果。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的薄膜測(cè)試裝置成本較高，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行原溫度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果誤差較大的缺陷，提供一種冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)及X射線衍射儀。[0005]本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的[0006]一種冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，其特點(diǎn)在于，其包括一本體；一位于該本體上方、用于對(duì)該本體進(jìn)行加熱的冷卻機(jī)構(gòu)；一設(shè)于該本體上、用于對(duì)該冷卻機(jī)構(gòu)的散熱面進(jìn)行冷卻的循環(huán)冷卻機(jī)構(gòu)；一與該本體連接的溫度傳感器。[0007]較佳的，該本體的中部設(shè)有一冷卻槽；該循環(huán)冷卻機(jī)構(gòu)包括設(shè)于該冷卻槽的頂面的頂蓋和設(shè)于該冷卻槽的底面的底座；該冷卻槽的槽壁、該頂蓋和該底座形成一冷卻腔； 該循環(huán)冷卻機(jī)構(gòu)還包括與該冷卻腔連通的至少一進(jìn)水管和至少一出水管。[0008]較佳的，該頂蓋的邊緣設(shè)有至少一進(jìn)水口和至少一出水口，該進(jìn)水口和該出水口與該進(jìn)水管和該出水管對(duì)應(yīng)連接。[0009]較佳的，該出水口與該出水管通過(guò)管連接件連接；該進(jìn)水口與該進(jìn)水管通過(guò)另一管連接件連接。[0010]較佳的，該底座的頂面和該頂蓋的底面均設(shè)有一與該冷卻槽適配的凹槽。[0011]較佳的，該冷卻機(jī)構(gòu)為一半導(dǎo)體制冷片，該半導(dǎo)體制冷片通過(guò)至少一壓片與該本體固接；該半導(dǎo)體制冷片的上表面為制冷面，該半導(dǎo)體制冷片的下表面為散熱面。[0012]較佳的，該本體上還設(shè)有一接線柱安裝槽，在該接線柱安裝槽中設(shè)有至少一絕緣片，在該絕緣片上設(shè)有若干接線柱。[0013]較佳的，該溫度傳感器為熱電偶。[0014]較佳的，該本體上還設(shè)有一濕度槽，該濕度槽中容置甘油水溶液。[0015]較佳的，該本體的上方罩設(shè)有一外罩，該外罩的中部設(shè)有一窗口，該窗口被一開(kāi)普敦膜覆蓋，該冷卻機(jī)構(gòu)和該濕度槽位于該外罩中。[0016]本發(fā)明還提供了一種X射線衍射儀，該X射線衍射儀包括一樣品圓，其特點(diǎn)在于， 該樣品圓上設(shè)有所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，以及一與該溫度傳感器連接的溫度控制器。[0017]本實(shí)用新型中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本實(shí)用新型各較佳實(shí)施例。[0018]本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于本實(shí)用新型的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)可以直接安裝在X射線衍射設(shè)備的樣品圓上，并且可以隨著樣品圓一起轉(zhuǎn)動(dòng)，滿足做常規(guī)衍射實(shí)驗(yàn)方式的要求。另外，本體中安裝有循環(huán)冷卻機(jī)構(gòu)，從而達(dá)到進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的低溫原位實(shí)驗(yàn)。[0019]由于對(duì)生物膜的研究不需要太低的溫度，而需要相對(duì)比較好的精度控制，為此本實(shí)用新型的樣品臺(tái)以及X射線衍射儀可以做到-40度到室溫的變化范圍，并且可以控制檢測(cè)環(huán)境的濕度，使用X射線衍射，反射率，掠入射等方法對(duì)生物膜的微結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行測(cè)量， 同時(shí)原位裝置可以用來(lái)做聚合物、高分子的結(jié)晶性方面的研究。


[0020]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)的爆炸圖。[0021]圖2為本實(shí)用新型的X射線衍射儀的結(jié)構(gòu)框圖。[0022]圖3為本實(shí)用新型的X射線衍射儀內(nèi)部相對(duì)濕度與甘油水溶液質(zhì)量含量對(duì)照表。
具體實(shí)施方式
[0023]
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)包括一本體1，在本體 1的中部形成一貫穿本體1頂面和底面的冷卻槽11。在冷卻槽11的一側(cè)設(shè)有一接線柱槽 12，該接線柱槽12同樣貫穿本體1頂面和底面。在該接線柱槽12的頂面和底面均嵌設(shè)一作為絕緣片的陶瓷片13。在陶瓷片13上垂直穿設(shè)有用于連接電源和溫度控制器的接線柱 14。該本體1上還設(shè)有一濕度槽15，該濕度槽中容置有浸透甘油水溶液的海綿。在本體1 上還設(shè)有一罩設(shè)在該冷卻機(jī)構(gòu)外的外罩4，該外罩4中部設(shè)有一窗口 41，該窗口 41被一開(kāi)普敦膜42覆蓋。該半導(dǎo)體制冷片31和濕度槽15均容置于該外罩4中，從而形成一個(gè)與外部環(huán)境隔離的空間。通過(guò)調(diào)整甘油水溶液中甘油質(zhì)量的含量控制該空間中的環(huán)境濕度的變化，濕度控制范圍為40 %至98 %。如圖3所示，當(dāng)甘油含量為55 %時(shí)，該空間中的環(huán)境濕度為80 % ；當(dāng)甘油含量為88 %時(shí)，該空間中的環(huán)境濕度為40 %。[0025]該樣品臺(tái)還包括一個(gè)循環(huán)冷卻機(jī)構(gòu)，其包括了一個(gè)嵌入在冷卻槽11頂面的頂蓋 21和一個(gè)嵌入在冷卻槽11的底面的底座22。由該冷卻槽11的槽壁、頂蓋21和底座22形成一個(gè)用于容置如冷水等冷卻劑的冷卻腔。為了增加該冷卻腔的容積，在底座22的頂面開(kāi)設(shè)一凹槽222，同樣的可在頂蓋21的底面開(kāi)設(shè)另一凹槽。[0026]本實(shí)施例中，該頂蓋21和底座22可通過(guò)螺釘固接于本體1上。當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員也可采用其他現(xiàn)有的活動(dòng)連接方式將它們連接，例如卡接、鉚接或者鑲嵌。[0027]在頂蓋21的邊緣設(shè)有管狀的進(jìn)水口 211和出水口 212。而在本體1上與進(jìn)水口 211和出水口 212適配的部位分別設(shè)有一上凹槽111，在底座22上與進(jìn)水口 211和出水口212適配的部位分別設(shè)有一下凹槽221。底座22與本體1裝配后對(duì)應(yīng)的上凹槽111和下凹槽221將進(jìn)水口 211和出水口 212卡設(shè)于內(nèi)部。而進(jìn)水口 211和出水口 212均通過(guò)一管連接件與對(duì)應(yīng)的進(jìn)水管211’和出水管212’連接。[0028]在頂蓋21的上方設(shè)有一作為冷卻機(jī)構(gòu)的半導(dǎo)體制冷片31。該半導(dǎo)體制冷片31通過(guò)左、右兩組壓片32由螺釘固接在本體1上。[0029]此外，該樣品臺(tái)還包括一用于探測(cè)本體1實(shí)時(shí)溫度的溫度傳感器(圖中未示)。本實(shí)施例中，該溫度傳感器為一熱電偶。[0030]圖2為包含上述樣品臺(tái)的X射線衍射儀，樣品臺(tái)的進(jìn)水管和出水管均與水泵連接， 用于提供冷卻用的冷水，使樣品臺(tái)能夠?qū)Υ郎y(cè)樣品進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的在線原位測(cè)試。樣品臺(tái)固定在X射線衍射儀的樣品圓上，可以跟隨衍射儀的樣品圓轉(zhuǎn)動(dòng)，支持X射線衍射實(shí)驗(yàn)中的對(duì)稱掃描模式。[0031]該X射線衍射儀還包括一溫度控制器，該溫度控制器與樣品臺(tái)的熱電偶連接。通過(guò)該溫度控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)待側(cè)樣品的在線測(cè)試溫度Ttl的控制。溫度控制器通過(guò)樣品臺(tái)中熱電偶來(lái)探測(cè)樣品的實(shí)際溫度T1，然后根據(jù)溫度差ΔΤ = T1-T0,以及溫度控制器自帶的PID自動(dòng)控制算法來(lái)調(diào)節(jié)直流電壓源的輸出電壓，從而調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷片的輸出功率，實(shí)現(xiàn)實(shí)際溫度對(duì)設(shè)定溫度的跟隨。[0032]該X射線衍射儀的測(cè)試溫度可從-40°C升溫至室溫25V，并且溫控精確度可達(dá)到 0. 1°C。[0033]雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 這些僅是舉例說(shuō)明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，其特征在于，其包括一本體；一位于該本體上方、用于對(duì)該本體進(jìn)行加熱的冷卻機(jī)構(gòu)；一設(shè)于該本體上、用于對(duì)該冷卻機(jī)構(gòu)的散熱面進(jìn)行冷卻的循環(huán)冷卻機(jī)構(gòu)；一與該本體連接的溫度傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，其特征在于，該本體的中部設(shè)有一冷卻槽；該循環(huán)冷卻機(jī)構(gòu)包括設(shè)于該冷卻槽的頂面的頂蓋和設(shè)于該冷卻槽的底面的底座；該冷卻槽的槽壁、該頂蓋和該底座形成一冷卻腔；該循環(huán)冷卻機(jī)構(gòu)還包括與該冷卻腔連通的至少一進(jìn)水管和至少一出水管。
3.如權(quán)利要求2所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，其特征在于，該頂蓋的邊緣設(shè)有至少一進(jìn)水口和至少一出水口，該進(jìn)水口和該出水口與該進(jìn)水管和該出水管對(duì)應(yīng)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，其特征在于，該出水口與該出水管通過(guò)管連接件連接；該進(jìn)水口與該進(jìn)水管通過(guò)另一管連接件連接。
5.如權(quán)利要求2所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，其特征在于，該底座的頂面和該頂蓋的底面均設(shè)有一與該冷卻槽適配的凹槽。
6.如權(quán)利要求1所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，其特征在于，該冷卻機(jī)構(gòu)為一半導(dǎo)體制冷片，該半導(dǎo)體制冷片通過(guò)至少一壓片與該本體固接；該半導(dǎo)體制冷片的上表面為制冷面，該半導(dǎo)體制冷片的下表面為散熱面。
7.如權(quán)利要求6所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，其特征在于，該本體上還設(shè)有一接線柱安裝槽，在該接線柱安裝槽中設(shè)有至少一絕緣片，在該絕緣片上設(shè)有若干接線柱。
8.如權(quán)利要求1所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，其特征在于，該溫度傳感器為熱電偶。
9.如權(quán)利要求1所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，其特征在于，該本體上還設(shè)有一濕度槽，該濕度槽中容置甘油水溶液。
10.如權(quán)利要求9所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，其特征在于，該本體的上方罩設(shè)有一外罩，該外罩的中部設(shè)有一窗口，該窗口被一開(kāi)普敦膜覆蓋，該冷卻機(jī)構(gòu)和該濕度槽位于該外罩中。
11.一種X射線衍射儀，該X射線衍射儀包括一樣品圓，其特征在于，該樣品圓上設(shè)有權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，以及一與該溫度傳感器連接的溫度控制器。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)，其包括一本體；一位于該本體上方、用于對(duì)該本體進(jìn)行加熱的冷卻機(jī)構(gòu)；一設(shè)于該本體上、用于對(duì)該冷卻機(jī)構(gòu)的散熱面進(jìn)行冷卻的循環(huán)冷卻機(jī)構(gòu)；一與該本體連接的溫度傳感器。本實(shí)用新型的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺(tái)可以直接安裝在X射線衍射設(shè)備的樣品圓上，并且可以隨著樣品圓一起轉(zhuǎn)動(dòng)，滿足做常規(guī)衍射實(shí)驗(yàn)方式的要求。另外，本體中安裝有循環(huán)冷卻機(jī)構(gòu)，從而達(dá)到進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的低溫原位實(shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01N23/20GK202330313SQ201120471638
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者何慶, 周興泰, 徐洪杰, 李曉龍, 顧月良, 黎忠 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所