專利名稱：一種x射線強度衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種用于降低X射線強度的衰減器，具體涉及ー種X射線強度衰減器。
背景技術(shù)：
隨著人類基因組測序的完成，由基因控制表達(dá)的各種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)的測定成為當(dāng)今生物學(xué)家的首要任務(wù)。確切地了解每ー種蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，無論是對于客觀地了解蛋白質(zhì)的各項功能，還是研究出直接有效的治療藥物都是非常重要的。目前蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的測定80%以上是利用晶體X射線衍射的方法來解析的。在采集X射線衍射數(shù)據(jù)時，要采集上百張晶體衍射圖。為了使整套數(shù)據(jù)能夠解析相位，需要精確控制每張衍射圖的曝光時間。在同步輻射裝置上，X光強度極高，采集ー張衍射圖一般只需要I秒或者更短的曝光時間。但是，在控制曝光時間的同吋，晶體旋轉(zhuǎn)軸與快門之間精確的同步控制對數(shù)據(jù)質(zhì)量至關(guān)重要，因此無法將曝光時間減至任意短。對于那些生長的比較好的晶體，衍射強度往往會高于探測器的探測范圍，因此就需要將強度降低。而有些蛋白質(zhì)晶體樣品對X射線輻射非常敏感，在高強度的X射線照射下其結(jié)構(gòu)會很快被破壞，在這種情況下，也需要將X射線的強度衰減下來。此外，由于在采集數(shù)據(jù)的同步輻射光束線的實驗站內(nèi)安裝有許多設(shè)備，空間有限，因此要求衰減器結(jié)構(gòu)緊湊，同時還要求能夠方便地調(diào)整衰減率，由于衰減器還必須運行在低真空內(nèi)，以降低空氣對X射線的吸收及散射。因此，有必要開發(fā)出ー種能克服上述問題的X射線強度衰減器。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題是提供一種緊湊、易于調(diào)節(jié)、可適用于低真空的X射線強度衰減設(shè)備，能夠方便的將高強度X射線衰減至所需范圍。同時還可以安裝不同類型的標(biāo)準(zhǔn)樣品，用于X射線能量標(biāo)定。本實用新型采用下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題本實用新型提供ー種X射線強度衰減器，包括由真空室和貫穿所述真空室的低真空管道組成的低真空腔體；兩個相對平行設(shè)置的旋轉(zhuǎn)盤，位于所述真空室內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)盤上分別設(shè)有沿圓周均勻分布的若干數(shù)目的安裝孔，所述兩個旋轉(zhuǎn)盤上各有至少ー個所述安裝孔為空，其余所述安裝孔安裝衰減片或標(biāo)準(zhǔn)樣品片；依次與所述旋轉(zhuǎn)盤連接的磁流體和聯(lián)軸器；與所述聯(lián)軸器連接的步進(jìn)電機；與所述步進(jìn)電機連接的實驗物理及エ藝控制系統(tǒng)；以及分別與所述低真空管道的兩端連接的支架。所述衰減片的材質(zhì)選自高純鋁片和碳膜中的ー種或多種。所述衰減片具有不同厚度,選自O(shè). l_2mm。所述真空室具有真空抽ロ，與抽真空裝置相連，以滿足所述低真空腔體的真空度要求。所述支架上具有水平可調(diào)螺絲和豎直可調(diào)螺絲。所述標(biāo)準(zhǔn)樣品片的材質(zhì)選自硒、金、銅等各種所需標(biāo)準(zhǔn)樣品。所述安裝孔的數(shù)目選自5-15個。優(yōu)選地,所述安裝孔為8-12個,最優(yōu)為9個。優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)盤由鋁制得，厚度為5mm，直徑為174mm，所述安裝孔為9個，直徑為15mm,所述衰減片為直徑為14mm的圓形薄片。 本實用新型提供的X射線強度衰減器，主要供高強度同步輻射光束線使用?？梢苑奖愕膶⑷肷涓邚姸萖光衰減到任意所需的范圍內(nèi)。同時，此種X射線強度衰減器結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)節(jié)方便并可用于低真空環(huán)境內(nèi)。本實用新型中衰減器的控制通過實驗物理及エ藝控制系統(tǒng)(ExperimentalPhysics and Industrial Control System, EPICS)來實現(xiàn)，該系統(tǒng)可以根據(jù)能量的范圍，自動采用不同材質(zhì)的衰減片，高能采用高純鋁片，低能采用碳膜，并根據(jù)不同能量計算需要采用的不同厚度衰減片的組合，操作性能高。

參考隨后的作為本實用新型的典型實施例示出的附圖，該說明將更容易理解，但不應(yīng)理解為對本實用新型范圍的限制。圖I示出了本實用新型的X射線強度衰減器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了本實用新型的X射線強度衰減器的剖面圖；圖3示出了沿著圖2中的線A-A’的橫截面視圖。其中，主要附圖標(biāo)記的含義I、旋轉(zhuǎn)盤2、安裝孔3、真空室4、低真空管道5、低真空腔體6、磁流體7、聯(lián)軸器8，8’、步進(jìn)電機9、支架10、水平可調(diào)螺絲11、豎直可調(diào)螺絲12、真空抽ロ 13、法蘭
具體實施方式
為使進(jìn)一歩深入了解本實用新型的技術(shù)手段與特征，謹(jǐn)配合附圖再予舉例進(jìn)ー步具體說明于后根據(jù)本實用新型的ー個優(yōu)選實施例，本實用新型提供的X射線強度衰減器包括相對平行設(shè)置的旋轉(zhuǎn)盤1，兩個旋轉(zhuǎn)盤上分別設(shè)有沿圓周均勻分布的若干數(shù)目的安裝孔2，每個旋轉(zhuǎn)盤上空出ー個安裝孔，其余安裝孔安裝不同材質(zhì)以及不同厚度的衰減片；由于部分衰減片的材質(zhì)(比如碳膜)不能在大氣中被高強度X射線照射，因此安裝衰減片的旋轉(zhuǎn)盤必須安裝于低真空環(huán)境中。所以本實用新型的衰減器還包括由真空室3和貫穿真空室3的低真空管道4組成的低真空腔體5，以及分別與所述低真空管道的兩端連接的支架9 ;旋轉(zhuǎn)盤就安裝于所述真空室3內(nèi)，低真空管道4通過法蘭13與其他低真空管道(圖未示)連接，保持該腔體內(nèi)的低真空度。旋轉(zhuǎn)盤I依次與磁流體6和聯(lián)軸器7連接,步進(jìn)電機8,8’再與聯(lián)軸器連接。而該衰減器的主要控制系統(tǒng)由實驗物理及エ藝控制系統(tǒng)(ExperimentalPhysics and Industrial Control System, EPICS)來完成，該系統(tǒng)與步進(jìn)電機8連接，該系統(tǒng)的工作原理為=EPICS根據(jù)樣品所能承受的X射線能量的范圍，可自動選擇不同材質(zhì)和厚度的衰減片，使得兩個旋轉(zhuǎn)盤相對旋轉(zhuǎn)，使符合要求的兩個衰減片對齊，由于存在兩個旋轉(zhuǎn)盤，因此兩個衰減片的任意材質(zhì)和厚度的組合使得本實用新型提供的衰減器實現(xiàn)了對X射線能量的精密和自由控制。根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例，所述衰減片的材質(zhì)可選自為高純鋁片、碳膜等等，適用于不同實驗的X射線能量范圍的要求，例如，高能采用高純鋁片，低能采用碳膜。根據(jù)本實用新型的ー個優(yōu)選實施例，所述衰減片還可具有不同厚度，選自
O.l-2mm。根據(jù)本實用新型的ー個優(yōu)選實施例，所述真空室3優(yōu)選具有真空抽ロ 12，用干與抽真空裝置相連，以滿足低真空腔體的真空度需求。根據(jù)本實用新型的ー個優(yōu)選實施例，所述支架9上優(yōu)選設(shè)有水平可調(diào)螺絲10和豎 直可調(diào)螺絲11，用于對衰減器進(jìn)行水平和豎直方向上位置的調(diào)節(jié)。由于一般在同步輻射光束線上，X光的方向及位置都是固定的，因此，該可調(diào)螺絲的設(shè)置使得衰減器的高度和位置都能進(jìn)行方便的調(diào)節(jié)。根據(jù)本實用新型的ー個優(yōu)選實施例，該衰減器除了用于衰減X射線強度之外，還可用于標(biāo)定X射線的強度。具體通過在安裝孔內(nèi)安裝特定的標(biāo)準(zhǔn)樣品片，材質(zhì)選自硒、金、銅等。在實驗時，將安裝有標(biāo)準(zhǔn)樣品片的安裝孔和ー個不安裝樣品片和衰減片的安裝孔對齊，讓X射線穿過，通過測量這些元素的吸收邊進(jìn)而對X射線能量進(jìn)行標(biāo)定。根據(jù)本實用新型的ー個優(yōu)選實施例，所述安裝孔為優(yōu)選為5-15個，更優(yōu)選為8-12個，最優(yōu)為9個。根據(jù)本實用新型的ー個優(yōu)選實施例，如圖3所示，旋轉(zhuǎn)盤2由鋁所制，厚度為5mm，直徑為174_。姆個旋轉(zhuǎn)盤上制作有9個直徑為15_的安裝孔,均勻分布于直徑為160_的圓周上。衰減片為直徑14mm的圓形薄片。旋轉(zhuǎn)盤直徑為174mm,低真空腔體外徑為253mm,圓孔中心至支架底座底面高度為300mm。下面對本實用新型優(yōu)選實施例的雙轉(zhuǎn)盤式X射線強度衰減器的操作方法做進(jìn)ー步說明步驟I :在兩個旋轉(zhuǎn)盤的安裝孔內(nèi)分別安裝不同材質(zhì)及厚度的衰減片，每個旋轉(zhuǎn)盤的9個孔中，有ー個不安裝衰減片。步驟2 :將衰減器安裝在實驗站內(nèi)的低真空管道系統(tǒng)中，抽真空。步驟3 :將兩個未安裝衰減片的的安裝孔對齊，即可讓未經(jīng)過衰減的X光通過衰減器。步驟4 :通過程序計算不同能量下、不同厚度衰減片對X光的衰減程度，旋轉(zhuǎn)兩個旋轉(zhuǎn)盤，組合成不同厚度，達(dá)到所需要的衰減范圍。本實用新型提供的X射線強度衰減器中，根據(jù)所需安裝的衰減片的類型和厚度的需求，可相應(yīng)調(diào)整安裝孔的直徑以及數(shù)目。以上雖然描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本實用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實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用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.ー種X射線強度衰減器，其特征在于，包括 由真空室和貫穿所述真空室的低真空管道組成的低真空腔體； 兩個相對平行設(shè)置的旋轉(zhuǎn)盤，位于所述真空室內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)盤上分別設(shè)有沿圓周均勻分布的若干數(shù)目的安裝孔，所述兩個旋轉(zhuǎn)盤上各有至少ー個所述安裝孔為空，其余所述安裝孔安裝衰減片或標(biāo)準(zhǔn)樣品片； 依次與所述旋轉(zhuǎn)盤連接的磁流體和聯(lián)軸器； 與所述聯(lián)軸器連接的步進(jìn)電機； 與所述步進(jìn)電機連接的實驗物理及エ藝控制系統(tǒng)；以及 分別與所述低真空管道的兩端連接的支架。
2.如權(quán)利要求I所述的X射線強度衰減器，其特征在于，所述衰減片的材質(zhì)選自高純鋁片和/或碳膜。
3.如權(quán)利要求I所述的X射線強度衰減器，其特征在于，所述衰減片具有不同厚度，選自 O.l_2mm。
4.如權(quán)利要求I所述的X射線強度衰減器，其特征在于，所述真空室具有真空抽ロ，與抽真空裝置相連。
5.如權(quán)利要求I所述的X射線強度衰減器，其特征在于，所述支架上具有水平可調(diào)螺絲和豎直可調(diào)螺絲。
6.如權(quán)利要求I所述的X射線強度衰減器，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)樣品片的材質(zhì)選自硒、金、銅。
7.如權(quán)利要求I所述的X射線強度衰減器，其特征在于，所述安裝孔的數(shù)目選自5-15個。
8.如權(quán)利要求7所述的X射線強度衰減器，其特征在于，所述安裝孔為9個。
9.如權(quán)利要求I所述的X射線強度衰減器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)盤由鋁制得，厚度為5mm,直徑為174mm,所述安裝孔為9個,直徑為15mm,所述衰減片為直徑為14mm的圓形薄片。
專利摘要本實用新型提供一種X射線強度衰減器，包括由真空室和貫穿真空室的低真空管道組成的低真空腔體；兩個相對平行設(shè)置的旋轉(zhuǎn)盤，位于所述真空室內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)盤上分別設(shè)有沿圓周均勻分布的若干數(shù)目的安裝孔，所述兩個旋轉(zhuǎn)盤上各有至少一個所述安裝孔不安裝衰減片，其余所述安裝孔安裝衰減片或標(biāo)準(zhǔn)樣品片；依次與旋轉(zhuǎn)盤連接的磁流體和聯(lián)軸器；與所述聯(lián)軸器連接的步進(jìn)電機；與步進(jìn)電機連接的實驗物理及工藝控制系統(tǒng)；以及分別與所述低真空管道的兩端連接的支架。本實用新型提供的X射線強度衰減器主要供高強度同步輻射光束線使用，可以方便的將入射高強度X光衰減到所需的范圍內(nèi)。同時，此種新型衰減器結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)節(jié)方便并可用于低真空環(huán)境內(nèi)。
文檔編號G01N23/20GK202486073SQ20122009127
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者何建華, 張敏, 汪啟勝, 黃勝 申請人:中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所