本發(fā)明涉及x射線衍射儀，更具體涉及一種用于x射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀。

背景技術(shù)：

1、測(cè)角儀有著獨(dú)特的衍射幾何要求。在x射線衍射儀中試樣固定在測(cè)角儀圓的中心軸(θ軸)上，光機(jī)和探測(cè)器分布在徑向的圓周上。在常規(guī)結(jié)構(gòu)中，光機(jī)保持不動(dòng)，樣品可沿著中心軸(θ軸)轉(zhuǎn)動(dòng)，探測(cè)器沿著測(cè)角儀圓周以2倍與樣品的旋轉(zhuǎn)速度同步運(yùn)動(dòng)，以保證光機(jī)光線與樣品平面的夾角始終等于衍射光線到樣品平面的夾角相等。試樣中的晶粒取向是混亂的，在人射線照射到試樣表面的大量晶粒中，只有平行于自由表面的某種(hkl)有可能獲得反射(衍射)，而且反射是瞬時(shí)的。在這一瞬間，dhkl(晶面的面網(wǎng)間距)、λ、θ三者滿足布拉格方程關(guān)系，其中θ是人射線或反射線與晶面(即試樣表面)的夾角，而探測(cè)器與入射線的延線則成2θ角在θ和2θ改變的過(guò)程中，探測(cè)器將在某些特定的位置上接收到強(qiáng)的衍射線。θ和2θ通常從低往高方向增大，因此，依次被選出反射x射線的晶面，其間距必然是從大到小。

2、在x射線衍射儀設(shè)備體系統(tǒng)，測(cè)角儀承擔(dān)者最為重要的角度測(cè)量和組件驅(qū)動(dòng)功能，測(cè)角的定位精度和重復(fù)性定位精度很大程度上決定了衍射結(jié)果的質(zhì)量。測(cè)角儀的重復(fù)性定位精度成為區(qū)分不同品牌不同型號(hào)x射線衍射儀性能的重要指標(biāo)。目前市面上如布魯克，日本理學(xué)，帕納科等國(guó)外公司x射線衍射儀的旋轉(zhuǎn)重復(fù)性定位精度達(dá)到0.0001度，旋轉(zhuǎn)定位精度最高可達(dá)0.001度，而國(guó)內(nèi)的x射線衍射儀設(shè)備精度普遍較低，或長(zhǎng)期使用后精度表現(xiàn)較差。

3、測(cè)角儀主要有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、反饋機(jī)構(gòu)和殼體四個(gè)部分組成，各家廠商在上述四個(gè)部分都有差異化設(shè)計(jì)。目前主要的技術(shù)難點(diǎn)是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的背隙誤差和制造誤差對(duì)測(cè)角儀的精度影響最大。常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，而傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿由于背隙的存在導(dǎo)致傳動(dòng)角度的重復(fù)性定位精度在0.005度左右，遠(yuǎn)低于0.0001度。在此基礎(chǔ)上誕生了一些改良技術(shù)，如：零背隙渦輪蝸桿，其缺點(diǎn)是制造技術(shù)難多為國(guó)外采購(gòu)價(jià)格十分昂貴；變導(dǎo)程蝸輪蝸桿，其缺點(diǎn)仍有背隙誤差，重復(fù)性定位精度依然難以達(dá)到0.0001度；凸輪滾子結(jié)構(gòu)，凸輪滾子技術(shù)被日本壟斷，并且安裝需要磨配難以應(yīng)用；雙蝸桿結(jié)構(gòu)，缺點(diǎn)控制上存在困難，并且長(zhǎng)期穩(wěn)定性上有待驗(yàn)證。綜合上述傳動(dòng)方式均具有如下缺點(diǎn)：傳動(dòng)接觸摩擦；安裝預(yù)壓；傳動(dòng)效率不高；定位精度不高；重復(fù)性定位精度不高。

4、專利公告號(hào)為cn117871567a的專利文獻(xiàn)公開了一種提高立式x射線衍射儀測(cè)角精度的方法及測(cè)角定位裝置，在射線管部及探測(cè)器部的轉(zhuǎn)軸上直接安裝雙光學(xué)編碼器，通過(guò)雙光學(xué)編碼器直接測(cè)量射線管部的入射角θ及探測(cè)器部的接收角θ。該方案消除了傳統(tǒng)的電機(jī)傳動(dòng)比系統(tǒng)的角度誤差，采用了在射線管部的轉(zhuǎn)軸上及探測(cè)器部的轉(zhuǎn)軸上直接安裝雙光學(xué)編碼器(光柵鼓、讀數(shù)頭)測(cè)角定位裝置，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量可靠性，但其仍采用傳動(dòng)部件進(jìn)行傳動(dòng)，無(wú)法消除傳動(dòng)結(jié)構(gòu)帶來(lái)的結(jié)構(gòu)誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，如何提高測(cè)角儀的精度。

2、本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問(wèn)題的：一種用于x射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀，包括殼體以及與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)配合的內(nèi)軸和外軸，所述內(nèi)軸位于所述外軸內(nèi)側(cè)，所述殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子一和直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子二，所述直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子一和直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子二分別與內(nèi)軸和外軸固定連接，所述殼體內(nèi)還固定連接有直驅(qū)電機(jī)定子一和直驅(qū)電機(jī)定子二，所述直驅(qū)電機(jī)定子一和直驅(qū)電機(jī)定子二分別能夠驅(qū)動(dòng)直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子一帶動(dòng)內(nèi)軸和直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子二帶動(dòng)外軸分別以其軸線為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

3、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述內(nèi)軸與外軸軸線同軸，且外軸內(nèi)壁與內(nèi)軸外壁之間留有間隙。

4、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述殼體包括固定連接有殼體一和殼體二，所述內(nèi)軸與殼體二轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述外軸與殼體一轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

5、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述內(nèi)軸、外軸均通過(guò)軸承與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)連接，兩個(gè)所述軸承內(nèi)圈分別與內(nèi)軸和外軸固定連接，兩個(gè)所述軸承外圈均與殼體固定連接。

6、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述內(nèi)軸一端設(shè)有圓光柵一、限位塊，所述圓光柵一與內(nèi)軸軸線同軸，所述內(nèi)軸的端面設(shè)有限位塊，所述殼體內(nèi)壁上設(shè)有與限位塊相適配的限位擋片。

7、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述外軸一端設(shè)有圓光柵二、限位塊，所述圓光柵二固定連接在外軸一端，所述外軸的端面固定連接有另一限位塊，所述殼體內(nèi)壁上設(shè)有與該限位塊相適配的限位擋片。

8、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述內(nèi)軸與殼體二轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述外軸與殼體一轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

9、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述內(nèi)軸穿過(guò)外軸的內(nèi)孔，且與外部設(shè)備相連，所述外部設(shè)備包括光機(jī)或探測(cè)器或測(cè)試樣品。

10、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述圓光柵一與直驅(qū)電機(jī)定子一電性連接。

11、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述圓光柵二與直驅(qū)電機(jī)定子二電性連接。

12、本發(fā)明的有益效果在于：

13、(1)本發(fā)明中，通過(guò)直驅(qū)電機(jī)定子一和直驅(qū)電機(jī)定子二分別能夠驅(qū)動(dòng)直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子一帶動(dòng)內(nèi)軸和直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子二帶動(dòng)外軸分別以其軸線為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，直接對(duì)內(nèi)軸和外軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，取消了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，規(guī)避了傳動(dòng)背隙、傳動(dòng)接觸降低精度的問(wèn)題，提高了旋轉(zhuǎn)定位精度和旋轉(zhuǎn)重復(fù)性定位精度。

14、(2)本發(fā)明中，通過(guò)內(nèi)軸與外軸的同軸設(shè)置，且兩者之間留有間隙，可對(duì)光機(jī)和探測(cè)器的組合提供旋轉(zhuǎn)，也可為光機(jī)、探測(cè)器和樣品任意兩者提供旋轉(zhuǎn)以滿足不同場(chǎng)景功能需求的x射線衍射儀，提高了裝置的適用性。

技術(shù)特征：

1.一種用于x射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀，其特征在于，包括殼體以及與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)配合的內(nèi)軸和外軸，所述內(nèi)軸位于所述外軸內(nèi)側(cè)，所述殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子一和直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子二，所述直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子一和直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子二分別與內(nèi)軸和外軸固定連接，所述殼體內(nèi)還固定連接有直驅(qū)電機(jī)定子一和直驅(qū)電機(jī)定子二，所述直驅(qū)電機(jī)定子一和直驅(qū)電機(jī)定子二分別能夠驅(qū)動(dòng)直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子一帶動(dòng)內(nèi)軸和直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子二帶動(dòng)外軸分別以其軸線為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于x射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀，其特征在于，所述內(nèi)軸與外軸軸線同軸，且外軸內(nèi)壁與內(nèi)軸外壁之間留有間隙。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于x射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀，其特征在于，所述殼體包括固定連接有殼體一和殼體二，所述內(nèi)軸與殼體二轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述外軸與殼體一轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于x射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀，其特征在于，所述內(nèi)軸、外軸均通過(guò)軸承與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)連接，兩個(gè)所述軸承內(nèi)圈分別與內(nèi)軸和外軸固定連接，兩個(gè)所述軸承外圈均與殼體固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于x射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀，其特征在于，所述內(nèi)軸一端設(shè)有圓光柵一、限位塊，所述圓光柵一與內(nèi)軸軸線同軸，所述內(nèi)軸的端面設(shè)有限位塊，所述殼體內(nèi)壁上設(shè)有與限位塊相適配的限位擋片。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于x射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀，其特征在于，所述外軸一端設(shè)有圓光柵二、限位塊，所述圓光柵二固定連接在外軸一端，所述外軸的端面固定連接有另一限位塊，所述殼體內(nèi)壁上設(shè)有與該限位塊相適配的限位擋片。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于x射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀，其特征在于，所述內(nèi)軸與殼體二轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述外軸與殼體一轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于x射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀，其特征在于，所述內(nèi)軸穿過(guò)外軸的內(nèi)孔，且與外部設(shè)備相連，所述外部設(shè)備包括光機(jī)或探測(cè)器或測(cè)試樣品。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于x射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀，其特征在于，所述圓光柵一與直驅(qū)電機(jī)定子一電性連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于x射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀，其特征在于，所述圓光柵二與直驅(qū)電機(jī)定子二電性連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于X射線衍射儀的雙軸直驅(qū)測(cè)角儀，包括殼體以及與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)配合的內(nèi)軸和外軸，所述內(nèi)軸位于所述外軸內(nèi)側(cè)，所述殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子一和直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子二，所述直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子一和直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子二分別與內(nèi)軸和外軸固定連接。本發(fā)明中，通過(guò)直驅(qū)電機(jī)定子一和直驅(qū)電機(jī)定子二分別能夠驅(qū)動(dòng)直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子一帶動(dòng)內(nèi)軸和直驅(qū)電機(jī)動(dòng)子二帶動(dòng)外軸分別以其軸線為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，直接對(duì)內(nèi)軸和外軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，取消了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，規(guī)避了傳動(dòng)背隙、傳動(dòng)接觸降低精度的問(wèn)題，提高了旋轉(zhuǎn)定位精度和旋轉(zhuǎn)重復(fù)性定位精度。

技術(shù)研發(fā)人員：黃偉峰,范輝,胡其洋,徐青
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京中研環(huán)科科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30