一種冷中子三軸譜儀的樣品散射平面的調(diào)整裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本實用新型涉及中子散射技術(shù)領域，特別是關(guān)于一種冷中子三軸譜儀（cold neutron triple axis spectrometer)的樣品散射平面的調(diào)整裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 中子散射技術(shù)是通過不同類型的中子散射譜儀來充分實現(xiàn)的。中子散射遵循倒格 矢空間的Ewald球，滿足Ε-?^ = ·φ其中，為入射中子束矢量，為出射中子束矢量， 迂為散射波矢。通過改變1^和0的大小以及.?的方向，可以測得K及寫:形成的平面內(nèi)的 不同大小及方向的散射波矢茍，所有可測得的庫組成的平面稱為散射平面。對于冷中子三軸 譜儀，?ζ和?；_都是水平面內(nèi)的矢量，所以旁也一定位于水平面內(nèi)，這就是說只能測到水平面 內(nèi)的散射波矢，因此樣品需放置于樣品臺并且使得我們感興趣的散射平面處于入射中子束 和出射中子束形成的水平面內(nèi)，從而進行相關(guān)物理量的測量。樣品的散射平面通常由兩個 倒格矢確定，這兩個倒格矢一般為所測樣品的晶向。
[0003] 國內(nèi)首臺冷中子三軸譜儀搭建在中國工程研宄院的反應堆的冷中子束線上，和國 際上現(xiàn)有的冷中子三軸譜儀的樣品臺一樣，提供兩個繞ζ軸回轉(zhuǎn)的Θ旋轉(zhuǎn)臺和2 Θ旋轉(zhuǎn) 臺，在樣品臺上再安裝兩個傾斜臺，就樣品散射平面的調(diào)整來說缺乏精確性、高效性，導致 樣品首次放置于樣品臺上的兩個傾斜臺后，需要到樣品臺附近憑借經(jīng)驗進行多次地手動調(diào) 整或重新固定樣品，逐漸地把樣品的散射平面調(diào)整到可接受的誤差范圍內(nèi)，這樣既浪費了 大量的中子束流時間，又使得實驗人員多次暴露在殘余的輻射環(huán)境中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能夠精確、高效地確定樣品的散射 平面的冷中子三軸譜儀的樣品散射平面的調(diào)整裝置。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案：一種冷中子三軸譜儀的樣品散 射平面的調(diào)整裝置，其特征在于：它包括一旋轉(zhuǎn)臺、一升降臺、一上部傾斜臺、一下部傾斜 臺、四圓柱銷、一圓形支撐板和一上位機；所述旋轉(zhuǎn)臺包括旋轉(zhuǎn)臺面固定座、旋轉(zhuǎn)臺面、第一 轉(zhuǎn)動機構(gòu)、第一步進電機和第一編碼器；所述旋轉(zhuǎn)臺面固定座的頂部通過所述第一轉(zhuǎn)動機 構(gòu)固定連接所述旋轉(zhuǎn)臺面，所述旋轉(zhuǎn)臺面的頂部中心設置有一用于固定樣品架的安裝孔； 所述第一轉(zhuǎn)動機構(gòu)的輸入端連接所述第一步進電機的輸出端，所述第一步進電機轉(zhuǎn)動帶動 所述第一轉(zhuǎn)動機構(gòu)轉(zhuǎn)動，進而帶動所述旋轉(zhuǎn)臺面及安裝在其上的樣品架做旋轉(zhuǎn)運動；所述 第一編碼器固定安裝在所述第一步進電機尾部的轉(zhuǎn)軸上用于測量所述第一步進電機的轉(zhuǎn) 動角度，并將測量的轉(zhuǎn)動角度通過電纜線發(fā)送給所述上位機；另外，所述旋轉(zhuǎn)臺面固定座的 底部中心還設置有一連接用銷孔；所述升降臺包括升降臺面固定座、升降臺面、升降機構(gòu)、 第二步進電機和第二編碼器；所述升降臺面固定座的頂部通過所述升降機構(gòu)連接所述升降 臺面，所述升降機構(gòu)的輸入端連接所述第二步進電機的輸出端，所述第二步進電機轉(zhuǎn)動帶 動所述升降機構(gòu)上下運動；所述第二編碼器固定安裝在所述第二步進電機尾部的轉(zhuǎn)軸上 用于測量所述第二步進電機的轉(zhuǎn)動角度，并將測量的轉(zhuǎn)動角度通過電纜線發(fā)送給所述上位 機；另外，所述升降臺面的頂部中心還設置有一用于與所述旋轉(zhuǎn)臺面固定座的底部中心連 接用銷孔進行銷接的銷孔；使用時，通過所述圓柱銷將所述旋轉(zhuǎn)臺面固定座固定在所述升 降臺面上；所述升降臺面固定座的底部中心設置有一連接用銷孔；所述上部傾斜臺包括上 部傾斜弧形臺面固定座、上部傾斜弧形臺面、第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)、第三步進電機和第三編碼器； 所述上部傾斜弧形臺面固定座的頂部設置有橫向弧形軌道，所述上部傾斜弧形臺面底部設 置有與所述橫向弧形軌道相匹配的弧形突起結(jié)構(gòu)，所述上部傾斜弧形臺面通過所述第二轉(zhuǎn) 動機構(gòu)安裝在所述上部傾斜弧形臺面固定座的頂部，所述第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)的輸入端連接所述 第三步進電機的輸出端，所述第三步進電機轉(zhuǎn)動帶動所述第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)轉(zhuǎn)動，使所述上部 傾斜弧形臺面沿所述上部傾斜弧形臺面固定座的所述橫向弧形軌道進行轉(zhuǎn)動，所述第三編 碼器固定安裝在所述第三步進電機尾部的轉(zhuǎn)軸上用于測量所述第三步進電機的轉(zhuǎn)動角度， 并將測量的轉(zhuǎn)動角度通過電纜線發(fā)送給所述上位機；另外，所述上部傾斜弧形臺面的頂部 設置有一用于與所述升降臺面固定座底部中心連接用銷孔進行銷接的銷孔；使用時，通過 所述圓柱銷將所述升降臺面固定座固定在所述上部傾斜弧形臺面上；所述上部傾斜弧形臺 面固定座的底部中心設置有一連接用銷孔；所述下部傾斜臺包括下部傾斜弧形臺面固定 座、下部傾斜弧形臺面、第三轉(zhuǎn)動機構(gòu)、第四步進電機和第四編碼器；所述下部傾斜弧形臺 面固定座的頂部設置有縱向弧形軌道，所述下部傾斜弧形臺面底部設置有與所述縱向弧形 軌道相匹配的弧形突起結(jié)構(gòu)，所述下部傾斜弧形臺面通過所述第三轉(zhuǎn)動機構(gòu)安裝在所述下 部傾斜弧形臺面固定座的頂部，所述第三轉(zhuǎn)動機構(gòu)的輸入端連接所述第四步進電機的輸出 端，所述第四步進電機轉(zhuǎn)動帶動所述第三轉(zhuǎn)動機構(gòu)轉(zhuǎn)動，使所述下部傾斜弧形臺面沿所述 下部傾斜弧形臺面固定座的所述縱向弧形軌道進行轉(zhuǎn)動，所述第四編碼器固定安裝在所述 第四步進電機尾部的轉(zhuǎn)軸上用于測量所述第四步進電機的轉(zhuǎn)動角度，并將測量的轉(zhuǎn)動角度 通過電纜線發(fā)送給所述上位機，另外，所述下部傾斜臺的回轉(zhuǎn)中心與所述下部傾斜弧形臺 面之間的垂直距離等于所述上部傾斜臺的高度與所述上部傾斜弧形臺面到所述上部傾斜 臺的回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離之和，所述下部傾斜弧形臺面的頂部中心設置有一用于與所述上 部傾斜弧形臺面固定座的底部中心連接用銷孔進行銷接的銷孔；使用時，通過所述圓柱銷 將所述上部傾斜弧形臺面固定座固定在所述下部傾斜弧形臺面上；所述下部傾斜弧形臺面 固定座的底部中心設置有一連接用銷孔；所述圓形支撐板的頂部設置有一用于與所述下部 傾斜弧形臺面固定座底部中心連接用銷孔進行銷接的銷孔；使用時，通過所述圓柱銷將所 述下部傾斜弧形臺面固定座固定在所述圓形支撐板上；所述圓形支撐板的底部設置有用于 實現(xiàn)與冷中子三軸譜儀的樣品臺的中心定位和固定的定位圓柱銷孔和螺紋孔。
[0006] 所述第一轉(zhuǎn)動機構(gòu)、第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)和第三轉(zhuǎn)動機構(gòu)采用蝸桿蝸輪機構(gòu)。
[0007] 所述升降機構(gòu)采用細牙滑動絲杠機構(gòu)。
[0008] 本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：1、本實用新型包括旋轉(zhuǎn)臺、 升降臺、上部傾斜臺、下部傾斜臺、圓柱銷和圓形支撐板，旋轉(zhuǎn)臺通過一個圓柱銷安裝在升 降臺頂部，升降臺底部通過一個圓柱銷安裝在上部傾斜臺頂部，上部傾斜臺底部通過一個 圓柱銷安裝在下部傾斜臺頂部，下部傾斜臺底部通過一個圓柱銷安裝在圓形支撐板頂部， 圓形支撐板固定安裝在提供Θ旋轉(zhuǎn)臺和2Θ旋轉(zhuǎn)臺的樣品臺上，可以隨Θ旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，因 此具有可靠的空間幾何關(guān)系的結(jié)構(gòu)，能夠精確地進行樣品散射平面的調(diào)整和改變，定位精 度高，使得樣品的空間矩陣簡單、調(diào)整效率高，提高了中子散射實驗的效率、可操作性。2、本 實用新型由于第一編碼器、第二編碼器、第三編碼器和第四編碼器將測量的角度發(fā)送給上 位機，上位機可以根據(jù)接收的角度計算樣品實際上升或下降量以及實際轉(zhuǎn)動的角度，并根 據(jù)計算結(jié)果進行進一步調(diào)整，相比于人工憑借經(jīng)驗對樣品進行手動調(diào)整，調(diào)整結(jié)果更加精 確，避免浪費大量的中子束流時間，同時可以使實驗人員不必暴露在中子輻射環(huán)境下，從而 增強了實驗人員的安全性。3、本實用新型升降臺的升降機構(gòu)采用細牙滑動絲杠機構(gòu)，根據(jù) 細牙滑動絲杠的螺距可以使升降臺的精確定位，第一轉(zhuǎn)動機構(gòu)、第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)和第三轉(zhuǎn)動 機構(gòu)采用蝸桿蝸輪機構(gòu)，可以根據(jù)蝸桿蝸輪的減速比得到旋轉(zhuǎn)臺面、上部傾斜弧形臺面、下 部傾斜弧形臺面的轉(zhuǎn)動角度，可以實現(xiàn)樣品的高度、旋轉(zhuǎn)角度的精確調(diào)整和定位。本實用新 型可以廣泛應用于樣品散射平面的調(diào)整過程中。
【附圖說明】
[0009] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，（a)是本實用新型的主視圖，（b)是（a)沿 F-F方向的剖視圖，（c)