Рентгеновская камера для съемки крупнозернистых материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N23/20 

Изобретение относится к технике реитгенеструктурного анализа, а именно к устройствам для анализа крупнозернистых материалов, и может быть использовано при прецизионном определении параметров решетки металлов и спЛавов, размер зерен в которых близок или превьшает диаметр рентгеновского пучка.

Цель изобретения - расширение диапазона методических возможностей рентгеновской камеры.

На фиг. 1 изображена рентгеновс- .кая камера для съемки крупнозернис- тых материалов, расположенная Под углом 90° к рабочей поверхности образца; на фиг. .2 - то ЖЕ, расположенная под углом if к рабочей поверхности образца.

Рентгеновская камера для съемки крупнозернистых материалов содержит основание 1 с установленной на нем шхатформой 2, на которой шарнирно установлен привод 3 и кронштейн 4 с шарнирно закрепленным на нем качающимся корпусом 5 камеры. В корпусе 5 размещены механизм вращения образца и механизм качания образца, жестко закрепленная стойка 6, в подшипниках которой качается кассета 7 и установлен коллиматор 8, гибкий приводной вал 9, от которого движение передается механизму 10 качания кассет и обеспечивается перемещение образца 1 1 .

Платформа 2 с приводом 3 и механизмами вращения, качания и колебания образца 11 установлена на основании 1 с возможностью ручного пере- мещения вдоль направляняцей основания 1 для изменения расстояния между рабочей плоскостью образца 11 и внутреней плоскостью кассеты 7. Привод 3 с качающимся корпусом 5 камеры, в кото ром размещены механизмы движения образца 11, установлен с возможность ручного поворота вокруг оси пальца 12, ось которого совпадает с осью колебания образца 11.

Приводной вал 9 одним концом закреплен на зубчатом колесе 37 механизма качания кассеты 7, а другим жестким концом - цанговым зажимом (не показан) на валу червячного колеса привода 3. Такая конструкция приводного вала 9 обеспечивает передачу вращательного движения от привода 3 зубчатому колесу механизма качлния

0

5 0

5 о

Q дQ

5

5

кассеты 7 при любом угловом положении привода 3 относительно кассеты 7, Механизм вращения образца 11 выполнен в виде мультипликатора, состоящего из колес 13-20, установленных в корпусе 5, и снабженного эксцент-, ричными колесами 21 и 22, обеспечива- нлцими цикличное и плавное изменение угловой скорости вращения образца 11 вокруг оси О,, совпадакяцей с осью коллиматора 8 и перпендикулярной торцовой базовой поверхности держателя образца 11

Механизм 23 качания образца 11 вокруг горизонтальной оси 0, парч1л- лельной оси вращения образца 11, состоит из держателя 24 образца 11, двуплечего рычага 25, на одном плече которого в подшипниках вращается держатель 24, а второе плечо соединено через серьги 26 составной тяги 27 и кулачковым рычагом 28. Кулачковый рычаг 28 с роликом 29 подвижно установлен в корпусе 5 камеры. Серьги 26 составной тяги 27 одним концом шарнирно соединены с кулачковым ры- чагом 28, а другим концом поочередно соединяются с рычагом 25 держателя 24 образца 11 пальцами 30, которые подвижно установлены в рычаге 25. Такое соединение рычагов 25 и 28 предназначено для изменения амплитуды качания образца 11 путем изменения плеч рычага 25. Механизм 10 качания кассеты 7, закрепленной на полом валу ЗТ, состоит из рычага 32 с роликом 33, тяги 34, подвижно закрепленной на пальцах рычага 32, корпуса кассеты 7, кулачка 35 и зубчатого колеса 36, закрепленных на общем валу, который вращается в подшипниках, установленных в стойках 6, а также ; зубчатого колеса 37, на котором закреплен гибкий конец приводного вала 9, кинематические соединенного с редуктором привода 3. Механизм колебания образца 11 относительно оси Oj, лежащей в плоскости рабочей поверхности образца 11 и пересекающейся с осью О, под прямым углом, состоит из зубчатого колеса 38, закрепленного на червяке привода 3, зубчатых колес 39 - 41, вертикального вала 42, который вращается в подшипниках кронштейна привода 3, и кулачкого механизма, состоящего из кронп1тейна 43, закрепленного на корпусе 5, ролика 44, поп вижно закрепленного на пальце кронштеина 43, выполненного в виде рычага, и кулачка 45, закрепленного на вертикальном валу 42 с возможностью ради- а льного смещения центра его профиля для изменения угла колебания кронштейна 43 с роликом 44, которое приводит к изменению амплитуды колебания образца 11. Червячный редуктор принося кулачком 50, закрепленньм на ку лачковой муфте 49, через рычаги 28 и кулачковым роликом 29, составную тягу 27 и рычаг 25, в подшипниках которого вращается ось держателя 24 с образцом 11. При этом в зависимости от габарита (диаметра или толщины) рабочей поверхности образца серьгу да 3, состоящий из колеса 46 и червяч 10 26 составной тяги 27 соединяют с ка 47, приводится в движение двига- соответствующим пальцем 30. Синхронтелем 48.

Рентгеновская камера для съемки крупнозернистых материалов работо- ет следующим образом.

Привод 3 с механизмами 23 вращения, колебания и качания образца 11 поворотом на платформе 2 корпуса привода 3 вокруг пальца 12, ось которого совпадает с осью 0|, устанавливают так, 20 чтобы УГОЛ if между торцовой поверхностью держателя 24 образца 11 в горизонтальной плоскости и осью 0 соответствовал углу, необходимому для косых

съемок (например, 45). Исследуемый образец 11 устанавливают в держатель 24 образца заподлицо с его торцовой поверхностью, которая совпадает с вертикальной осью 0. Включение двигателя 48 привода 3 осуществляют одновременно при перемещении образца 11. При этом кассета должна оставать- .ся неподвижной или колебаться на угол не более + 5 от среднего положения. Вращательное движение держателя 24 образца 11 с переменной угловой скоростью осуществляют приводом 3 через гибкий приводной вал 9 и кулачковую муфту 49, обеспечиваю- щзт) возможность поворота корпуса 5 с механизмами движения образца относительно вертикальной оси Oj через колеса 13 и 14, 21 и 22, 15 и 16, 17 и 19 и колесо 20, которое закреплено на оси держателя 24 образца 11. Эксцентричными колесами 21 и 22 лично и плавно изменяют угловую скорость вращения образца, что необходимо как для обеспечения постоянной скорости сканирования рентгеновского луча на периферии и в центре исследуемой поверхности образца, так и для обеспечения обхода поверхности образца 11 сканирования луча по спирали.

V

Качание образца 11 вокруг горизонтальной оси 0, параллельной оси вращения держателя 24, осуществляет25

ное с вращением образца качательное движение кассеты (на угол не более + 5°) с закрепленной на ней плен15 кой осуществляют гибким приводным валом 9 через зубчатые колеса 37 и 36, кулачок 35, рычаг 32 с роликом 33 и тягой 34, подвижно закрепленной на пальце корпуса кассеты 7. В полой оси корпуса кассеты 7 установлен коллиматор 8 с диафрагмами, которые формируют первичньй пучок рентгеновских лучей для облучения исследуемой поверхности образца 11. Колебание образца 11 относительно оси Oj, лежащей в плоскости рабочей поверхности образца и перпендикулярной оси О, качания кассеты осуществляют кулачком 45 через ролик 44, кронштейн 43 и корпус 5. Кронштейн 43 и корпус 5 составляют рычаг на пальцах 51 вокруг оси О,. Кулачок 45, приводимый во вращение червяком 47 привода 3 через зубчатые колеса 38 и 39 и 40

35 и 41, закреплен на валу с возможностью радиального перемещения при изменении амплитурзы колебания образца. Для изменения угла колебания кронштейна 43 (при изменении амплитуды колебания образца 11) винтом смещают центр профиля кулачка 45 относительно оси вала 42. Ручной поворот привода с механизмами враще30

40

ния, колебания и качания образца вок- 45 руг оси пальца 12, совпадающей с вертикальной осью Oj, производится на платформе 2, в которой жестко посажен палец 12 и которая перемещается по направлякщей основания 1 при 50 изменении расстояния между рабочей поверхностью образца 11 и внутренней поверхностью кассеты 7 (рентгеновской пленкой).

55

Выполнение привода с возможностью поворота держателя образца на угол Cf (от О -до 45 ) позволяет осуществлять методику косых съемок, т.е. обеспечивает регистрацию на рентге0

5

ное с вращением образца качательное движение кассеты (на угол не более + 5°) с закрепленной на ней плен5 кой осуществляют гибким приводным валом 9 через зубчатые колеса 37 и 36, кулачок 35, рычаг 32 с роликом 33 и тягой 34, подвижно закрепленной на пальце корпуса кассеты 7. В полой оси корпуса кассеты 7 установлен коллиматор 8 с диафрагмами, которые формируют первичньй пучок рентгеновских лучей для облучения исследуемой поверхности образца 11. Колебание образца 11 относительно оси Oj, лежащей в плоскости рабочей поверхности образца и перпендикулярной оси О, качания кассеты осуществляют кулачком 45 через ролик 44, кронштейн 43 и корпус 5. Кронштейн 43 и корпус 5 составляют рычаг на пальцах 51 вокруг оси О,. Кулачок 45, приводимый во вращение червяком 47 привода 3 через зубчатые колеса 38 и 39 и 40

5 и 41, закреплен на валу с возможностью радиального перемещения при изменении амплитурзы колебания образца. Для изменения угла колебания кронштейна 43 (при изменении амплитуды колебания образца 11) винтом смещают центр профиля кулачка 45 относительно оси вала 42. Ручной поворот привода с механизмами враще0

0

ния, колебания и качания образца вок- руг оси пальца 12, совпадающей с вертикальной осью Oj, производится на платформе 2, в которой жестко посажен палец 12 и которая перемещается по направлякщей основания 1 при изменении расстояния между рабочей поверхностью образца 11 и внутренней поверхностью кассеты 7 (рентгеновской пленкой).

55

Выполнение привода с возможностью поворота держателя образца на угол Cf (от О -до 45 ) позволяет осуществлять методику косых съемок, т.е. обеспечивает регистрацию на рентге5140

невской пленке отраженш от.всех крупнозернистых кристаллов с равномерно распределенной интенсивностью в пределах одного и того же угла

отражения. Поэтому четкий профиль дифракционной линии, полз ченной при усреднении отражения от всех кристаллов, принявших участие в отражении, позволяет точнее вьщелить 1«1акснмумы и с более высокой точностью измерить расстояние между ними,, Кроме того :равномерньй обход рентгеновским лучом поверхности образца обеспечива- ; ет вклад всех кристаллитов винтеграль :ную интенсивность отражения и не iтребует многократного сканирования ;что уменьшает время рентгеновских измерений при съемке крупнозернистьге материалов, при этом постоянная ско- рость сканирования рентгеновского луча обеспечивает одинаковое время экспозиции на каждом участке рабочей поверхности образца. Цополнительньй поворот образца на угол от О

цо 45 обеспечивает возможность исследования напряжений в данном )Конкретном направлении в различных материалах, что расширяет методические возможности камеры. Кроме того, выполнение привода держателя образца съемным позволяет устанавливать его

6

с помощью простого устройства на рентгеновский дифрактометр общего назначения. В этом случае зональные искажения в за,цанном направлении можно определять с помощью дифракто- метра как при съемке, когда нормаль к образцу и нормаль к отражаняцей плоскости совпадают, так и при съемке , когда между ними установлен угол tf (например 5 45 ).

Формула изобретения

Рентгеновская камера для съемки хфупнозернистых материалов по авт. св. № 1182357, отличающая- с я тем, что, с целью расширения методических возможностей, привод с механизмами вращения, колебания и качания держателя образца выполнен

размещенной в направлякнцих основания подззижной платформе с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, совпадающей с осью колебания держателя образца, на угол 0-45 между его торцовой базовой поверхностью и внутренней поверхностью кассеты, причем приводной вал выполнен составным и содержит по крайней мере одну гибкую часть, совдиненную с механизмом качания кассеты.

Изобретение относится к технике рентгенострзпстурного анализа, а именно к устройствам для анализа крупнозернистых материалов, и может быть использовано при прецизионном определении параметров решетки металлов и сплавов, размер резен которых близок или превьшает диаметр рентгеновского пучка. Цель изобретения - расширение методических возможностей. Для этого привод с механизмами вращения, колебания и качания держателя образца выполнен автономным и съемным, установлен на размещенной в направляющих основания подвижной платформе с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, совпадающей с осью колебания держателя образца, на угол О - 45° между его торцовой базовой поверхностью и внутренней поверхностью кассеты. Привод-: ной вал выполнен составным и содер- : жит по крайней мере одну гибкую часть, соединенную с механизмом качания кассеты. 2 ил. с (Л

п

gjuff.2