Рентгеновский дифрактометр Советский патент 1978 года по МПК G01N23/207 

1

Изобретение относится к рентгеновским дифрактометрам, в частности к дифрактометрам для определения макронапряжений в неподвижных крупногабаритных объектах.

Известны дифрактометры для исследования крупногабаритных объектов по схеме Зеемана-Болииа. В соответствии с этой схемой, фокусирующая окружность совпадает с окружностью гониометра, на которой расположены источник излучения (фокус рентгеновской трубки) и приемная щель детектора (счетчик квантов), а исследуемая поверхность касается этой окружности так, что при любых относительных перемещениях исследуемой точки (.точки, в которой исследуемая поверхность касается окружности гониометра), источника и детектора по окружности гониометра первичный пучок и детектор рентгеновского излучения остаются направленными в точкукасания.

В одном из дифрактометров, выполненных по такой схеме, исследуемая точка объекта и фокус трубки находятся на противоположных концах диаметра окружности гониометра, по которой может перемещаться детектор при записи дифракционного профиля. С помощью ориентирующего механизма в виде стержня, связанного с детектором и имеющего ось, проходящую через упомянутую точку объекта, обеспечивается направление детектора ла эту точку при любом положении детектора на окружности гониометра 1.

Недостатком этого дифрактометра является то, что фокусировка по схеме ЗееманаБолина удовлетворяется при единственном значении У О ( у угол между нормалью к поверхности.объекта в исследуемой точке и биссектрисой угла между направлениями первичного и дифрагированного пучков).

При значениях угла f, .отличных от нуля, поверхность объекта не касается окружности гониометра, а пересекает ее, вследствие чего возникают дефокусировки, искажающие результаты измерений.

В другой конструкции 21 фокусы двух рентгеновских трубок находятся на фокусирующей окружности, совпадающей с окружностью гониометра. На этой же окружности расположены два детектора. Таким образом, возможна запись дифракционного профиля при двух значениях угла vp, и в обоих случаях соблюдаются условия фокусировки. Недостатками этой схемы являются сложность конструкции, высокая стоимость дифрактометра, а также возможность записи , дифракционного профиля только при двух

значениях }, в то время как щироко распространенный sin if-метод определения напряжения требует рентгенографирования при четырех-пяти значениях угла у . Также известен дифрактометр, в котором предусмотрено перемещение детектора по окружности гониометра, при этом ось детектора остается ориентированной в точку касания исследуемого объекта и гониометра, а трубка может занимать любое положение на той же окружности 3. Недостатки устройства состоят в сложности ориентирующих механизмов и отсутствии средств совместного перемещения источника излучения и детектбра, что значительно усложняет процесс рентгенографирования. Наиболее близким техническим решением к предложенному является рентгеновский дифрактометр, содержащий основание, на котором с возможностью перемещения по фокусирующей окружности установлены источник рентгеновского излучения и детектор, средства ориентации источника и детектора на какую-либо точку фокусирующей окружности, выполненные в виде кривошипно-кулисных механизмов, ось качания кулис которых установлена на фокусирующей окружности в точке, не совпадающей с точкой, на которую ориентированы источник излучения и детектор, причем предусмотрен совместный привод поворота источника и детектора 4. Недостатки этого устройства заключаются в нешироком угловом диапазоне исследований и сложности перестройки прибора. Цель изобретения - расщирение углового диапазона исследования и упрощение перестройки прибора. Согласно изобретению, указанная цель дос тигается тем, что источник излучения и детектор имеют независимые системы приводов перемещения по фокусирующей окружности, а оси качания кулис расположены на фокусирующей окружности по разные стороны от точки, на которую ориентированы источник и детектор. На чертеже показана кинематическая схема предложенного дифрактометра для определения напряжения .:методом. На неподвижном основании 1 находится поворотная платформа 2 с установленными на ней рентгеновской трубкой 3 и детектором ;4 рентгеновского излучения. На основании закреплены также оси 5 и 6 кулис 7 и 8. Центр приемной щели 9 детектора 4 находится на геометрическом продолжении поворотной оси 10, а фокус 11 рентгеновской трубки 3 -на геометрическом продолжении оси 12. Фокус 11 рентгеновской трубки, центр приемной щели 9 детектора 4 и оси 5 и 6 кулис лежат на одной окружности 13 радиусом R, которая является окружностью гониометра и одновременно фокусирующей окружностью. В точках 14 и 15 оси 5 и 6 пересекаются с окружностью 13. Упор 16 обеспечивает выведение исследуемой точки объекта 17 на окружность 13. На поворотной платформе 2 находится привод рычага 18, состоящий из двигателя 19, редуктора 20 и червячной передачи 21. При проведении измерений платформа 2 поворачивается рукояткой 22 через червячную передачу 23 на определенные углы. При этом фокус 11 рентгеновской трубки 3 и приемная щель 9 детектора 4 перемещаются по окружности 13. В силу того что оси 5 и 6 кулис находятся на фокусирующей окружности, пучок рентгеновских лучей, испускаемых трубкой, и ось детектора, направленные на некоторую точку окружности гониометра, а именно точку встречи упора 16 с объектом 17 (исследуемую точку), всегда сохраняют эту ориентацию при любом угле. С целью установки требуемого угла дифракций после каждого поворота платформы 2 рычаг 18, несущий детектор, приводят в движение с помощью двигателя 19 через редуктор 20 и червячную передачу 21. И в этом случае центр приемной щели детектора, перемещаясь по фокусирующей окружности относительно неподвижной рентгеновской трубки, также будет неизменно направлен на исследуемую точку.- Ориентировка источника и детектора под углом к кулисам ориентирующих механизмов обеспечивает соприкосновение гониометра с исследуемым объектом в .той точке гониометра, на которую направлены первичный рентгеновский пучок и ось детектора. Формула изобретения Рентгеновский, дифрактометр, содержащий основание, на котором с возможностью перемещения по фокусирующей окружности установлены источник рентгеновского излучения и детектор, средства для ориентации источника и детектора на какую-либо точку фокусирующей окружности, выполненные в виде кривощипно-кулисных механизмов, отличающийся тем, что, с целью расщирения углового диапазона исследования и упрощения перестройки дифрактометра, источник излучения и детектор имеют независимые системы приводов перемещения по фокусирующей окружности, а оси качания кулис кривощипно-кулисных механизмов расположены на фокусирующей окружности, по разные стороны от точки, на которую ориентированы источник излучения и детектор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США № 2898470, кл. 250-51,5, 1959. 2.Патент США № 3030507, кл. 250-51,5, 1962. 3.Патент США № 2648011, кл. 250-51,5, 1953. 4.Патент Японии № 46-34269, кл. 112 J О, 1971.

23

22

23