Устройство для высокоскоростного рентгеноструктурного анализа Советский патент 1980 года по МПК G01N23/207 

I

Изобретение относится к рентгеиоструктуриому анализу и может использоваться для исследования быстропротекающих процессов.

Известно устройство для рентгеноструктурного анализа, содержащее источник рентгеновского излучения с прострельной мишенью и разверткой электронного лучка, держатель исследуемого образца, коллиматоры и неподвижиый детектор 1).

Это устройство используется для топографии Кристаллов и непригодно для исследования быстропротекающих процессов изза малой интенсивности получаемого на прострельиой мишени рентгеновского пучка, в результате чего велико время регистрации дифрагированного пучка.о

Известны источники рентгеновского излучения с. линейным перемещением фокусного пятна, содержащие либо протяженный аиод со средствами линейной развертки электронного пучка (2), либо вращающийся аиод, выполненный в, форме одной или более частей равноугловых. спиралей, на боковую поверхность которого направлен электронный пучок |3.

Эти устройства предназначены для использования в медицинской топографической аппаратуре.. Они относительно сложны из-за необходимости введения средств линейной развертки электронного пучка 2 или необходимости выбора специальной формы анода для обеспечения равномерности перемещения фокуса при вращении анода 3J Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для высокоскоростного рентгеновского анализа, содержащее источник рентгеновского, излучения, держатель исследуемого образца, перемещающуюся щелевую диафрагму, детектор излучения и .схему регистрации, в котором источник рентгеновского излучения, держатель исследуемого образца и ще левая диафрагма установлены на фокусирую- щей окружности, а детектор установлен за щелевой диафрагмой 4.

Б данном устройстве сканирование интер20 ференционного максимума осуществляют с помощью рычажно-кулачкового механизма, который приводит щелевую апертурную диач{)рагму в возвратно-поступательное движение.

Известное устройство обладает рядом недостатков, основными из которых являются громоздкость и инерционность механической системы перемещения щели относительно интерференционной линии. Эти недостатки возрастают при использовании нескольких щелей, что вызывается необходимостью регистрации нескольких интерференцнонных линий, например, для анализа многофазных систем или кристаллических тел с более низкой сингонней, чем кубическая. При частоте сканирования 10 Гц и более инерционность такой системы вносит существенную ошибку при определении пространственновременного положения интерференционных линий. Кроме того, участки рабочей поверхности детектора имеют различную чувствительность, и по этой причине регистрация рентгеновского излучения имеет низкую достоверность.

Цель изобретения - повышение временного разрешения и точности исследований быстропротекающих процессов.

Это достигается тем, что в устройстве для высокоскоростного рентгеноструктурного анализа, содержащем источник рентгеновского излучения, держатель исследуемого образца, щелевую диафрагму, детектор излучения и схему регистрации, причем источник рентгеновского излучения, держатель исследуемого образца и щелевая диафрагма установлены на фокусирующей окружности, а детектор излучения установлен за щелевой диафрагмой, источник рентгеновскогр излучения снабжен средствами линейного перемещения фокуса и установлен таким образом, что линия перемещения фокуса расположена вдоль фокусирующей окружности, а щелевая диафрагма установлена неподвижно перед детектором излучения.

При этом источник рентгеновского излучения содержит вращающийся анод с плоским зеркалом, которое расположено под углом к оси вращения анода, а электроннооптическая ось источника смещена относительно оси вращения анода.

Кроме того, устройство содержит N детекторов излучения и N неподвижно установленных перед детекторами на фокусирующей окружности щелевых диафрагм.

Такое выполнение устройства приводит к тому, что при перемещении фокуса по фокусирующей окружности перемещается вся рентгенограмма по этой же окружности, что обуславливает безынерциониость заявляемой системы и таким образом позволяет по-. высить на порядок по сравнению с прототипом временное ра.фешение рентгеновской съемки. При этом благодаря установлению апертурной щелевой диафрагмы неподвижно регистрация интенсивности рентгеновского излучения проилподится одним и тем же участком рабочей поверхности детектора, что приводит к повышению достоверности регистрируемой информации при определении пространственно-временно|о положения интерференционных линий.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства для рентгеноструктурного анализа.

. Устройство содержит источник рентненовского излучения I с вращающимся анодом 2, зеркало которого установлено под углом к оси вращения, и катодом 3, исследуемый образец 4, щелевую апертурную диафрагму 5, установленную неподвижно ,,еред детектором, в качестве которого используют фотоэлектронный умножитель 6 с люминофором 7 (при необходимости можно использовать несколько детекторов со щелями) и схему регистрации 8, содержащую предусилитель 9, щирокополосный усилитель 10, амплитудный дискриминатор II, интегратор 12 и запоминающее устройство 13. Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Зеркало анода 2, исследуемый образец 4 и щелевая апертурная диафрагма 5 установлены на фокусирующей окружностио 14. При вращении анода 2, зеркало которого установлено под углом к оси вращения, перемещается фокус по фокусирующей окружности, вследствие чего происходит сканирование интерференционного максимума. Скорость и частота сканирования, в прямой зависимости от которых находится временное разрешение рентгеновской съемки, даются-числом оборотов анода 2. При этом все -интерференционные линии, находящиеся на фокусирующей окружности 14, одновременно перемещаются, пробегают перед неподвижной щелевой апертурной диафрагмой 5 и последовательно рег 1стрируются одним и тем же участком люминофора 7 и ФЭУ-б с постоянной чувствительностью. Фотоэлектронный умножитель 6 преобразует рентгеновское излучения в ток, величина которого пропорциональна интенсивности облучения..

Таким образом, конструктивные особенности предлагаемого устройства для рентгеноструктурного анализа упрощают систему сканирования и позволяют по сравнению с прототипом на порядок повысить временное разрешение рентгеновской съемки и достоверность регистрируемой информации при определении пространственно-временного положения интерференционных линий. Крог ме того, описанная конструкция источника рентгеновского излучения проще других конструкций.

Формула изобретения

I. Устройство для высокоскоростного рентгеноструктурного анализа, содержащее источник рентгеновского излучения, держатель исследуемого образ,ца, щелевую диафрагму, детектор излучения и схему рюгистрации, причем источник рентгеновского излучения, держатель исследуемого образца и

.щелевая диафрагма установлены на фекусирующей окружности, а детектор излучения установлен за щелевой диафрагмой, огличающееся тем, что, с целью повышения временного разрещения и точности, источник рентгеновского излучения снабжен средствами линейного перемещения фокуса и установлен таким образом, что линия перемещения фокуса расположена вдоль фокусирующей окружности, а щелевая диафрагма установлена неподвижно перед детектором излучения..

2, Устройство по п. , отличающееся тем, что источник рентгеновского излучения содержит вращающийся анод с плоским зеркалом, которое расположено под углом к оси вращения анода, а электронно-оптическая ось источника смещена относительно оси вращения .анода.

3. Устройство по пп. 1-2, отличающееся тем, что оно содержит N детекторов излучения и N неподвижно установленных перед детекторами на фокусирующей окружности щелевых диафрагм.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3833810, кл. 250-273. опублик. 1974..

2.Выложенная заявка ФРГ № 2631516, кл. Н 01 J 35/30, опублик. 1977.

3.Патент США 4072875, кл. , опублнк. 1978.

4.Финкель В. А. Высокотемпературна рентгенография; М., «Металлургия, 1968, с. 80-81 (прототип).

в

/