一种冷中子三轴谱仪的样品散射平面的调整装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及中子散射技术领域，特别是关于一种冷中子三轴谱仪（cold neutron triple axis spectrometer)的样品散射平面的调整装置。
【背景技术】
[0002] 中子散射技术是通过不同类型的中子散射谱仪来充分实现的。中子散射遵循倒格 矢空间的Ewald球，满足Ε-?^ = ·φ其中，为入射中子束矢量，为出射中子束矢量， 迂为散射波矢。通过改变1^和0的大小以及.?的方向，可以测得K及寫:形成的平面内的 不同大小及方向的散射波矢苟，所有可测得的库组成的平面称为散射平面。对于冷中子三轴 谱仪，?ζ和?；_都是水平面内的矢量，所以旁也一定位于水平面内，这就是说只能测到水平面 内的散射波矢，因此样品需放置于样品台并且使得我们感兴趣的散射平面处于入射中子束 和出射中子束形成的水平面内，从而进行相关物理量的测量。样品的散射平面通常由两个 倒格矢确定，这两个倒格矢一般为所测样品的晶向。
[0003] 国内首台冷中子三轴谱仪搭建在中国工程研宄院的反应堆的冷中子束线上，和国 际上现有的冷中子三轴谱仪的样品台一样，提供两个绕ζ轴回转的Θ旋转台和2 Θ旋转 台，在样品台上再安装两个倾斜台，就样品散射平面的调整来说缺乏精确性、高效性，导致 样品首次放置于样品台上的两个倾斜台后，需要到样品台附近凭借经验进行多次地手动调 整或重新固定样品，逐渐地把样品的散射平面调整到可接受的误差范围内，这样既浪费了 大量的中子束流时间，又使得实验人员多次暴露在残余的辐射环境中。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够精确、高效地确定样品的散射 平面的冷中子三轴谱仪的样品散射平面的调整装置。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种冷中子三轴谱仪的样品散 射平面的调整装置，其特征在于：它包括一旋转台、一升降台、一上部倾斜台、一下部倾斜 台、四圆柱销、一圆形支撑板和一上位机；所述旋转台包括旋转台面固定座、旋转台面、第一 转动机构、第一步进电机和第一编码器；所述旋转台面固定座的顶部通过所述第一转动机 构固定连接所述旋转台面，所述旋转台面的顶部中心设置有一用于固定样品架的安装孔； 所述第一转动机构的输入端连接所述第一步进电机的输出端，所述第一步进电机转动带动 所述第一转动机构转动，进而带动所述旋转台面及安装在其上的样品架做旋转运动；所述 第一编码器固定安装在所述第一步进电机尾部的转轴上用于测量所述第一步进电机的转 动角度，并将测量的转动角度通过电缆线发送给所述上位机；另外，所述旋转台面固定座的 底部中心还设置有一连接用销孔；所述升降台包括升降台面固定座、升降台面、升降机构、 第二步进电机和第二编码器；所述升降台面固定座的顶部通过所述升降机构连接所述升降 台面，所述升降机构的输入端连接所述第二步进电机的输出端，所述第二步进电机转动带 动所述升降机构上下运动；所述第二编码器固定安装在所述第二步进电机尾部的转轴上 用于测量所述第二步进电机的转动角度，并将测量的转动角度通过电缆线发送给所述上位 机；另外，所述升降台面的顶部中心还设置有一用于与所述旋转台面固定座的底部中心连 接用销孔进行销接的销孔；使用时，通过所述圆柱销将所述旋转台面固定座固定在所述升 降台面上；所述升降台面固定座的底部中心设置有一连接用销孔；所述上部倾斜台包括上 部倾斜弧形台面固定座、上部倾斜弧形台面、第二转动机构、第三步进电机和第三编码器； 所述上部倾斜弧形台面固定座的顶部设置有横向弧形轨道，所述上部倾斜弧形台面底部设 置有与所述横向弧形轨道相匹配的弧形突起结构，所述上部倾斜弧形台面通过所述第二转 动机构安装在所述上部倾斜弧形台面固定座的顶部，所述第二转动机构的输入端连接所述 第三步进电机的输出端，所述第三步进电机转动带动所述第二转动机构转动，使所述上部 倾斜弧形台面沿所述上部倾斜弧形台面固定座的所述横向弧形轨道进行转动，所述第三编 码器固定安装在所述第三步进电机尾部的转轴上用于测量所述第三步进电机的转动角度， 并将测量的转动角度通过电缆线发送给所述上位机；另外，所述上部倾斜弧形台面的顶部 设置有一用于与所述升降台面固定座底部中心连接用销孔进行销接的销孔；使用时，通过 所述圆柱销将所述升降台面固定座固定在所述上部倾斜弧形台面上；所述上部倾斜弧形台 面固定座的底部中心设置有一连接用销孔；所述下部倾斜台包括下部倾斜弧形台面固定 座、下部倾斜弧形台面、第三转动机构、第四步进电机和第四编码器；所述下部倾斜弧形台 面固定座的顶部设置有纵向弧形轨道，所述下部倾斜弧形台面底部设置有与所述纵向弧形 轨道相匹配的弧形突起结构，所述下部倾斜弧形台面通过所述第三转动机构安装在所述下 部倾斜弧形台面固定座的顶部，所述第三转动机构的输入端连接所述第四步进电机的输出 端，所述第四步进电机转动带动所述第三转动机构转动，使所述下部倾斜弧形台面沿所述 下部倾斜弧形台面固定座的所述纵向弧形轨道进行转动，所述第四编码器固定安装在所述 第四步进电机尾部的转轴上用于测量所述第四步进电机的转动角度，并将测量的转动角度 通过电缆线发送给所述上位机，另外，所述下部倾斜台的回转中心与所述下部倾斜弧形台 面之间的垂直距离等于所述上部倾斜台的高度与所述上部倾斜弧形台面到所述上部倾斜 台的回转轴线的垂直距离之和，所述下部倾斜弧形台面的顶部中心设置有一用于与所述上 部倾斜弧形台面固定座的底部中心连接用销孔进行销接的销孔；使用时，通过所述圆柱销 将所述上部倾斜弧形台面固定座固定在所述下部倾斜弧形台面上；所述下部倾斜弧形台面 固定座的底部中心设置有一连接用销孔；所述圆形支撑板的顶部设置有一用于与所述下部 倾斜弧形台面固定座底部中心连接用销孔进行销接的销孔；使用时，通过所述圆柱销将所 述下部倾斜弧形台面固定座固定在所述圆形支撑板上；所述圆形支撑板的底部设置有用于 实现与冷中子三轴谱仪的样品台的中心定位和固定的定位圆柱销孔和螺纹孔。
[0006] 所述第一转动机构、第二转动机构和第三转动机构采用蜗杆蜗轮机构。
[0007] 所述升降机构采用细牙滑动丝杠机构。
[0008] 本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型包括旋转台、 升降台、上部倾斜台、下部倾斜台、圆柱销和圆形支撑板，旋转台通过一个圆柱销安装在升 降台顶部，升降台底部通过一个圆柱销安装在上部倾斜台顶部，上部倾斜台底部通过一个 圆柱销安装在下部倾斜台顶部，下部倾斜台底部通过一个圆柱销安装在圆形支撑板顶部， 圆形支撑板固定安装在提供Θ旋转台和2Θ旋转台的样品台上，可以随Θ旋转台转动，因 此具有可靠的空间几何关系的结构，能够精确地进行样品散射平面的调整和改变，定位精 度高，使得样品的空间矩阵简单、调整效率高，提高了中子散射实验的效率、可操作性。2、本 实用新型由于第一编码器、第二编码器、第三编码器和第四编码器将测量的角度发送给上 位机，上位机可以根据接收的角度计算样品实际上升或下降量以及实际转动的角度，并根 据计算结果进行进一步调整，相比于人工凭借经验对样品进行手动调整，调整结果更加精 确，避免浪费大量的中子束流时间，同时可以使实验人员不必暴露在中子辐射环境下，从而 增强了实验人员的安全性。3、本实用新型升降台的升降机构采用细牙滑动丝杠机构，根据 细牙滑动丝杠的螺距可以使升降台的精确定位，第一转动机构、第二转动机构和第三转动 机构采用蜗杆蜗轮机构，可以根据蜗杆蜗轮的减速比得到旋转台面、上部倾斜弧形台面、下 部倾斜弧形台面的转动角度，可以实现样品的高度、旋转角度的精确调整和定位。本实用新 型可以广泛应用于样品散射平面的调整过程中。
【附图说明】
[0009] 图1是本实用新型的结构示意图，其中，（a)是本实用新型的主视图，（b)是（a)沿 F-F方向的剖视图，（c)