专利名称：用于单晶取向测试仪的激光瞄准图像监视装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于劳厄方法进行晶体取向用的机械部分结构，更特别地说，是指一种适用于单晶取向测试仪的激光瞄准图象监视装置，是将x射线釆用可见光 束替代来对准两个金属晶体颗粒的界面处，使可见光束与x射线束同心且同方向。
背景技术：
劳厄法是指用连续x射线投射到不动的单晶体试样上产生衍射的一种实验方 法。所用的连续x射线应当具有较高的强度，以便能在较短的时间内得到清晰的衍射图。劳厄法是应用最早的衍射方法，其实验装置比较简单，通常包括光阑、试样架和平板底片匣。在目前的劳厄法测试仪中没有设置精确对准机构，也没有使x射线便于对准晶体边界的方法。在对单晶体的晶像研究中，往往需要对其取向角度 进行测量，其取向角度需要对准两个晶体的晶界才能获取，其操作复杂，也不便 于人眼观测和调整。 发明 内 容基于上述缺陷，本发明的目的是提供一种用于单晶取向测试仪的激光瞄准图象监视装置，是用可见的激光束准确地代替x射线的工作位置，以便于通过三维滑台(微位移驱动精密平台)和光束小孔组件(微位移测量系统)进行调整，使光束准确地处于被测工件的两个晶界分界面处，使可见光束与x射线束同心且同方向。本发明是一种用于单晶取向测试仪的激光瞄准图象监视装置，由吊杆组件、 三维滑台、光束小孔组件、框架组件组成，吊杆组件安装在框架组件的前横梁和后横梁上，三维滑台安装在框架组件的A定位板上，光束小孔组件安装在框架组 件的B定位板上。本发明用于单晶取向测试仪的激光瞄准图象监视装置的优点在于(1)瞄准方 便，瞄准光斑直径为0.5mm; (2)采用可见光束替代激光束，有效地防止了激光束 对人体造成的伤害；(3)采用胶片的传统方式感光，便于调整，手可在空间内灵活 操作；(4)整机的振动小，不影响操作和瞄准的需要；体积小，重量轻，便于移动。
图1是本发明图象监视装置的整体结构图。图2是本发明框架部分的结构图。图2A是射线套结构图。图2B是棱镜固定架结构图。图2C是激光头固定架结构图。图3是本发明吊杆组件的结构图。图3A是B滑架结构图。图3B是连接件结构图。图3C是C滑架结构图。图4是本发明三维滑台的结构图。图4A是Y轴组件结构图。图4B是X轴组件结构图。图4C是Z轴组件结构图。图5是光束小孔组件结构图。图5A是定位板结构图。图5B是连接板结构图。图中l.吊杆组件101.A导轨102.B导轨103.C导轨104.A滑架105.B滑架106.C滑架107.A右夹块108.B右夹块跳A左夹块l聽左夹块lll.C左夹块112.C右夹块151.滑块152.支柱153.连接件154.固定板155.销柱156.A通孔157.B通孔158.左夹紧螺柱159.右夹紧螺柱161.滑块162.套管163.C伸缩柱164.圆环165.A顶柱166.B顶柱167.C通孔168.端面2.三维滑台21.X轴组件211.X轴电机212.凹形架213.A导轨214.滑台215.右侧边216.左侧边22.Y轴组件221.Y轴电机222.凹形架223.B导轨224丄形滑块225.右侧边226.左侧边23.Z轴组件231.Z轴电机232.凹形架233.C导轨235.上侧边236.下侧边24.试样台3.光束小孔组件31.连接板311.A定位窝312.B定位窝313.C定位窝32.L形可调架321.A调整杆322.B调整杆323.C调整杆33.定位板331.凹槽34.遮光板341.光孔4.框架组件41.前挡板42.后挡板43.右挡板 44.左挡板45.底板46.矩形框体401.B定位板402.A定位板403.激光头固定架404.棱镜固定架405.固定柱406.后横梁407.前横梁408.C定位板409.射线套410.D通孔411.射线小孔412.A伸缩柱413.套管"4.C顶柱415.D顶柱416.棱镜417.B伸缩柱418.E顶柱419.F顶柱420.套管421丄形支撑板422.梯形板423.夹紧架ll.照明灯12.摄像头13.激光头14.棱镜具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。 本发明是用于单晶取向测试仪的激光瞄准图象监视装置，由吊杆组件1、三维滑台2、光束小孔组件3、框架组件4组成，吊杆组件1安装在框架组件4的前横梁 407和后横梁406上，三维滑台2安装在框架组件4的A定位板402上，光束小 孔组件3安装在框架组件4的B定位板401上。所述框架组件4的矩形框体46的底面设有底板45，底板45上分别固定有带安 装孔的A定位板402、带安装孔的B定位板401、 C定位板408， A定位板402上 安装有三维滑台2， A定位板402上设计的安装孔用于实现三维滑台2在激光瞄准 图象监视装置中的安装位置；B定位板401上安装有用于固定激光头13 (釆用HNK 型He-Ne激光器)的激光头固定架403、用于固定棱镜14 (采用镀膜K9玻璃)的 棱镜固定架404，通过其上设计的安装孔实现光束小孔组件3在激光喵准图象监视 装置中的安装位置，其中，激光头13的固定架403的套管420上通过F顶柱419 和E顶柱418连接B伸缩柱417， B伸缩柱417的端面固定有L形支撑板421 ， L 形支撑板421通过螺钉与梯形板422连接，梯形板422上安装有夹紧架423;棱 镜14的固定架404的套管413上通过D顶柱415和C顶柱414连接A伸縮柱 412， A伸缩柱412的端面固定有支撑板416，支撑板416上安装有棱镜14; C定 位板408上安装有固定柱405，射线套409通过通孔410安装固定柱405上，射 线套409用于固定X射线头，并使X射线光束从射线小孔411射出；矩形框体46 的前后左右面上分别设有前挡板41、后挡板42、左挡板43和右挡板44，其中， 前挡板41为玻璃板，后挡板42、左挡板43和右挡板44为铝板。
所述吊杆组件1的A导轨101、 B导轨102和C导轨103平行放置，A导轨 101的两端分别连接有A左夹块109和A右夹块107， A左夹块109固定在前横 梁407上，A右夹块107固定在后横梁406上；B导轨102的两端分别连接有B 左夹块110和B右夹块108， C左夹块lll固定在前横梁407上，B右夹块108 固定在后横梁406上;C导轨103的两端分别连接有C左夹块111和C右夹块112 ， C左夹块111固定在前横梁407上，C右夹块112固定在后横梁406上；A滑架 104通过滑块上的孔安装在A导轨101和B导轨102上，A滑架104的滑块上安 装有用于产生可见光束的照明灯11 (釆用BG — II可调卤素灯源)，A滑架104设计 实现了人工调节可见光束在激光瞄准图象监视装置中的光束位置；B滑架105通过 滑块151与支柱152端面形成的通孔安装在A导轨101和B导轨102上，支柱 152另一端安装在连接件153的B通孔157内，且由右夹紧螺柱159锁紧，连接 件153的A通孔156内安装有销柱155，销柱155的一端连接有用于固定摄像头 12的固定板154;C滑架106通过滑块161与套管162端面168形成的通孔167 安装在C导轨103上，套管162另一端通过A顶柱165和B顶柱166连接有C 伸缩柱163， C伸缩柱163的端部连接有圆环164，圆环164供摄像头12穿过并 与B滑架105上的固定板154配合使用用于固定摄像头12。所述三维滑台2由X轴组件21、 Y轴组件22、 Z轴组件23和试样台24构成， X轴组件21安装在Y轴组件22的滑块224上，试样台24安装在Z轴组件23的 C导轨233上，Z轴组件23安装在X轴组件21的L形滑台214上，Y轴组件22 的凹形架222安装在框架组件4的A定位板402上;Y轴组件22的凹形架222的 左侧边226和右侧边225上安装有B导轨223, B导轨223上安装有滑块224， B导轨223的一端穿过右侧边225上的孔与电机221输出端连接，电机221安装 在右侧边225的外侧面上；X轴组件21的凹形架212的左侧边216和右侧边215 上安装有A导轨213 ， A导轨213上安装有L形滑台214 ， A导轨213的一端穿过 右侧边215上的孔与电机221输出端连接，电机221安装在右侧边215的外侧面 上；Z轴组件23的凹形架232的下侧边236和上侧边235上安装有C导轨233, C导轨233上安装有试样台24, C导轨233的一端穿过上侧边235上的孔与电机 231输出端连接，电机231安装在上侧边235的外侧面上。三维滑台2用于调整被 测工件(放置在试样台24上)在垂直平面内任意移动。实现被测工件的晶界移动与 瞄准光线(X射线、激光光束)对正，实现跨晶界照射的目的。
所述光束小孔组件3由连接板31、 L形可调架32、定位板33和遮光板34构 成，遮光板34安装在定位板33上，定位板33连接在L形可调架32的侧壁324 上，L形可调架32通过三个调整杆与连接板31柔性连接；遮光板34上设有供光通 过的通道341;定位板33上设有凹槽331，凹槽331大小与通道341适配，并起 到定位的作用；L形可调架32上设有供调整杆通过的孔；连接板31上设有A定位 窝311、 B定位窝312和C定位窝313,每个定位窝内安装有调整杆，即A定位窝 311内安装有A调整杆321 ， B定位窝312内安装有B调整杆322,C定位窝313 内安装有C调整杆323,定位窝与调整杆的配合使用实现了连接板31与L形可调 架32的柔性连接关系，同时使光通道的手动微调得以实现。本发明光束小孔组件3 的结构设计其目标是用可见的激光束准确地代替X射线的工作位置，以便于通过三 维滑台2进行调整，使光束准确地处于被测工件的两个晶界分界面处，并且保证了 可见光束与X射线束同心且同方向。
本发明的激光瞄准图象监视装置是将不可见光(X射线)纟莫拟成可见光进行劳厄 散射试验，为了完成劳厄散射试验，需要将射线对准两个晶体的晶界，其射线选用显 色光束，以便清晰地观察可见光斑在晶界处的移动。其光路中是将激光器(安装在激 光头固定架403上)发出光激光束和X射线器(安装在射线套409内)发出的X 射线光同时照射到棱镜14上，光经棱镜14转换后从遮光板34 (采用照相用的光敏 纸)上的光孔341射出并照射到被测工件的晶界处，这样不可见光便为可见光；由 于照明灯ll提供的灯炮(可见光)也照射到被测工件的晶界处，这样多个光束同时 照射在被测工件的同一晶界处便可实现劳厄散射试验。在用可见光(由照明灯ll提 供的灯光)对正后，移开棱镜14，打开X射线，X射线便沿着激光方向射出，在即 不损伤棱镜14的条件下也实现了 X射线与晶界对准。
劳厄照相分透射和背射两种方法，本发明的激光瞄准图象监视装置属于背射方 法。本发明装置利用精密调整机构进行精确调整，利用激光准直原理进行使可见光与 X射线的同一化，使得在可见光对准晶体边界条件下，X射线也同样能够对准晶体边 界，在对准过程中，利用数字图象的放大作用仔细辨别晶界，精细调整的过程釆用了 精密三维平台。
权利要求
1、一种用于单晶取向测试仪的激光瞄准图象监视装置，其特征在于由吊杆组件(1)、三维滑台(2)、光束小孔组件(3)、框架组件(4)组成，吊杆组件(1)安装在框架组件(4)的前横梁(407)和后横梁(406)上，三维滑台(2)安装在框架组件(4)的A定位板(402)上，光束小孔组件(3)安装在框架组件(4)的B定位板(401)上；所述框架组件(4)的矩形框体(46)的底面设有底板(45)，底板(45)上分别固定有带安装孔的A定位板(402)、带安装孔的B定位板(401)、C定位板(408)，A定位板(402)上安装有三维滑台(2)；B定位板(401)上安装有激光头固定架(403)、棱镜固定架(404)，激光固定架(403)的套管(420)上通过F顶柱(419)和E顶柱(418)连接B伸缩柱(417)，B伸缩柱(417)的端面固定有L形支撑板(421)，L形支撑板(421)通过螺钉与梯形板(422)连接，梯形板(422)上安装有夹紧架(423)；棱镜固定架(404)的套管(413)上通过D顶柱(415)和C顶柱(414)连接A伸缩柱(412)，A伸缩柱(412)的端面固定有支撑板(416)，支撑板(416)上安装有棱镜(14)；C定位板(408)上安装有固定柱(405)，射线套(409)通过D通孔(410)安装固定柱(405)上，射线套(409)用于固定X射线头，并使X射线光束从射线小孔(411)射出；矩形框体(46)的前后左右面上分别设有前挡板(41)、后挡板(42)、左挡板(43)和右挡板(44)；所述吊杆组件(1)的A导轨(101)、B导轨(102)和C导轨(103)平行放置，A导轨(101)的两端分别连接有A左夹块(109)和A右夹块(107)，A左夹块(109)固定在前横梁(407)上，A右夹块(107)固定在后横梁(406)上；B导轨(102)的两端分别连接有B左夹块(110)和B右夹块(108)，C左夹块(111)固定在前横梁(407)上，B右夹块(108)固定在后横梁(406)上；C导轨(103)的两端分别连接有C左夹块(111)和C右夹块(112)，C左夹块(111)固定在前横梁(407)上，C右夹块(112)固定在后横梁(406)上；A滑架(104)通过滑块上的孔安装在A导轨(101)和B导轨(102)上，A滑架(104)的滑块上安装有用于产生可见光束的照明灯(11)；B滑架(105)通过滑块(151)与支柱(152)端面形成的通孔安装在A导轨(101)和B导轨(102)上，支柱(152)另一端安装在连接件(153)的B通孔(157)内，且由右夹紧螺柱(159)锁紧，连接件(153)的A通孔(156)内安装有销柱(155)，销柱(155)的一端连接有用于固定摄像头(12)的固定板(154)；C滑架(106)通过滑块(161)与套管(162)端面(168)形成的C通孔(167)安装在C导轨(103)上，套管(162)另一端通过A顶柱(165)和B顶柱(166)连接有C伸缩柱(163)，C伸缩柱(163)的端部连接有圆环(164)，圆环(164)供摄像头(12)穿过并与B滑架(105)上的固定板(154)配合使用用于固定摄像头(12)；所述三维滑台(2)由X轴组件(21)、Y轴组件(22)、Z轴组件(23)和试样台(24)构成，X轴组件(21)安装在Y轴组件(22)的滑块(224)上，试样台(24)安装在Z轴组件(23)的C导轨(233)上，Z轴组件(23)安装在X轴组件(21)的L形滑台(214)上，Y轴组件(22)的凹形架(222)安装在框架组件(4)的A定位板(402)上；Y轴组件(22)的凹形架(222)的左侧边(226)和右侧边(225)上安装有B导轨(223)，B导轨(223)上安装有滑块(224)，B导轨(223)的一端穿过右侧边(225)上的孔与电机(221)输出端连接，电机(221)安装在右侧边(225)的外侧面上；X轴组件(21)的凹形架(212)的左侧边(216)和右侧边(215)上安装有A导轨(213)，A导轨(213)上安装有L形滑台(214)，A导轨(213)的一端穿过右侧边(215)上的孔与电机(221)输出端连接，电机(221)安装在右侧边(215)的外侧面上；Z轴组件(23)的凹形架(232)的下侧边(236)和上侧边(235)上安装有C导轨(233)，C导轨(233)上安装有试样台(24)，C导轨(233)的一端穿过上侧边(235)上的孔与电机(231)输出端连接，电机(231)安装在上侧边(235)的外侧面上；所述光束小孔组件(3)由连接板(31)、L形可调架(32)、定位板(33)和遮光板(34)构成，遮光板(34)安装在定位板(33)上，定位板(33)连接在L形可调架(32)的侧壁(324)上，L形可调架(32)通过三个调整杆与连接板(31)柔性连接；遮光板(34)上设有供光通过的通道(341)；定位板(33)上设有凹槽(331)；L形可调架(32)上设有A定位窝(311)，A定位窝(311)内安装有A调整杆(321)；B定位窝(312)，B定位窝(312)内安装有B调整杆(322)；C定位窝(313)，C定位窝(313)内安装有C调整杆(323)。
2、 根据权利要求1所述的激光瞄准图象监视装置，其特征在于激光头(13)采用 HNK型He-Ne激光器，棱镜(14)釆用镀膜K9玻璃。
3、 根据权利要求1所述的激光瞄准图象监视装置，其特征在于前挡板(41)为玻 璃板，后挡板(42)、左挡板(43)和右挡板(44)为铝板。
4、 根据权利要求1所述的激光瞄准图象监视装置，其特征在于照明灯(11)釆用 BG — II可调卤素灯源。
5、 根据权利要求1所述的激光瞄准图象监视装置，其特征在于定位窝与调整杆的 配合使连接板(31)与L形可调架(32)实现了柔性连接。
全文摘要
本发明公开了一种用于单晶取向测试仪的激光瞄准图像监视装置，由吊杆组件、三维滑台、光束小孔组件、框架组件组成，吊杆组件安装在框架组件的前横梁和后横梁上，三维滑台安装在框架组件的A定位板上，光束小孔组件安装在框架组件的B定位板上。本发明激光瞄准图像监视装置，是用可见的激光束代替X射线的工作位置，以便于通过三维滑台和光束小孔组件进行调整，使光束准确地处于被测工件的两个晶界分界面处，使可见光束与X射线束同心且同方向。
文档编号G01N23/20GK101158655SQ20071017758
公开日2008年4月9日 申请日期2007年11月19日 优先权日2007年11月19日
发明者刘世中, 张春熹, 敏 朱, 李嘉荣, 董全林, 董泽园, 袁海龙 申请人:北京航空航天大学