Способ юстировки образца в рентгеновском дифрактометре



Способ юстировки образца в рентгеновском дифрактометре
Способ юстировки образца в рентгеновском дифрактометре
Способ юстировки образца в рентгеновском дифрактометре
Способ юстировки образца в рентгеновском дифрактометре
Способ юстировки образца в рентгеновском дифрактометре
Способ юстировки образца в рентгеновском дифрактометре
Способ юстировки образца в рентгеновском дифрактометре
Способ юстировки образца в рентгеновском дифрактометре
Способ юстировки образца в рентгеновском дифрактометре
Способ юстировки образца в рентгеновском дифрактометре

Владельцы патента RU 2617560:

Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Буревестник" (RU)

Использование: для юстировки образца в рентгеновском дифрактометре. Сущность изобретения заключается в том, что используют калибровочное приспособление, которое предварительно устанавливают на место держателя образца с возможностью микрометрических перемещений в плоскости, параллельной экваториальной плоскости гониометра. С помощью измерителя линейных перемещений определяют аналитическую зависимость изменения расстояния между точкой на поверхности калибровочного приспособления и лежащей в экваториальной плоскости гониометра на оси детектора или источника рентгеновского излучения выбранной фиксированной точкой, от угла сканирования; из полученной зависимости вычисляют координаты главной оси гониометра, совмещают ось калибровочного приспособления с главной осью гониометра; производят повторные измерения, сравнивают значения амплитуды с допустимыми значениями и в случае соответствия значений допустимым калибровочное приспособление удаляют и устанавливают держатель с образцом. Учитывая показания измерителя линейных перемещений, совмещают плоскость образца с главной осью гониометра при помощи подвижки держателя образца вдоль оси, параллельной экваториальной плоскости гониометра. Технический результат: повышение воспроизводимости дифрактометрических измерений и точности юстировки образца при снижении затрат времени на проведение этих операций. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к рентгенодифракционному анализу, в частности к методам юстировки рентгеновских дифрактометров с вертикальными тета-тета гониометрами.

Наиболее распространенной рентгенооптической схемой, применяемой в дифрактометрии поликристаллов, является фокусирующая схема Брэгга - Брентано (Рентгенотехника. Справочник, книга 2, Москва, «Машиностроение», 1980, стр. 72-73). Условием реализации фокусирующей схемы является выполнение нижеследующих требований при юстировке гониометрического устройства (гониометра) рентгеновского дифрактометра:

- нулевая линия - прямая, проходящая через центры выходного щелевого устройства рентгеновского источника и входного щелевого устройства детектора, должна проходить через главную ось гониометра (общая ось вращения рентгеновского источника и детектора) и составлять с ней прямой угол;

- проекции фокуса рентгеновского источника и щелевых устройств должны быть параллельны главной оси гониометра;

- центр проекции фокуса рентгеновского источника должен находиться на нулевой линии;

- центр проекции фокуса рентгеновского источника и входное щелевое устройство детектора должны находиться на одинаковом расстоянии от главной оси гониометра, равном его радиусу;

- поверхность образца, центр проекции фокуса рентгеновского источника и входное щелевое устройство детектора должны находиться на нулевой линии (Д.М. Хейкер, Л.С. Зевин, Рентгеновская дифрактометрия, Москва, «Физматгиз», 1963, стр. 105-114).

Первые четыре требования, как правило, обеспечиваются конструкцией и технологией изготовления рентгеновских дифрактометров. Последнее же - есть суть процесса юстировки рентгенооптической схемы дифрактометра для конкретных рентгенодифракционных исследований.

Известны различные способы юстировки рентгеновских дифрактометров. Традиционные методики, описанные в документации изготовителей дифрактометров, основаны на итерационном и трудоемком процессе совмещения первичного пучка и плоскости образца с нулевой линией путем последовательных разворотов приставки с образцом на ±180° и последовательных сдвигов фокуса рентгеновского источника. Этот процесс обеспечивает прохождение первичного пучка через оптический центр гониометра и выведение поверхности образца на главную ось (Техническое описание и инструкция по эксплуатации дифрактометра ДРОН-УМ1. ЛНПО «Буревестник», Ленинград, 1980, стр. 26-33).

Для фиксации отклонения первичного пучка от нулевой линии (оптического центра гониометра) некоторые способы (авторское свидетельство SU 1030709, авторское свидетельство SU 1041918) применяют различные специализированные устройства, устанавливаемые на место держателя образца или на кронштейн блока детектирования. При этом процесс юстировки не сильно упрощается, а главное, остается нерешенной задача точного выведения поверхности образца на нулевую линию гониометра, которая должна решаться известными традиционными методами.

В способе юстировки дифрактометра (авторское свидетельство SU 1144040) акцент сделан на обеспечении прохождения первичного коллимированного пучка через главную ось гониометра (оптический центр). Это достигается установкой в держатель образца монокристалла кварца с известной кристаллографической ориентаций поверхности. Такой способ обеспечивает существенную экономию времени при проведении юстировки. При этом, однако, не решается задача юстировки образца. А с учетом того, что использование монокристалла кварца предполагает применение держателя образца иной, чем для порошковых экспериментов конструкции, необходимость дополнительной юстировки держателя образца для порошковых кювет является недостатком заявленного способа.

В способе юстировки рентгеновского дифрактометра (авторское свидетельство SU 1448256) для вывода входного щелевого устройства блока детектирования на нулевую линию использовалась процедура так называемого «располовинивания первичного пучка», т.е. определения углов половинного ослабления интенсивности первичного пучка за счет экранировки держателем образца, заведомо смещенным с нулевой линии. Расчетным путем определялось требуемое нулевое положение кронштейна блока детектирования, а затем котировочными подвижками источника рентгеновского излучения обеспечивалось выведение на нулевую линию центра проекции фокуса рентгеновской трубки. Последним этапом было выведение поверхности образца на нулевую линию методом 50% перекрытия сечения пучка по регистрируемой интенсивности. Очевидны ограничения в использовании этого способа для тета-тета гониометров с горизонтальным расположением главной оси. Прежде всего, это ограниченный только несколькими градусами диапазон углов сканирования приводов трубки и детектора в отрицательной области. Отрицательные углы сканирования необходимы для получения половинной экранировки от краев образца. Другим недостатком является затруднение в реализации способа при юстировке крупных или нестандартных по форме образцов.

Другой известный способ юстировки дифрактометра (патент РФ №2114420 на изобретение), как и предыдущие, основан на фиксации отклонения первичного пучка от нулевой линии путем последовательных измерений углов половинного ослабления интенсивности первичного пучка на специальных экранах, устанавливаемых в держателе плоского монохроматора и держателе образца. Измерения начинают, заведомо сдвинув фокус рентгеновского источника с окружности гониометра. Постепенно приближая фокус рентгеновского источника к нулевой линии и к точке на фокальной окружности, добиваются максимального соответствия значений углов половинного ослабления интенсивности первичного пучка за счет краевых экранов. По окончании этой процедуры последовательных измерений и передвижений фокуса рентгеновского источника уточняют симметричное расположение первичного пучка относительно краевого экрана на держателе образца и щелевого устройства перед блоком детектирования. В описании способа не уточняется методология проверки положения поверхности образца условиям фокусировки, но можно предположить, что это все тот же традиционный контроль 50% снижения интенсивности при последовательных разворотах держателя образца на ±180°. Другим недостатком способа является его ограниченная применимость вследствие требований к весьма большим котировочным перемещениям источника рентгеновского излучения в экваториальной плоскости гониометра, что не всегда обеспечивается конструкцией ряда дифрактометров.

Как видно из краткого обзора существующих решений, общим их местом является методология юстировки плоскости образца для реализации фокусирующей геометрии контролем половинного снижения интенсивности первичного пучка. При этом работа с первичным пучком, даже при относительно слабых котировочных режимах рентгеновского источника, создает излишние риски облучения персонала. Другим недостатком такой методологии является относительно невысокая точность юстировки, а значит, и погрешности результатов измерений на настроенном таким образом аналитическом инструменте.

Из литературы известно, например, что качество юстировки дифрактометра существенно влияет на получаемые результаты исследований (Влияние юстировки рентгеновского дифрактометра на зависимость периода решетки от экстраполяционной функции Нельсона-Райли. О.А. Сетюков, А.И. Самойлов, «Заводская лаборатория. Диагностика материалов», том 77, №8, 2011 г., стр. 34-36).

В известном решении (US Patent 5359640) - прототипе предлагаемого способа - предпринята попытка преодолеть описанные выше недостатки. В нем для юстировки поверхности образца дифрактометра с микрофокусным рентгеновским источником использован лазерный излучатель оптического диапазона, формирующий на поверхности образца маркерное пятно малого диаметра, наблюдаемое посредством видеокамеры с оптической системой увеличения и шкалой прицеливания. Эта оптико-электронная система предварительно настроена таким образом, что зондирующий лазерный луч и оптическая ось наблюдения, образованная видеокамерой и оптикой прицеливания, пересекаются в точке пересечения главной оси и экваториальной плоскости гониометра. При этом угол между лучом и осью наблюдения выбирается из соображений обеспечения требуемой чувствительности к ошибкам установки поверхности образца сообразно условиям оптимума фокусировки рентгенооптической схемы. Естественно, держатель образца в описываемом дифрактометре снабжен трехкоординатным управляемым приводом позиционирования поверхности. Процесс юстировки поверхности образца заключается в управляемом перемещении держателя вдоль оси Z при одновременном контроле оператором положения маркерной точки лазерного излучателя до достижения маркером перекрестия прицеливания в системе наблюдения.

Недостатком данного технического решения является усложнение оптико-электронной системы при использовании в дифрактометрах с традиционными рентгеновскими источниками. И зондирующий лазер, и система наблюдения за маркером на поверхности образца по конструктивным соображениям должны быть достаточно удалены от держателя образца, чтобы не мешать размещению различных гониометрических приставок дифрактометра, рассчитанного на широкий круг аналитических задач и методов. Соответственно, появляется необходимость в длиннофокусной оптике на зондирующем лазерном луче и аналогичной оптике в канале наблюдения. Использование для этих целей лазерных дальномеров (измерителей расстояния до отражающих объектов) также не дает положительного результата ввиду значительной невоспроизводимости измерений на образцах с различным качеством поверхности (например, полированной и матовой).

Задачей предлагаемого технического решения является разработка способа, обеспечивающего высокую точность выведения поверхности образца на главную ось гониометра и высокую воспроизводимость дифрактометрических измерений при снижении затрат времени на осуществление данных операций.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение воспроизводимости дифрактометрических измерений и повышение точности юстировки поверхности образца в фокусирующей рентгенооптической схеме рентгеновского дифрактометра при снижении затрат времени на проведение этих операций.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в предлагаемом способе предварительно на место держателя образца устанавливают калибровочное приспособление с возможностью микрометрических перемещений в плоскости, параллельной экваториальной плоскости гониометра. Затем с помощью измерителя линейных перемещений определяют аналитическую зависимость изменения расстояния между точкой на поверхности калибровочного приспособления и лежащей в экваториальной плоскости гониометра на оси детектора или рентгеновского источника произвольной, но фиксированной точкой, от угла сканирования «тета». Из полученной зависимости вычисляют координаты главной оси гониометра, совмещают ось калибровочного приспособления с главной осью гониометра, уточняют повторным сканированием вид вышеописанной зависимости. Получив удовлетворительный результат, соответствующий допустимым условиям, калибровочное приспособление снимают с гониометра и на его место устанавливают держатель с образцом. Опираясь на показания измерителя линейных перемещений, подвижкой держателя образца вдоль оси, параллельной экваториальной плоскости, совмещают плоскость образца с главной осью гониометра.

Допустимыми условиями следует считать условия отсутствия экстремумов на графике зависимости расстояния между точкой на поверхности калибровочного приспособления и лежащей в экваториальной плоскости гониометра на оси детектора выбранной фиксированной точкой, от угла сканирования, а также значения амплитуды, не превышающие 0,01-0,02 мм.

Целесообразно калибровочное приспособление выполнять в форме цилиндра.

Преимуществом изобретения является повышение воспроизводимости дифрактометрических измерений, повышение точности выведения поверхности образца на главную ось гониометра.

Использование калибровочного приспособления, вычисление с его помощью координат главной оси гониометра, установление допустимых значений позволяет повысить точность выведения поверхности образца на главную ось гониометра, а значит, повысить воспроизводимость дифрактометрических измерений.

Фигура 1 поясняет принцип осуществления предложенного способа. На ней условно изображены и обозначены:

- гониометр 1 с осью детектора 4;

- установленное на месте держателя образца калибровочное приспособление 2;

- установленный на оси детектора 4 измеритель линейных перемещений 3 с выдвижным контактным штоком 5;

- детектор 4;

- конструктивный угол 6 между радиусом, соединяющим щелевое устройство (в данном случае входная щель на оси детектора), и осью измерительного штока 5 измерителя линейных перемещений 3 контактного типа.

Расчетные соотношения, положенные в основу способа, получены на основе данных Фигуры 2. На ней изображены и обозначены:

- 01 - ось калибровочного приспособления 2, устанавливаемого на место держателя образца;

- 0 - главная ось гониометра 1 (общая ось вращения для блока детектирования 4 и источника рентгеновского излучения - фокуса рентгеновской трубки);

- R - радиус калибровочного приспособления 2;

- С - точка касания штока 5 измерителя линейных перемещений 3 поверхности калибровочного приспособления 2 в процессе сканирования по углу θi (тэта) оси гониометра 1;

ri - текущие показания измерителя линейных перемещений 3 в процессе сканирования по углу θi (тэта) оси гониометра 1;

Δr - постоянная поправка к показаниям измерителя линейных перемещений 3 (смещение);

αi - угловое положение радиуса калибровочного приспособления 2 в точке касания штока 5 измерителя линейных перемещений 3 в процессе сканирования;

x0, y0 - координаты смещения оси калибровочного приспособления 2 относительно главной оси гониометра 1.

Фигура 3. Фотографическое изображение калибровочного приспособления 2.

На фигуре 4 дано фотографическое изображение гониометра 1 с установленным калибровочным приспособлением 2 и линейным измерителем перемещений 3.

Фигура 5. Интерфейс программы управления и сбора данных.

Если шток 5 измерителя линейных перемещений 3, установленного, например, на оси детектора 4, привести в соприкосновение с поверхностью калибровочного приспособления 2 и начать сканирование оси детектора 4 по углу, то уравнение траектории точки касания, а значит, и текущие показания измерителя линейных перемещений 3, можно описать соотношением:

Величина αi не является измеряемой. Она связана с измеряемой величиной угла сканирования 3 формулами:

Здесь ϑi=ϑ-δ, где ϑ - угловая координата при сканировании оси детектора 4, а δ - постоянное угловое смещение 6 оси измерителя линейных перемещений 3 от оси входного щелевого устройства детектора 4. Можно сказать, что измеритель линейных перемещений 3 «обкатывает» калибровочное приспособление 2 по поверхности своим измерительным штоком 5. При этом показания измерителя линейных перемещений 3 ri в функции от угла сканирования описывают кривой, близкой к синусоиде. В точке экстремума угол αex=ϑех. В этом случае верно соотношение:

Если в выражении (2) первое уравнение поделить на второе и учесть равенство (3), то:

В уравнении (4) имеем три неизвестных. Из второго уравнения системы (2) для точки экстремума имеем:

Подставив выражение (5) в уравнение (4), получим уравнение с двумя неизвестными (αi и x0):

Из геометрических соотношений, представленных на фигуре 2, при ϑ=0 с учетом (3) имеем:

Подставив выражение для тангенса из (7) в (6) при ϑ=0, получим квадратное уравнение с одним неизвестным x0:

где a=2(1-cosϑex); b=2cosϑex(r0-rex+R)(1-cosϑex); c=cos2ϑex(r0-rex+R)2-R2cos2ϑex.

Выбор одного из двух корней уравнения (8) осуществляется подстановкой x0 в выражение (5) для определения величины Δr, которая должна соответствовать конструктивным условиям установки измерителя линейных перемещений 3.

Смещение y0 определяется по выражению (3), постоянное смещение показаний измерителя линейных перемещений 3 Δr определяется выражением (5). Чтобы определить корректирующие смещения оси калибровочного приспособления 2 по осям x и y, параллельным экваториальной плоскости гониометра 1, следует учесть, что измеритель линейных перемещений 3 ориентирован не точно на ось калибровочного приспособления 2. Поэтому необходимо учитывать поправки Δx и Δy, указанные на фигуре 2:

где r0 и r90 - показания измерителя линейных перемещений 3 при углах сканирования 0° и 90°. В результате получим выражения для величин сдвигов калибровочного приспособления 2, обеспечивающих совмещение его оси с главной осью гониометра 1:

Используя микрометрические подвижки держателя образца, проводят указанное выше совмещение осей, а затем проводят повторное сканирование («обкатку») калибровочного приспособления 2. Отсутствие экстремумов на полученной зависимости от угла сканирования подтверждает, что положение главной оси гониометра 1 определено с точностью, соответствующей точности используемого измерителя линейных перемещений 3.

Затем калибровочное приспособление 2 удаляется и на его место возвращается штатный держатель образца. Измеритель линейных перемещений 3 выводится в положение, соответствующее нормальному углу измерительного штока 5 с поверхностью образца. Шток 5 опускается до контакта с поверхностью, а затем с помощью управляемого привода держателя образца по оси Z выводят поверхность образца на главную ось гониометра 1 по показаниям измерителя линейных перемещений 3:

ropt=r90-Δr, где ropt - значение показаний измерителя линейных перемещений 3, соответствующее положению поверхности образца на главной оси гониометра 1.

Предложенная в способе совокупность отличительных и ограничительных признаков обладает новизной, так как не описана в известной авторам литературе. Совокупность отличительных признаков и их взаимосвязь с ограничительными признаками предлагаемого способа обеспечивает преодоление недостатков известных способов и получение технического результата, выраженного, прежде всего, в повышении точности юстировки образца при одновременной экономии времени и трудозатрат на осуществление операций настройки дифрактометров. Способ обладает необходимой универсальностью, поскольку пригоден для образцов различных форм и размеров, а также для различных рентгенооптических схем, в частности, основанных на параллельно-лучевой геометрии.

Ниже описан пример реализации настоящего способа в серийно-выпускаемом рентгеновском дифрактометре общего назначения ДРОН-8 с вертикальным «тета-тета» гониометром (горизонтальное расположение главной оси).

На место держателя образца устанавливают калибровочное приспособление 2, изображение которого приведено на фигуре 3. Устройство снабжено держателем калибровочного приспособления 2 с микрометрическими подвижками по двум взаимно перпендикулярным направлениям. При установке калибровочного приспособления 2 в гониометр 1 на место держателя образца плоскость этих направлений будет параллельна экваториальной плоскости гониометра 1. В качестве калибровочного приспособления 2 используется цилиндр диаметром 18 мм. Допуск по диаметру g6, квалитет обработки - 6, класс шероховатости - 8 (Ra0,63), степень точности круглости - 5.

На фигуре 4 дано изображение гониометра 1 с установленным калибровочным приспособлением 2 и фотоэлектрическим линейным измерителем перемещений 3 инкрементного типа ЛИР-17, который располагается на оси детектора 4. Измеритель линейных перемещений 3 установлен в рабочее для реализации способа юстировки положение с выдвинутым измерительным штоком 5, касающимся цилиндрической поверхности калибровочного приспособления 2. Используя интерфейс программы управления и сбора данных дифрактометра, предварительно проводят инициализацию положения измерителя линейных перемещений 3, обеспечивая возможность измерения абсолютных величин перемещения штока 5.

Для реализации предлагаемого способа в программе управления и сбора данных имеется специальный интерфейс, изображенный на фигуре 5. По нажатии кнопки рычаг гониометра 1 детектора начнет сканирование («обкатку») калибровочного приспособления 2 в заданном угловом диапазоне с заданным шагом. При этом в нижней части программного окна начнет прорисовываться синусоида - кривая «обкатки» калибровочного приспособления 2 по данным, получаемым от измерителя линейных перемещений 3 ЛИР-17. По окончании «обкатки» калибровочного приспособления 2 программа вычислит опорную величину ΔR и занесет ее в соответствующее окно панели. В окне R0 и R90 появится значение, на которое требуется вручную сместить калибровочное приспособление 2.

Нажатием кнопки переводят измеритель линейных перемещений 3 в горизонтальное положение, нажимают кнопку . В числовом поле интерфейсного окна программа начнет показывать значения, принимаемые с измерителя линейных перемещений 3 ЛИР-17 в реальном времени. Используя микрометрические винты механизма перемещения калибровочного приспособления 2, добиваются, чтобы индицируемое в числовом окне программного интерфейса значение соответствовало полученному по результатам «обкатки» в окне R0.

То же действие необходимо произвести и в ортогональном положении, для чего нажать кнопку . Иначе говоря, чтобы индицируемое в числовом окне программного интерфейса значение соответствовало полученному по результатам «обкатки» в окне R90. По окончании описанных выше действий и выставления калибровочного приспособления 2 по осям X и Y на значения R0 и R90 соответственно, повторяют процедуру «обкатки» нажатием кнопки в поле «диапазон сканирования». По окончании запоминают новые полученные результаты и повторяют процедуру обкатки калибровочного приспособления 2. Удовлетворительным является результат, когда амплитуда получаемой «обкаткой» синусоиды не будет превышать (0.01-0.02) мм.

Полученные данные сохраняют, нажав кнопку , после чего закрывают окно «Определение оси гониометра» последовательным нажатием кнопок и . На этом процесс юстировки образца в соответствии с предложенным способом завершается.

Значения, необходимые для правильного позиционирования поверхности образца, сохраняются в памяти программы управления и сбора данных. После установки на гониометр 1 держателя образца его поверхность выводится на главную ось гониометра 1 в автоматическом режиме посредством измерителя линейных перемещений 3 и управляемого привода оси вертикального (Z) перемещения держателя образца.

Способ применим в промышленном использовании рентгенотехники для повышения точности юстировки образца и повышения воспроизводимости измерений. Способ обладает необходимой универсальностью, пригоден для образцов различных форм и размеров, а также для различных рентгенооптических схем, в частности, основанных на параллельно-лучевой геометрии.

1. Способ юстировки образца в рентгеновском дифрактометре, характеризующийся использованием калибровочного приспособления, измерителя линейных перемещений, держателя образца, гониометра, основанный на выведении поверхности образца на главную ось гониометра, отличающийся тем, что предварительно на место держателя образца устанавливают калибровочное приспособление с возможностью микрометрических перемещений в плоскости, параллельной экваториальной плоскости гониометра, с помощью измерителя линейных перемещений определяют аналитическую зависимость изменения расстояния между точкой на поверхности калибровочного приспособления и лежащей в экваториальной плоскости гониометра на оси детектора или источника рентгеновского излучения выбранной фиксированной точкой, от угла сканирования, из полученной зависимости вычисляют координаты главной оси гониометра, совмещают ось калибровочного приспособления с главной осью гониометра; производят повторные измерения в целях анализа графика зависимости, сравнивая значения амплитуды с допустимыми значениями, при соответствии значений амплитуды допустимым значениям калибровочное приспособление удаляют и устанавливают держатель с образцом; учитывая показания измерителя линейных перемещений, совмещают плоскость образца с главной осью гониометра при помощи подвижки держателя образца вдоль оси, параллельной экваториальной плоскости гониометра.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеритель линейных перемещений выполнен бесконтактным.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что допустимыми значениями амплитуды считают значения, не превышающие 0,01-0,02 мм.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что калибровочное приспособление выполнено в форме цилиндра.



 

Похожие патенты:

Использование: для диагностики римановой кривизны решетки нанотонких кристаллов. Сущность изобретения заключается в том, что способ диагностики римановой кривизны решетки нанотонких кристаллов включает получение электронно-микроскопического изображения нанотонкого кристалла в светлом поле, получение микроэлектронограммы от кристалла, микродифракционное исследование нанотонкого кристалла, анализ ротационного искривления решетки нанотонкого кристалла, при этом на электронно-микроскопическом изображении нанотонкого кристалла выбирают физическую точку M и двумерное направление, для этого выбирают пару - нелинейный изгибной экстинкционный контур и соответствующий ему рефлекс на микроэлектронограмме, испытывающий азимутальное размытие; проводят диагностику римановой геометрии решетки нанотонкого кристалла в данной точке M и данном двумерном направлении, задаваемом бивектором (а, b) - парой неколлинеарных векторов, исходящих из одной точки, совпадающей с центром микроэлектронограммы, полученной от нанотонкого кристалла, расположенных в плоскости микроэлектронограммы, где вектор b соответствует размытому рефлексу, путем совместного анализа пары - нелинейного изгибного экстинкционного контура, присутствующего на электронно-микроскопическом изображении кристалла в темном поле, и соответствующего ему рефлекса на микроэлектронограмме от кристалла, для установления непрерывности азимутального размытия рефлекса и непрерывности соответствующего ему изгибного контура, затем проводят диагностику римановой кривизны решетки нанотонкого кристалла путем определения численного значения римановой кривизны решетки нанотонкого кристалла в данной точке М и данном двумерном направлении, задаваемом бивектором (а, b), по определенной формуле.

Использование: для неразрушающего контроля термодеформационной обработки полуфабрикатов из двухфазных титановых сплавов на перегрев. Сущность изобретения заключается в том, что выбирают место контроля и строят градуировочную кривую для каждого вида полуфабрикатов, получают дифракционный спектр методом рентгеновской съемки и выполняют обработку результатов для каждого контролируемого полуфабриката, причем в качестве места контроля выбирают деформированный во время последней операции термодеформационной обработки участок поверхности с преимущественным течением материала параллельно поверхности со степенью деформации не менее 10% и не более 50% с удаленным газонасыщенным слоем, в качестве градуировочной кривой используют зависимость соотношения интенсивностей дифракционных линий α-фазы L1=(101) или L1=(110) и L2=(002) от температуры Т (Т - разность температуры полного полиморфного превращения (Тпп) и температуры нагрева под деформацию (Тн)), а о перегреве вышезаданной технологией температуры судят по значению отношения интенсивностей дифракционных линий L1 и L2 выше, чем на градуировочной кривой для верхнего предела диапазона температур нагрева.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано лабораториями неразрушающего контроля, проектными и научно-исследовательскими организациями для диагностики трещинообразования в конструкционных материалах и прогнозирования состояния предразрушения конструкции.

Использование: для изгиба кристалла-монохроматора. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для изгиба кристалла-монохроматора включает основание, выполненное с возможностью устанавливать его в гнездо гониометра, кристалл-монохроматор, выполненный в виде пластины, кристаллодержатель с неподвижными опорами, на которые может опираться пластина кристалла-монохроматора, подвижную каретку с отверстиями для размещения подвижных опор, которые могут соприкасаться с пластиной кристалла-монохроматора и обеспечивать изгиб кристалла при своем перемещении, рычаг со стержнем, закрепленный подвижно на основании кристаллодержателя, выполненный с возможностью касания каретки и боковой поверхности копира, который представляет собой тело вращения, ось которого имеет возможность смещения относительно оси вращения основания устройства с помощью юстировочного устройства.

Использование: для регистрации нарушений в изделии. Сущность изобретения заключается в том, что направляют рентгеновские лучи веерного типа на изделие вдоль по меньшей мере одного направления, в котором часть рентгеновских лучей веерного типа отражается от изделия; региструют отраженные рентгеновские лучи веерного типа от изделия вдоль по меньшей мере одного направления и выполняют запись интенсивности регистрируемых отраженных высокоэнергетичных волн, после чего формируют одномерное изображение изделия из регистрируемых отраженных высокоэнергетичных волн.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может найти применение на предприятиях энергетической отрасли, при разработке энергетического оборудования и исследовании новых марок сталей.

Использование: для косвенного контроля характеристик качества (размера и различных свойств) металлических полуфабрикатов (ленты, проволоки, труб, профиля и т.д.) и регулирования режимов деформации в случае, если та или иная характеристика качества не соответствует требуемым ограничениям.

Использование: для оценки состава двухкомпонентных твердых растворов в нанодисперсных материалах, включающих, в частности, наноразмерные частицы: Pt-Ru, Pt-Rh, Fe-Co, Pd-Ru, Pd-Rh, Pd-H, Hf-O.

Использование: для обследования оборудования, содержащего неправильные поверхности, сжатые пространства и другие труднодоступные места, на основании регистрации обратнорассеянного проникающего излучения.

Использование: для регистрации обратнорассеянного проникающего излучения. Сущность изобретения заключается в том, что система обследования с обратным рассеянием с изменяемыми геометрическими характеристиками содержит матрицу датчиков излучения, включающую один или большее количество датчиков обратнорассеянного излучения.

Использование: для неразрушающего способа рентгеноструктурного контроля и может использоваться для оценки технического состояния ремонтных деталей газотурбинного двигателя (ГТД) из титановых сплавов в лабораторных и заводских условиях. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют снятие рентгенограммы с контролируемой детали на предполагаемой поверхности разрушения, определение параметра, зависящего от наработки детали, и сравнение его с предельным значением, при этом в качестве параметра, зависящего от наработки детали, используют параметр площади фона рентгеновского спектра Sф, определяемый по заданной зависимости. Технический результат: увеличение производительности технологического процесса контроля деталей ГТД неразрушающим способом. 4 ил.

Использование: для контроля вещественного состава пульпообразных материалов. Сущность изобретения заключается в том, что экспериментально, с источником меньшей энергии, в окне энергетического спектра меньшей энергии, устанавливают ряд аналитических связей интенсивности рассеянного материалом гамма-излучения от вещественного состава и плотности материала эталонов, для чего используют в качестве эталонов набор материала известного вещественного состава и плотности. По полученному на эталонах ряду аналитических зависимостей связи интенсивности рассеянного эталонами гамма-излучения с вещественным составом и плотностью устанавливают аналитическую связь коэффициентов полученного ряда аналитических зависимостей от плотности эталонов. Экспериментально с источником большей энергии гамма-квантов, в окне энергетического спектра большей энергии, устанавливают связь интенсивности рассеянного исследуемым материалом гамма-излучения от плотности материала эталонов, для чего используют набор материала эталонов разной плотности, затем, на материале неизвестного вещественного состава и плотности в окне энергетического спектра большей энергии, регистрируют рассеянное излучение источника большей энергии. По результатам этих измерений и полученной ранее связи интенсивности рассеянного исследуемым материалом гамма-излучения от плотности материала эталонов оценивают плотность материала неизвестного состава, а по ранее полученной связи коэффициентов уравнений с плотностью устанавливают коэффициенты уравнений связи интенсивности рассеянного гамма-излучения малой энергии с вещественным составом, а для оценки вещественного состава, в окне энергетического спектра малой энергии, регистрируют интенсивность гамма-излучения малой энергии. По этим результатам, а также установленным коэффициентам уравнений связи интенсивности рассеянного гамма-излучения с вещественным составом пульпообразных продуктов оценивают его вещественный состав. Способ может быть применен для одновременной оценки вещественного состава и плотности материального потока пульпообразных продуктов. Технический результат: повышение достоверности контроля вещественного состава пульпообразных материалов. 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения происхождения пищевого этилового спирта. Cущность способа заключается в том, что используют детекторное устройство типа «электронный нос», матрицу которого формируют из 8 сенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов объёмных акустических волн с базовой частотой колебаний 10,0 МГц с разнохарактерными пленочными сорбентами на электродах, для стабилизации покрытий для нехроматографических фаз применяют подложку из углеродных нанотрубок, покрытия массива селективные: к спиртам – полиэтиленгликоль адипинат, ПЭГА; к высшим спиртам, кетонам, эфирам - полиэтиленгликоль себацинат и полиэтиленгликоль ПЭГ-2000; к сложным эфирам – полиэтиленгликоль фталат, ПЭГФ; к серосодержащим соединениям, эфирам – Тритон Х-100, ТХ-100; к кислотам, воде, спиртам – дициклогексан-18-6,краун-эфир ( ДЦГ18К6/УНТ); к фенольным и другим ароматическим соединениям – триоктилфосфиноксид (ТОФО/УНТ); к кетонам – пчелиный клей (ПчК). Пробы каждого образца объемом 10,0 см3 помещают в стерильный стеклянный пробоотборник, выдерживают при температуре 20 ± 1 оС в герметичном сосуде с полимерной мягкой мембраной, 1 см3 равновесной газовой фазы отбирают шприцем и вводят в ячейку детектирования, фиксируют частоту колебаний пьезокварцевых резонаторов в течение 2 мин с интервалом 1 с. Графически формируют суммарный аналитический сигнал в виде «визуальных отпечатков» максимумов и с помощью программного обеспечения прибора аналитические сигналы сравнивают между собой и с эталонными «визуальными отпечатками», полученными при анализе качественных образцов, устанавливая степень их различия и схожести. Если степень сходства с каким-либо эталоном из базы данных составляет более 95 %, то делают вывод, что исследуемый образец изготовлен из того же сырья, что и этанол, если степень сходства составляет 90 - 95%, считают, что анализируемый этанол изготовлен из сырья с отличающимися от эталона свойствами либо выработан с технологическими нарушениями, если степень соответствия менее 90%, исследуемый образец сравнивается с эталоном спирта из другого сырья. Использование способа позволяет с высокой точностью определить подлинность анализируемых спиртных напитков. 1 табл., 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к рентгенографическим средствам формирования изображения методом фазового контраста. Система содержит рентгеновский источник, детектор с множеством детектирующих полосок, расположенных в первом направлении детектора, при этом каждая детектирующая полоска содержит множество пикселей, расположенных во втором направлении детектора, фазовую дифракционную решетку, множество дифракционных решеток анализаторов, содержащих щели. Рентгеновский источник и детектор выполнены с возможностью сканирующего перемещения относительно объекта в первом направлении. Дифракционные решетки анализатора расположены между рентгеновским источником и детектором, и каждая из множества дифракционных решеток анализатора расположена в связи с соответствующей детектирующей полоской, с щелями дифракционных решеток, расположенными во втором направлении. Щели дифракционных решеток детектирующих полосок смещены одна относительно другой во втором направлении. Использование изобретения позволяет уменьшить погрешности и повысить соотношение сигнал/шум при применении фазового контраста в рентгенографии. 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для неразрушающего рентгеноструктурного контроля деталей газотурбинного двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют снятие рентгенограммы с контролируемой детали на предполагаемой поверхности разрушения от отражающей плоскости (11.0) без фона при использовании титанового излучения Ti-Kα и от отражающей плоскости (01.3) без фона при использовании титанового излучения Ti-Kβ, определение параметра, зависящего от наработки детали, при этом при снятии рентгенограммы с контролируемой детали вычисляется интегрированный рентгеноструктурный параметр Δ, причем в качестве параметра, зависящего от наработки детали, используют параметр остаточного ресурса Рост, определяемый по заданной зависимости. Технический результат: увеличение производительности технологического процесса контроля деталей неразрушающим способом как в процессе эксплуатации, так и на этапе ресурсных испытаний. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Использование: для сортировки алмазосодержащего материала. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве алмазосодержащего материала сортировке подвергают поликристаллические алмазы типа «карбонадо», при этом образцы поликристаллических алмазов со стороны, противоположной катализатору, сошлифовывают слоем не менее 0.2 мм и определяют количество графита на сошлифованной поверхности количественным рентгенофазовым анализом, например дифрактометром, после этого проводят сортировку образцов на группы с содержанием графита 0,7-2,2; 2,3-4,0 и 4,1-5,5 мас.%, причем каждую группу используют для изготовления определенного инструмента. Технический результат: обеспечение возможности достоверной сортировки алмазосодержащего сырья по содержанию графита. 2 табл.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам рентгеновской визуализации для дифференциальной фазово-контрастной визуализации. Система включает дифференциальную фазово-контрастную установку с источником рентгеновского излучения и детектором, компоновку решеток, содержащую решетку источника, фазовую решетку и решетку анализатора, в которой решетка источника расположена между источником рентгеновского излучения и фазовой решеткой, а решетка анализатора расположена между фазовой решеткой и детектором, и компоновку передвижения для относительного передвижения между исследуемым объектом и по меньшей мере одной из решеток, блок обработки и компоновку перемещения решетки источника. Фазовая решетка, решетка анализатора и детектор предоставлены в виде неподвижно закрепленного блока интерферометра, при этом фазовая решетка и решетка анализатора установлены параллельно друг другу. Решетка источника разъюстирована относительно блока интерферометра так, что в плоскости детектора могут обнаруживаться муаровые интерференционные полосы. Блок обработки выполнен с возможностью обнаружения муаровых интерференционных полос в сигналах, выдаваемых детектором при рентгеновском излучении, и дополнительно выполнен с возможностью вычисления сигнала перемещения решетки источника для достижения предварительно заданного муарового узора. Компоновка перемещения выполнена с возможностью регулирования расположения решетки источника по меньшей мере в направлении проекции рентгеновского излучения на основе величины сигнала перемещения таким образом, чтобы поперек ширины D детектора появлялась по меньшей мере одна муаровая полоса. Способ осуществляется посредством работы системы. Машиночитаемый носитель информации содержит инструкции для осуществления системой этапов способа. Использование изобретений позволяет упростить настройку и регулировку системы дифференциальной фазово-контрастной визуализации. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для обследования объекта на основе технологии когерентного рассеяния рентгеновских лучей с целью определения, включает ли в себя обследуемый объект взрывчатые вещества, опасные предметы или подобное. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит распределенный источник излучения, содержащий множество точек источника; коллиматор источника света, расположенный на выводящем пучок лучей конце распределенного источника излучения и выполненный с возможностью сведения лучей, сформированных распределенным источником излучения, вдоль веерообразных радиальных линий для формирования пучка лучей обращенной веерообразной формы; рассеивающий коллиматор, выполненный с возможностью позволять проходить только лучам, рассеянным под одним или более определенными углами рассеяния, которые формируются посредством лучей из коллиматора источника света, взаимодействующих с обследуемыми объектами; по меньшей мере один детектор, расположенный за рассеивающим коллиматором, при этом каждый детектор содержит множество блоков обнаружения, которые имеют энергетическую разрешающую способность и расположены по существу в цилиндрической поверхности, чтобы принимать рассеянные лучи, проходящие через рассеивающий коллиматор; и устройство обработки, выполненное с возможностью вычисления информации энергетического спектра рассеянных лучей от обследуемых объектов на основании сигнала, выводимого детекторами. Устройство, описанное выше, измеряет распределение энергии рассеянных рентгеновских лучей при фиксированном угле посредством использования детекторов, имеющих энергетическую разрешающую способность для получения постоянной кристаллической решетки материалов, чтобы распознавать категории материалов. Технический результат: обеспечение высокой разрешающей способности при возможности трехмерного позиционирования устройства относительно обследуемого объекта. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-04-04 2017-04-28T03:32:48
Наверх