專利名稱：高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精密測(cè)量領(lǐng)域，特別是一種高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
同步輻射實(shí)驗(yàn)站中以往在對(duì)高真空環(huán)境下被測(cè)液體樣品的厚度是不可控的，樣品池內(nèi)液體樣品在厚度方向形成的被測(cè)液面的均勻性好壞僅靠液體樣品自身的流動(dòng)性，樣品厚度方向的可控性、均勻性差嚴(yán)重影響測(cè)試效果，因此，研制出一種新型的高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控方法及裝置勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述情況，為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的就在于提供一種高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控方法及裝置，可以有效解決液體樣品厚度的可控性和均勻性差的問題。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置，包括三個(gè)壓電陶瓷真空密封接線座、三個(gè)壓電陶瓷、三個(gè)不銹鋼球、真空密封圈、 支座、兩個(gè)硅片窗口、三個(gè)高磁通量磁鐵和密封板，所說的壓電陶瓷裝在壓電陶瓷真空密封接線座的底端，不銹鋼球裝在壓電陶瓷的底端，支座上開有三個(gè)互成120°的螺紋孔，支座徑向上與螺紋孔對(duì)應(yīng)的位置一前一后開有密封槽和三個(gè)磁鐵槽，真空密封圈放在密封槽內(nèi)，三個(gè)高磁通量磁鐵分別放在三個(gè)磁鐵槽內(nèi)，壓電陶瓷真空密封接線座旋入螺紋孔中，密封板裝在支座底端，密封板與支座之間裝有兩片硅片窗口。高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置的控制方法，其具體步驟如下1)將液體樣品沿著密封板表面的小孔滴入兩個(gè)硅片窗口之間的樣品池；2)分別對(duì)壓電陶瓷真空密封接線座中的壓電陶瓷改變相同的電訊號(hào)從而使其發(fā)生伸縮；3)通過步驟2~)中壓電陶瓷的伸縮以驅(qū)動(dòng)密封板組件沿著光路方向產(chǎn)生微量位移；4)兩個(gè)硅片窗口之間的空隙由于步驟幻從而在其厚度方向上產(chǎn)生微量變化；5)由于步驟4)帶動(dòng)兩個(gè)硅片窗口之間樣品池中的液體樣品也在其厚度方向上產(chǎn)生微量變化； 6)通過真空密封圈軸向的彈性變化調(diào)節(jié)三個(gè)高磁通量磁鐵的柔性鎖緊力，保證通過步驟幻調(diào)節(jié)后的液體樣品的真空密閉性，從而實(shí)現(xiàn)高真空環(huán)境下液體樣品厚度的微量可控。 本發(fā)明解決了依靠液體本身流動(dòng)性在樣品池形成被測(cè)厚度，液體的均勻性、可控性差的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高真空環(huán)境條件下液體樣品池厚度精確微量控制的目的，該方法及裝
3置設(shè)計(jì)精巧，成本低廉，便于使用。


圖1是本發(fā)明的高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置的主視局部剖視圖。圖2是本發(fā)明的支座的主視圖。圖3是本發(fā)明的密封板的主視圖。圖4是本發(fā)明的I局部視圖。圖5是本發(fā)明的II局部剖視圖。圖中，1、壓電陶瓷真空密封接線座，2、壓電陶瓷，3、不銹鋼球，4、真空密封圈，5、支座，6、硅片窗口，7、高磁通量磁鐵，8、密封板，9、真空密封膠，10、螺紋孔，11、磁鐵槽，12、通孔，13、密封臺(tái)，14、密封槽，15、密封腔，16、小孔。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明。由圖1所示，高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置，其特征在于，包括三個(gè)壓電陶瓷真空密封接線座1、三個(gè)壓電陶瓷2、三個(gè)不銹鋼球3、真空密封圈4、支座5、兩個(gè)硅片窗口 6、三個(gè)高磁通量磁鐵7和密封板8，所說的壓電陶瓷2裝在壓電陶瓷真空密封接線座1的底端，不銹鋼球3裝在壓電陶瓷2的底端，支座5上開有三個(gè)互成120°的螺紋孔10，支座5徑向上與螺紋孔10對(duì)應(yīng)的位置一前一后開有密封槽14和三個(gè)磁鐵槽11，真空密封圈4放在密封槽14內(nèi)，三個(gè)高磁通量磁鐵7分別放在三個(gè)磁鐵槽11內(nèi)，壓電陶瓷真空密封接線座1旋入螺紋孔10中，密封板8裝在支座5底端，密封板8與支座5之間裝有兩片硅片窗口 6。由圖1-5所示，所說的支座5呈L型，支座5內(nèi)部開有階梯型通孔12，底部設(shè)有密封臺(tái)13。所說的兩片硅片窗口 6上下對(duì)應(yīng)，硅片窗口 6的中心、支座5的通孔12中心和密封板8的中心在同一條直線上。所說的密封槽14、螺紋孔10和磁鐵槽11在支座5徑向上從里到外的位置關(guān)系依次是密封槽14、螺紋孔10和磁鐵槽11。所說的三個(gè)高磁通量磁鐵7互成120°均勻分布在支座5周圍。所說的兩片硅片窗口 6之間裝有真空密封膠9。所說的密封板8內(nèi)部開有密封腔15，密封腔15的形狀與密封臺(tái)13相對(duì)應(yīng)，密封板 8上對(duì)應(yīng)與支座5之間空隙的位置開有小孔16。高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置的控制方法，其特征在于，其具體步驟如下1)將液體樣品沿著密封板8表面的小孔16滴入兩個(gè)硅片窗口 6之間的樣品池；2)分別對(duì)真空密封接線座1中的壓電陶瓷2改變相同的電訊號(hào)從而使其發(fā)生伸縮；3)通過步驟t)中壓電陶瓷2的伸縮以驅(qū)動(dòng)密封板8組件沿著光路方向產(chǎn)生微量
4位移；4)兩個(gè)硅片窗口 6之間的空隙由于步驟3)從而在其厚度方向上產(chǎn)生微量變化；5)由于步驟4)帶動(dòng)兩個(gè)硅片窗口 6之間樣品池的液體樣品也在其厚度方向上產(chǎn)生微量變化；6)通過真空密封圈4軸向的彈性變化調(diào)節(jié)三個(gè)高磁通量磁鐵7的柔性鎖緊力，保證通過步驟幻調(diào)節(jié)后的液體樣品的真空密閉性，從而實(shí)現(xiàn)高真空環(huán)境下液體樣品厚度的微量可控。本發(fā)明中的壓電陶瓷真空密封接線座1采用中碳鋼鍍鉻制作、支座5采用不銹鋼制作、密封板8采用中碳鋼鍍鉻制作、真空密封圈4采用真空橡膠機(jī)械加工制成。本發(fā)明通過在高真空中采用三個(gè)120°均勻分布在支座中的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)樣品池的密封板，通過高彈性真空密封圈調(diào)節(jié)三個(gè)120°均勻分布在支座中的高磁通量磁鐵柔性鎖緊力確保樣品池密封，實(shí)現(xiàn)了高真空環(huán)境條件下液體樣品池精密微量控制。本發(fā)明工作時(shí)，首先是將兩片硅片窗口分別裝在支座與密封板上并用真空密封膠固定密封，再將真空密封圈、裝入支座上的密封槽內(nèi)，之后將三片高磁通量磁鐵分別吸附到支座上的沉孔內(nèi)，再將三只壓電陶瓷分別裝入壓電陶瓷真空密封接線座上，然后再分別將不銹鋼球放入壓電陶瓷端口處，并一同旋入支座上的螺紋孔中固緊，最后將硅片窗口與密封板的組件裝入支座上與高磁通量磁鐵吸合。在上面安裝后，兩個(gè)硅片窗口之間形成等距樣品池，通過改變壓電陶瓷的電信號(hào)使其伸縮來驅(qū)動(dòng)密封板組件將兩個(gè)硅片窗口之間距離微量調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了樣品池厚度微量可控精密調(diào)節(jié)。高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控方法及裝置利用改變壓電陶瓷電信號(hào)使其實(shí)現(xiàn)微量線性伸縮；采用高彈性真空密封圈實(shí)現(xiàn)液體樣品及真空環(huán)境的隔離；采用高磁通量磁鐵獲得柔性鎖緊力；實(shí)現(xiàn)了高真空環(huán)境條件下液體樣品池厚度精確微量控制的目的。本發(fā)明解決了依靠液體本身流動(dòng)性在樣品池形成被測(cè)厚度，液體的均勻性、可控性差的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高真空環(huán)境條件下液體樣品池厚度精確微量控制的目的，該方法及裝置設(shè)計(jì)精巧，成本低廉，便于使用。
權(quán)利要求
1.高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置，其特征在于，包括三個(gè)壓電陶瓷真空密封接線座(1)、三個(gè)壓電陶瓷O)、三個(gè)不銹鋼球(3)、真空密封圈、支座(5)、兩個(gè)硅片窗口(6)、三個(gè)高磁通量磁鐵(7)和密封板(8)，所說的壓電陶瓷( 裝在壓電陶瓷真空密封接線座(1)的底端，不銹鋼球(3)裝在壓電陶瓷(2)的底端，支座(5)上開有三個(gè)互成120°的螺紋孔(10)，支座( 徑向上與螺紋孔(10)對(duì)應(yīng)的位置一前一后開有密封槽 (14)和三個(gè)磁鐵槽(11)，真空密封圈⑷放在密封槽(14)內(nèi)，三個(gè)高磁通量磁鐵(7)分別放在三個(gè)磁鐵槽(11)內(nèi)，壓電陶瓷真空密封接線座(1)旋入螺紋孔(10)中，密封板(8)裝在支座( 底端，密封板( 與支座( 之間裝有兩片硅片窗口(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置，其特征在于，所說的支座( 呈L型，支座(5)內(nèi)部開有階梯型通孔(12)，底部設(shè)有密封臺(tái)(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置，其特征在于，所說的兩片硅片窗口(6)上下對(duì)應(yīng)，硅片窗口(6)的中心、支座(5)的通孔(12)中心和密封板(8)的中心在同一條直線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置，其特征在于，所說的密封槽(14)、螺紋孔(10)和磁鐵槽(11)在支座( 徑向上從里到外的位置關(guān)系依次是密封槽(14)、螺紋孔(10)和磁鐵槽(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置，其特征在于，所說的三個(gè)高磁通量磁鐵(7)互成120°均勻分布在支座( 周圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置，其特征在于，所說的兩片硅片窗口(6)之間裝有真空密封膠(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置，其特征在于，所說的密封板⑶內(nèi)部開有密封腔(15)，密封腔(15)的形狀與密封臺(tái)(13)相對(duì)應(yīng)，密封板⑶上對(duì)應(yīng)密封板⑶與支座(5)之間空隙的位置開有小孔(16)。
8.高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控裝置的控制方法，其特征在于，其具體步驟如下1)將液體樣品沿著密封板⑶表面的小孔(16)滴入兩個(gè)硅片窗口(6)之間的樣品池；2)分別對(duì)真空密封接線座(1)中的壓電陶瓷(2)改變相同的電訊號(hào)從而使其發(fā)生伸縮；3)通過步驟幻中壓電陶瓷O)的伸縮以驅(qū)動(dòng)密封板(8)組件沿著光路方向產(chǎn)生微量位移；4)兩個(gè)硅片窗口(6)之間的空隙由于步驟幻從而在其厚度方向上產(chǎn)生微量變化；5)由于步驟4)帶動(dòng)兩個(gè)硅片窗口(6)之間樣品池中的的液體樣品也在其厚度方向上產(chǎn)生微量變化；6)通過真空密封圈(4)軸向的彈性變化調(diào)節(jié)三個(gè)高磁通量磁鐵(7)的柔性鎖緊力，保證通過步驟幻調(diào)節(jié)后的液體樣品的真空密閉性，從而實(shí)現(xiàn)高真空環(huán)境下液體樣品厚度的微量可控。
全文摘要
高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液體樣品池厚度微量可控方法及裝置涉及精密測(cè)量領(lǐng)域，包括三個(gè)壓電陶瓷真空密封接線座、三個(gè)壓電陶瓷、三個(gè)不銹鋼球、真空密封圈、支座、兩個(gè)硅片窗口、三個(gè)高磁通量磁鐵和密封板，所說的壓電陶瓷裝在壓電陶瓷真空密封接線座的底端，不銹鋼球裝在壓電陶瓷的底端，支座上開有三個(gè)互成120°的螺紋孔，支座徑向上與螺紋孔對(duì)應(yīng)的位置一前一后開有密封槽和三個(gè)磁鐵槽，真空密封圈放在密封槽內(nèi)，三個(gè)高磁通量磁鐵分別放在三個(gè)磁鐵槽內(nèi)，壓電陶瓷真空密封接線座旋入螺紋孔中，密封板裝在支座底端，密封板與支座之間裝有兩片硅片窗口。本發(fā)明解決了液體的均勻性、可控性差的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高真空環(huán)境條件下液體樣品池厚度精確微量控制。
文檔編號(hào)G05D5/02GK102436267SQ20111034617
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者盧啟鵬, 彭忠琦, 邰仁忠 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所