用于測(cè)量超熱電子能譜的電子磁譜儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于測(cè)量超熱電子能譜的電子磁譜儀，包括磁場(chǎng)腔體和感光組件，所述磁場(chǎng)腔體的至少兩個(gè)相鄰的側(cè)壁分別設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口位于與所述入射孔所在側(cè)壁相鄰或相對(duì)的側(cè)壁上，每組所述感光組件分別經(jīng)所述開(kāi)口插入磁場(chǎng)腔體；感光組件由成像板和與所述成像板相連的支撐板組成，所述感光組件插入磁場(chǎng)腔體后，所述成像板、所述磁場(chǎng)腔體的側(cè)壁以及磁場(chǎng)腔體的上蓋形成封閉空間；本實(shí)用新型的電子能量檢測(cè)范圍顯著增大，儀器的體積和重量顯著減小，磁場(chǎng)均勻性和檢測(cè)準(zhǔn)確性顯著提高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于測(cè)量超熱電子能譜的電子磁譜儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試裝置，尤其涉及一種用于測(cè)量超熱電子能譜的電子磁譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于超熱電子能譜的測(cè)量，目前一般采用電子磁譜儀。現(xiàn)有的用于測(cè)量超熱電子能譜的電子磁譜儀，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括磁場(chǎng)腔體和感光組件，所述磁場(chǎng)腔體的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上分別設(shè)置有入射孔零件插入孔11和準(zhǔn)直孔12，磁場(chǎng)腔體外殼1、外殼上蓋2、底部磁體組3、頂部磁體4組組成，整個(gè)磁場(chǎng)腔體呈長(zhǎng)方體或正方體狀，在入射孔12所在的側(cè)壁開(kāi)設(shè)一個(gè)與感光組件相等大小的窗口 14，以放置感光組件，感光組件包括成像板5和用于裝卸成像板5的活動(dòng)塊15，對(duì)于磁場(chǎng)均勾區(qū)135 mm X 90 mm、磁場(chǎng)強(qiáng)度10000 Gs的磁場(chǎng)腔體，需要的尺寸為240 mm X 230 mm X 115 mm，而窗口 14的尺寸為10 mm X 120 mm，由于這種設(shè)備內(nèi)部磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度較高，窗口 14處會(huì)引起嚴(yán)重漏磁，從而導(dǎo)致磁場(chǎng)腔體內(nèi)部磁場(chǎng)的均勻性較差，進(jìn)而影響測(cè)量的精確度，為保證磁場(chǎng)中心磁感應(yīng)強(qiáng)度的均勻性，需增加腔體壁厚以增強(qiáng)磁屏蔽效應(yīng)，從而導(dǎo)致電子磁譜儀尺寸、重量的大幅增加，由于用于超熱電子能譜測(cè)量的電子磁譜儀，要與其他所有實(shí)驗(yàn)設(shè)備一起放到一個(gè)大罐子里(一般稱(chēng)之為真空靶室)，對(duì)真空靶室抽真空再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，真空靶室里的空間及其承重能力是非常有限的，所以電子磁譜儀的小型化、輕量化非常重要。并且，現(xiàn)有的這種電子磁譜儀為了減少漏磁，只開(kāi)一個(gè)窗口 14放置感光組件，其檢測(cè)范圍也非常小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的就在于提供一種解決上述問(wèn)題，磁場(chǎng)區(qū)域均勻性好、小巧輕便、檢測(cè)范圍大的用于測(cè)量超熱電子能譜的電子磁譜儀。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種用于測(cè)量超熱電子能譜的電子磁譜儀，包括磁場(chǎng)腔體和感光組件，所述磁場(chǎng)腔體的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上分別設(shè)置有入射孔和準(zhǔn)直孔，
[0006]所述磁場(chǎng)腔體的至少兩個(gè)相鄰的側(cè)壁分別設(shè)有開(kāi)口，所述開(kāi)口位于與所述入射孔所在側(cè)壁相鄰或相對(duì)的側(cè)壁上，每組所述感光組件分別經(jīng)所述開(kāi)口插入磁場(chǎng)腔體；
[0007]所述感光組件由成像板和與所述成像板相連的支撐板組成，所述感光組件插入磁場(chǎng)腔體后，所述成像板、所述磁場(chǎng)腔體的側(cè)壁以及磁場(chǎng)腔體的上蓋形成封閉空間。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案:所述磁場(chǎng)腔體的三個(gè)相鄰的側(cè)壁分別設(shè)有開(kāi)口，相應(yīng)設(shè)置有三組感光組件，三塊所述成像板、所述磁場(chǎng)腔體的側(cè)壁以及磁場(chǎng)腔體的上蓋形成封閉空間。
[0009]作為進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案:所述支撐板末端設(shè)置有限位結(jié)構(gòu)。限位結(jié)構(gòu)可以限定感光組件插入深度以及保持感光組件垂直插入；
[00?0]其中，成像板(imageplate，簡(jiǎn)稱(chēng)IP板)，一般由外層、氟鹵化鋇層、聚酯支持層組成，支撐板材料為抗磁性的金屬或塑料。
[0011 ]本實(shí)用新型的磁場(chǎng)腔體整體結(jié)構(gòu)仍然由外殼、外殼上蓋、底部磁體組、頂部磁體組組成，外殼、外殼上蓋材料為具有磁屏蔽效應(yīng)的鐵磁性材料，磁場(chǎng)腔體沒(méi)有開(kāi)口的側(cè)壁設(shè)有入射孔零件插入孔，與之相對(duì)的側(cè)壁設(shè)有與入射孔零件插入孔同軸的準(zhǔn)直孔；
[0012]還設(shè)置有與入射孔對(duì)應(yīng)的用于插入入射孔的入射孔零件，入射孔零件材料為具有磁屏蔽效應(yīng)的鐵磁性材料。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:外殼上的開(kāi)口面積小，有效地減少了漏磁，提升了外殼的磁屏蔽效果;在保證磁場(chǎng)中心磁感應(yīng)強(qiáng)度的均勻性的情況下，外殼厚度比現(xiàn)有同類(lèi)設(shè)備大幅減小;對(duì)于設(shè)計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)的此類(lèi)設(shè)備，外殼厚度的降低越顯著，由此減小了設(shè)備的整體外觀尺寸和重量；由于此類(lèi)設(shè)備通常使用在空間有限的真空靶室中，尺寸和重量的減小十分有利于設(shè)備的安裝和人工搬運(yùn)。
[0014]使用三組感光組件對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻區(qū)形成三面包圍，可以接收通過(guò)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻區(qū)三條邊界的電子，顯著增大了電子能量檢測(cè)范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為圖2的爆炸視圖；
[0018]圖4為圖2的A-A剖視圖；
[0019]圖5為磁場(chǎng)腔體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6為圖5的B-B剖視圖；
[0021 ]圖7為本實(shí)用新型的使用方式示意圖。
[0022]圖中:1、外殼;2、外殼上蓋;3、底部磁體組;4、頂部磁體組;5、成像板;6、支撐板;7、限位結(jié)構(gòu);8、入射孔零件;9、入射孔；10、開(kāi)口； 11、入射孔零件插入孔；12、準(zhǔn)直孔；13、電子軌跡示意；14、窗口 ； 15、活動(dòng)塊。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]實(shí)施例:
[0025]參見(jiàn)圖2-7所示，
[0026]本實(shí)施例以設(shè)置三組感光組件為例，
[0027]—種用于測(cè)量超熱電子能譜的電子磁譜儀，包括磁場(chǎng)腔體和感光組件；
[0028]磁場(chǎng)腔體由外殼1、外殼上蓋2、底部磁體組3、頂部磁體組4組成，外殼1、外殼上蓋2材料為具有磁屏蔽效應(yīng)的鐵磁性材料，將底部磁體組3、頂部磁體組4分別粘合在外殼1、外殼上蓋2內(nèi)部，然后將外殼上蓋2蓋在外殼I上并將二者粘合，裝配成一個(gè)磁場(chǎng)腔體整體，整體呈長(zhǎng)方體，使用過(guò)程中不再拆開(kāi)；
[0029]磁場(chǎng)腔體裝配完成后，在底部磁體組3、頂部磁體組4之間會(huì)形成磁場(chǎng)，在遠(yuǎn)離磁場(chǎng)腔體四個(gè)側(cè)壁的中心區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度較為均勻，將用作電子偏轉(zhuǎn)；
[0030]磁場(chǎng)腔體相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁分別設(shè)置有入射孔零件插入孔11和準(zhǔn)直孔12，入射孔零件插入孔11和準(zhǔn)直孔12同軸；
[0031]還設(shè)置有與入射孔零件插入孔11對(duì)應(yīng)的用于插入入射孔零件插入孔11的入射孔零件8，入射孔零件8的材料為具有磁屏蔽效應(yīng)的鐵磁性材料，
[0032]在磁場(chǎng)腔體的沒(méi)有設(shè)置入射孔零件插入孔11的三個(gè)側(cè)壁開(kāi)設(shè)分別開(kāi)設(shè)有一個(gè)開(kāi)口 10，本實(shí)施例的磁場(chǎng)均勾區(qū)135 mm X 90 mm、磁場(chǎng)強(qiáng)度10000 Gs的磁場(chǎng)腔體，磁場(chǎng)腔體尺寸為200 mm X 180 mm X 105 mm，開(kāi)口 10的尺寸為10 mm X 3.5 mm
[0033]將成像板5貼在支撐板6上組成感光組件，然后插入開(kāi)口10，支撐板6末端的限位結(jié)構(gòu)7能限定感光組件插入深度以及保持感光組件垂直插入，插入的三組感光組件對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻區(qū)形成三面包圍，從而使成像板5、磁場(chǎng)腔體的側(cè)壁以及頂部磁體組4形成封閉空間，磁場(chǎng)腔體沒(méi)有開(kāi)口 10的側(cè)壁設(shè)有入射孔零件插入孔11，與之相對(duì)的側(cè)壁設(shè)有與入射孔零件插入孔11同軸的準(zhǔn)直孔12，入射孔零件8與入射孔零件插入孔11連接，入射孔零件8中心設(shè)置入射孔9;
[0034]使用時(shí)首先根據(jù)需要選擇具有合適入射孔9孔徑的入射孔零件8，將其與入射孔零件插入孔11連接，利用準(zhǔn)直孔12對(duì)通過(guò)入射孔9的入射源進(jìn)行校正，使其沿入射孔9軸向射入磁場(chǎng)腔體，然后將三組感光組件插入開(kāi)口 10，使限位結(jié)構(gòu)7與磁場(chǎng)腔體側(cè)面緊密貼合，電子由入射孔9射入，由于入射孔零件8的磁屏蔽效應(yīng)，電子在入射孔9內(nèi)不受磁場(chǎng)作用，保持直線運(yùn)動(dòng)。電子離開(kāi)入射孔9后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻區(qū)，受洛倫茲力而做圓周運(yùn)動(dòng)，能量越大的電子其圓周運(yùn)動(dòng)半徑越大，如電子軌跡示意13，電子最終被成像板5接收，根據(jù)電子在成像板5上的位置分布可獲得電子能譜。
[0035]采用本實(shí)施例的上述結(jié)構(gòu)的電子磁譜儀，與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)電子磁譜儀相比，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0036](I)檢測(cè)范圍顯著增大，比如
[0037]在磁場(chǎng)均勻區(qū)大小相等的情況下，電子能量檢測(cè)范圍能增加若干倍，具體的:
[0038]I)磁場(chǎng)均勾區(qū)100 mm X 50 mm、磁場(chǎng)強(qiáng)度100 Gs的磁場(chǎng)腔體，現(xiàn)有技術(shù)的方案能檢測(cè)0.2X103 eV?21.5X103 eV，本實(shí)施例的方案能檢測(cè)0.2 X 13 eV?305X 103 eV;兩組感光組件能檢測(cè)0.2 X 13 eV?123 X 13 eV;可見(jiàn)檢測(cè)范圍能增加10倍以上；
[0039]2)磁場(chǎng)均勾區(qū)100 mm X 50 mm、磁場(chǎng)強(qiáng)度1000 Gs的磁場(chǎng)腔體，現(xiàn)有技術(shù)的方案能檢測(cè)2X104 eV?1.07X 106 eV，本實(shí)施例的方案能檢測(cè)2X 14 eV?5.88X 106 eV;兩組感光組件能檢測(cè)2X 14 eV?3.27 X 16 eV;檢測(cè)范圍能增加近10倍；
[0040](2)體積和重量顯著降低，比如:
[0041]磁場(chǎng)均勾區(qū)135 mm X 90 mm、磁場(chǎng)強(qiáng)度10000 Gs的磁場(chǎng)腔體，本實(shí)施例的方案下，整個(gè)外型尺寸200 mm X 180 mm X 105 mm，腔體壁厚20 mm，總重量28.1 kg;如果按現(xiàn)有技術(shù)的方案，腔體壁厚增加約6mm，整個(gè)外型尺寸增加到240 mm X 230 mm X 115mm，總重增加到50 kg以上，甚至無(wú)法在真空革El室中使用；
[0042](3)磁場(chǎng)均勻性好
[0043]由于腔體漏磁少，所以能使內(nèi)部磁場(chǎng)有很好的均勻性，這對(duì)該儀器測(cè)量的準(zhǔn)確性也是非常重要的。
[0044]10Gs腔體:現(xiàn)有技術(shù)誤差范圍100 土 3Gs，本實(shí)施例誤差范圍100 土 IGs ；
[0045]100Gs腔體:現(xiàn)有技術(shù)誤差范圍1000 土 50Gs，本實(shí)施例誤差范圍1000 土 30Gs ；
[0046]1000Gs腔體:現(xiàn)有技術(shù)誤差范圍10000±260Gs，本實(shí)施例誤差范圍10000 土160Gs；
[0047]可見(jiàn)本實(shí)用新型的電子磁譜儀，在磁場(chǎng)均勻性方面也大大改進(jìn)，誤差范圍明顯減小。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于測(cè)量超熱電子能譜的電子磁譜儀，包括磁場(chǎng)腔體和感光組件，所述磁場(chǎng)腔體的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上分別設(shè)置有入射孔零件插入孔和準(zhǔn)直孔，其特征在于: 所述磁場(chǎng)腔體的至少兩個(gè)相鄰的側(cè)壁分別設(shè)有開(kāi)口，所述開(kāi)口位于與所述入射孔所在側(cè)壁相鄰或相對(duì)的側(cè)壁上，每組所述感光組件分別經(jīng)所述開(kāi)口插入磁場(chǎng)腔體； 所述感光組件由成像板和與所述成像板相連的支撐板組成，所述感光組件插入磁場(chǎng)腔體后，所述成像板、所述磁場(chǎng)腔體的側(cè)壁以及磁場(chǎng)腔體的上蓋形成封閉空間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量超熱電子能譜的電子磁譜儀，其特征在于:所述磁場(chǎng)腔體的三個(gè)相鄰的側(cè)壁分別設(shè)有開(kāi)口，相應(yīng)設(shè)置有三組感光組件，三塊所述成像板、所述磁場(chǎng)腔體的側(cè)壁以及磁場(chǎng)腔體的上蓋形成封閉空間。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于測(cè)量超熱電子能譜的電子磁譜儀，其特征在于:所述支撐板末端設(shè)置有限位結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G01T1/36GK205594173SQ201620310408
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日
【發(fā)明人】何煦, 馬云燦, 吳兆奎, 陳小輝, 湯龑, 李曉亞
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所