專利名稱：冷卻式薄膜x射線衍射儀樣品臺及x射線衍射儀的制作方法
技術領域：
冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺及X射線衍射儀技術領域[0001]本實用新型涉及一種薄膜測試裝置，特別涉及一種冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺及X射線衍射儀。
背景技術：
[0002]生物膜是當前細胞生物學、軟凝聚態(tài)物理中一個十分活躍的研究領域。目前人們在生物膜的化學結構、能量轉換、元素輸送、生物膜與疾病等方面的研究方面已經取得不錯的進展，但是對更基礎的生物膜的特性，比如膜與蛋白的相互作用、離子通道、生物膜流動性和融和方面還不是很清楚。以上的研究需要使用高強度的同步輻射結合溫度控制設備。[0003]現(xiàn)有技術中的X射線衍射儀的溫度控制不夠精確，且由于冷卻機構在長時間的工作中容易出現(xiàn)過熱，繼而導致溫度變化，影響測試結果。實用新型內容[0004]本實用新型要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術的薄膜測試裝置成本較高，無法長時間進行原溫度測試，測試結果誤差較大的缺陷，提供一種冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺及X射線衍射儀。[0005]本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的[0006]一種冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，其特點在于，其包括一本體；一位于該本體上方、用于對該本體進行加熱的冷卻機構；一設于該本體上、用于對該冷卻機構的散熱面進行冷卻的循環(huán)冷卻機構；一與該本體連接的溫度傳感器。[0007]較佳的，該本體的中部設有一冷卻槽；該循環(huán)冷卻機構包括設于該冷卻槽的頂面的頂蓋和設于該冷卻槽的底面的底座；該冷卻槽的槽壁、該頂蓋和該底座形成一冷卻腔； 該循環(huán)冷卻機構還包括與該冷卻腔連通的至少一進水管和至少一出水管。[0008]較佳的，該頂蓋的邊緣設有至少一進水口和至少一出水口，該進水口和該出水口與該進水管和該出水管對應連接。[0009]較佳的，該出水口與該出水管通過管連接件連接；該進水口與該進水管通過另一管連接件連接。[0010]較佳的，該底座的頂面和該頂蓋的底面均設有一與該冷卻槽適配的凹槽。[0011]較佳的，該冷卻機構為一半導體制冷片，該半導體制冷片通過至少一壓片與該本體固接；該半導體制冷片的上表面為制冷面，該半導體制冷片的下表面為散熱面。[0012]較佳的，該本體上還設有一接線柱安裝槽，在該接線柱安裝槽中設有至少一絕緣片，在該絕緣片上設有若干接線柱。[0013]較佳的，該溫度傳感器為熱電偶。[0014]較佳的，該本體上還設有一濕度槽，該濕度槽中容置甘油水溶液。[0015]較佳的，該本體的上方罩設有一外罩，該外罩的中部設有一窗口，該窗口被一開普敦膜覆蓋，該冷卻機構和該濕度槽位于該外罩中。[0016]本發(fā)明還提供了一種X射線衍射儀，該X射線衍射儀包括一樣品圓，其特點在于， 該樣品圓上設有所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，以及一與該溫度傳感器連接的溫度控制器。[0017]本實用新型中，上述優(yōu)選條件在符合本領域常識的基礎上可任意組合，即得本實用新型各較佳實施例。[0018]本實用新型的積極進步效果在于本實用新型的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺可以直接安裝在X射線衍射設備的樣品圓上，并且可以隨著樣品圓一起轉動，滿足做常規(guī)衍射實驗方式的要求。另外，本體中安裝有循環(huán)冷卻機構，從而達到進行長時間的低溫原位實驗。[0019]由于對生物膜的研究不需要太低的溫度，而需要相對比較好的精度控制，為此本實用新型的樣品臺以及X射線衍射儀可以做到-40度到室溫的變化范圍，并且可以控制檢測環(huán)境的濕度，使用X射線衍射，反射率，掠入射等方法對生物膜的微結構特性進行測量， 同時原位裝置可以用來做聚合物、高分子的結晶性方面的研究。


[0020]圖1為本實用新型一實施例的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺的爆炸圖。[0021]圖2為本實用新型的X射線衍射儀的結構框圖。[0022]圖3為本實用新型的X射線衍射儀內部相對濕度與甘油水溶液質量含量對照表。
具體實施方式
[0023]
以下結合附圖給出本實用新型較佳實施例，以詳細說明本實用新型的技術方案。[0024]如圖1所示，本實用新型的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺包括一本體1，在本體 1的中部形成一貫穿本體1頂面和底面的冷卻槽11。在冷卻槽11的一側設有一接線柱槽 12，該接線柱槽12同樣貫穿本體1頂面和底面。在該接線柱槽12的頂面和底面均嵌設一作為絕緣片的陶瓷片13。在陶瓷片13上垂直穿設有用于連接電源和溫度控制器的接線柱 14。該本體1上還設有一濕度槽15，該濕度槽中容置有浸透甘油水溶液的海綿。在本體1 上還設有一罩設在該冷卻機構外的外罩4，該外罩4中部設有一窗口 41，該窗口 41被一開普敦膜42覆蓋。該半導體制冷片31和濕度槽15均容置于該外罩4中，從而形成一個與外部環(huán)境隔離的空間。通過調整甘油水溶液中甘油質量的含量控制該空間中的環(huán)境濕度的變化，濕度控制范圍為40 %至98 %。如圖3所示，當甘油含量為55 %時，該空間中的環(huán)境濕度為80 % ；當甘油含量為88 %時，該空間中的環(huán)境濕度為40 %。[0025]該樣品臺還包括一個循環(huán)冷卻機構，其包括了一個嵌入在冷卻槽11頂面的頂蓋 21和一個嵌入在冷卻槽11的底面的底座22。由該冷卻槽11的槽壁、頂蓋21和底座22形成一個用于容置如冷水等冷卻劑的冷卻腔。為了增加該冷卻腔的容積，在底座22的頂面開設一凹槽222，同樣的可在頂蓋21的底面開設另一凹槽。[0026]本實施例中，該頂蓋21和底座22可通過螺釘固接于本體1上。當然本領域技術人員也可采用其他現(xiàn)有的活動連接方式將它們連接，例如卡接、鉚接或者鑲嵌。[0027]在頂蓋21的邊緣設有管狀的進水口 211和出水口 212。而在本體1上與進水口 211和出水口 212適配的部位分別設有一上凹槽111，在底座22上與進水口 211和出水口212適配的部位分別設有一下凹槽221。底座22與本體1裝配后對應的上凹槽111和下凹槽221將進水口 211和出水口 212卡設于內部。而進水口 211和出水口 212均通過一管連接件與對應的進水管211’和出水管212’連接。[0028]在頂蓋21的上方設有一作為冷卻機構的半導體制冷片31。該半導體制冷片31通過左、右兩組壓片32由螺釘固接在本體1上。[0029]此外，該樣品臺還包括一用于探測本體1實時溫度的溫度傳感器(圖中未示)。本實施例中，該溫度傳感器為一熱電偶。[0030]圖2為包含上述樣品臺的X射線衍射儀，樣品臺的進水管和出水管均與水泵連接， 用于提供冷卻用的冷水，使樣品臺能夠對待測樣品進行長時間的在線原位測試。樣品臺固定在X射線衍射儀的樣品圓上，可以跟隨衍射儀的樣品圓轉動，支持X射線衍射實驗中的對稱掃描模式。[0031]該X射線衍射儀還包括一溫度控制器，該溫度控制器與樣品臺的熱電偶連接。通過該溫度控制器來實現(xiàn)待側樣品的在線測試溫度Ttl的控制。溫度控制器通過樣品臺中熱電偶來探測樣品的實際溫度T1，然后根據溫度差ΔΤ = T1-T0,以及溫度控制器自帶的PID自動控制算法來調節(jié)直流電壓源的輸出電壓，從而調節(jié)半導體制冷片的輸出功率，實現(xiàn)實際溫度對設定溫度的跟隨。[0032]該X射線衍射儀的測試溫度可從-40°C升溫至室溫25V，并且溫控精確度可達到 0. 1°C。[0033]雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解， 這些僅是舉例說明，本實用新型的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，其特征在于，其包括一本體；一位于該本體上方、用于對該本體進行加熱的冷卻機構；一設于該本體上、用于對該冷卻機構的散熱面進行冷卻的循環(huán)冷卻機構；一與該本體連接的溫度傳感器。
2.如權利要求1所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，其特征在于，該本體的中部設有一冷卻槽；該循環(huán)冷卻機構包括設于該冷卻槽的頂面的頂蓋和設于該冷卻槽的底面的底座；該冷卻槽的槽壁、該頂蓋和該底座形成一冷卻腔；該循環(huán)冷卻機構還包括與該冷卻腔連通的至少一進水管和至少一出水管。
3.如權利要求2所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，其特征在于，該頂蓋的邊緣設有至少一進水口和至少一出水口，該進水口和該出水口與該進水管和該出水管對應連接。
4.如權利要求3所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，其特征在于，該出水口與該出水管通過管連接件連接；該進水口與該進水管通過另一管連接件連接。
5.如權利要求2所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，其特征在于，該底座的頂面和該頂蓋的底面均設有一與該冷卻槽適配的凹槽。
6.如權利要求1所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，其特征在于，該冷卻機構為一半導體制冷片，該半導體制冷片通過至少一壓片與該本體固接；該半導體制冷片的上表面為制冷面，該半導體制冷片的下表面為散熱面。
7.如權利要求6所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，其特征在于，該本體上還設有一接線柱安裝槽，在該接線柱安裝槽中設有至少一絕緣片，在該絕緣片上設有若干接線柱。
8.如權利要求1所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，其特征在于，該溫度傳感器為熱電偶。
9.如權利要求1所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，其特征在于，該本體上還設有一濕度槽，該濕度槽中容置甘油水溶液。
10.如權利要求9所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，其特征在于，該本體的上方罩設有一外罩，該外罩的中部設有一窗口，該窗口被一開普敦膜覆蓋，該冷卻機構和該濕度槽位于該外罩中。
11.一種X射線衍射儀，該X射線衍射儀包括一樣品圓，其特征在于，該樣品圓上設有權利要求1-10中任一項所述的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，以及一與該溫度傳感器連接的溫度控制器。
專利摘要本實用新型公開了一種冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺，其包括一本體；一位于該本體上方、用于對該本體進行加熱的冷卻機構；一設于該本體上、用于對該冷卻機構的散熱面進行冷卻的循環(huán)冷卻機構；一與該本體連接的溫度傳感器。本實用新型的冷卻式薄膜X射線衍射儀樣品臺可以直接安裝在X射線衍射設備的樣品圓上，并且可以隨著樣品圓一起轉動，滿足做常規(guī)衍射實驗方式的要求。另外，本體中安裝有循環(huán)冷卻機構，從而達到進行長時間的低溫原位實驗。
文檔編號G01N23/20GK202330313SQ201120471638
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權日2011年11月23日
發(fā)明者何慶, 周興泰, 徐洪杰, 李曉龍, 顧月良, 黎忠 申請人:中國科學院上海應用物理研究所