专利名称：一种荧光靶探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及X射线束流位置监测设备，更具体地涉及一种荧光靶探测器。
背景技术：
X射线束流位置监测设备是同步辐射光束线不可缺少的重要组成部分，常用的束流位置监测设备有刀片式探测器、荧光靶探测器和丝扫描探测器，主要用于监测束流的稳定性，探测光斑的形状或光强的分布。其中，刀片式探测器大多用于光束线站的前端区，在线检测同步辐射光束的中心位置偏移情况；丝扫描探测器是用一根或多根导体丝扫过光束，根据金属丝上产生的光电流分布测量光束的中心和分布情况。荧光靶探测器主要用于光斑的形状和位置的观察，这是一种直观且简便的探测设备，在同步辐射X射线的位置测量中经常用到。·荧光靶探测器是利用X射线打在某些物质，如晶体或荧光粉上发出可见光的现象，从而测量X射线的位置和空间分布。荧光靶探测器一般分为白光荧光靶探测器和单色光荧光靶探测器两类，若从X射线的能量来考量，就有软线和硬线之分，软X射线的能量一般低于2000eV，能被激发产生荧光的材料也和硬线的不同，因此，设计软线荧光靶探测器的关键之一主要就是荧光靶片材料的选择。荧光靶片的发光材料可以是荧光粉涂层或CVD金刚石薄片等。例如现有的白光荧光靶探测器采用的是CVD金刚石薄片作为荧光靶片材料的设计，而单色光荧光靶探测器采用的是荧光粉涂层设计。由于CVD金刚石材料在低能量段的发光效率不高，用作荧光靶片不能很好的实施光斑探测，因此，CVD金刚石片一般用于前端区和光束线的白光荧光靶的探测器中，那里的热负载较大。荧光粉涂层虽然发光效率高，但在超高真空情况下，容易粉尘脱落造成空间的污染，并且影响到环境的真空度。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种荧光靶探测器，从而解决现有技术中的无法探测较弱射线的荧光光斑以及污染真空环境等问题。为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种荧光靶探测器，包括与真空管道对接并保持真空度的真空腔体；容置于所述真空腔体内的荧光靶芯体，所述荧光靶芯体包括荧光靶片，底座，冷却水管和压盖，其中，所述荧光靶片通过所述压盖固定在所述底座的迎光面，与入射光成45°角的所述底座的背光面设置有冷却水管，所述荧光靶片为YAG晶体荧光靶片；驱动所述荧光靶芯体升降的气缸；包括一连接杆的真空直线导入器，所述连接杆的两末端分别与所述气缸和所述荧光靶芯体连接；观察所述荧光靶芯体上的图像的CCD (电荷耦合器件)相机；以及用于限定所述气缸的驱动范围的上下限位开关。所述底座上设置有靠近所述荧光靶片的热电偶。所述荧光靶片的两面设有环形金箔垫片。所述底座为无氧铜底座。[0010]所述荧光靶探测器通过安装在所述气缸旁边的气动电磁阀进行控制。所述荧光靶探测器通过支架固定，通过所述支架的位置调节杆来调节所述荧光靶探测器的水平面。所述荧光靶探测器还包括有压缩空气 接口和冷却水接口。本实用新型的荧光靶探测器采用YAG晶体荧光靶片，特别是在软X射线和单色X光的荧光靶探测器中采用YAG晶体荧光靶片。由于YAG晶体对于能量较低的射线的发光效率较高，因此通过本实用新型的荧光靶探测器可以非常容易地探测到即使很微弱的射线所产生的荧光光斑。另外，在采用YAG晶体荧光靶片的荧光靶探测器的安装调试上，本实用新型的荧光靶探测器更为简便和快捷。
图I示出了本实用新型的荧光靶探测器的结构；图2示出了本实用新型的荧光靶探测器的安装固定支架；图3示出了本实用新型的荧光靶探测器的真空直线导入器和荧光靶芯体的一个侧面；图4示出了本实用新型的荧光靶探测器的真空直线导入器和荧光靶芯体的另一个侧面；
具体实施方式
以下结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的荧光靶探测器的功能、特点。更具体地参考附图1-4所示，本实用新型的荧光靶探测器包括真空腔体I、荧光靶芯体2、气缸3、真空直线导入器4、(XD相机5和上下限位开关6。其中，真空腔体I用于与真空管道对接并保持真空度；荧光靶芯体2置于真空腔体I内，用于安装荧光靶片和对荧光靶片进行冷却；气缸3用于驱动荧光靶芯体2的升降；真空直线导入器4用于将气缸3与荧光靶芯体2连接从而实现荧光靶片的升降运动；CCD相机5固定在观察窗上，使之能够准确的观察到荧光靶片上的图像；上下限位开关6用于限定气缸3的驱动范围，触点碰到上限位时荧光靶芯体2就不再提升，避免真空腔体I内的不必要碰撞，触点碰到下限位时荧光靶芯体2就不再下降，保证荧光靶片中心能对准光路中心。在本实用新型的一个实施例中，真空直线导入器4由波纹管41、法兰42和连接杆43组成。该连接杆43的在真空腔体I内的末端连接荧光靶芯体2，在真空腔体I外的末端连接气缸3。真空腔体I是一个七通真空靶室,主体内径150_，上下两端为高真空内焊法兰CF150端口，且法兰-法兰端面距离350mm(可以根据工艺要求调整)，四周在光束线方向两侧为2个CF100端口，法兰端距为250mm;在垂直于光束线方向两侧为2个CF35端口，一个配CF35观察窗；CF100法兰上方与CF100R-CF100轴线夹角45°位置有一个CF35端口，其端面到真空室中心距离为200mm，配CF35观察窗和CXD相机5。在本实用新型的一个实施例中，荧光靶芯体2包括荧光靶片21、底座22、冷却水管23和压盖24。荧光靶片21用压盖24固定在底座22的迎光面，该底座22的背光面设置有冷却水管23。该底座22与被测射线(入射光)成45°，该底座22的中心位置设有通孔，大小为通光孔径，安装尺寸比通光孔径大10mm。底座上装有热电偶，以测量其底座温度，测温点尽可能靠近被测的荧光靶片21。测量温度采用K型热电偶，该K型热电偶的头部直径为2mm,长度为50mm。在本实用新型的一个实施例中，该底座22为无氧铜底座。在本实用新型的一个实施例中，荧光靶片21的两面垫有环形金箔垫片，以降低接触热阻。关于荧光靶片21的选择，主要从发光效率和热负载这两个方面来选取。在发光效率上，YAG (钇铝石榴石)晶体与CVD (化学气相沉淀)金刚石片在高能段的表现相当，都能得到清晰、明亮的荧光光斑；但是在低能量段，YAG晶体的表现要明显的优于CVD金刚石片。通过在上海光源软X射线显微谱学光束线站做的YAG晶体与CVD金刚石片发光效率的测试，测试能量为96-500ev范围内。利用image J软件取出光斑处的灰度，全黑为O度，全白为256度,结果见下表I。表I、荧光光斑灰度值
权利要求1.一种荧光靶探测器，其特征在于，所述荧光靶探测器包括 与真空管道对接并保持真空度的真空腔体； 容置于所述真空腔体内的荧光靶芯体，所述荧光靶芯体包括荧光靶片，底座，冷却水管和压盖，其中，所述荧光靶片通过所述压盖固定在所述底座的迎光面，与入射光成45°角的所述底座的背光面设置有冷却水管，所述荧光靶片为YAG晶体荧光靶片； 驱动所述荧光靶芯体升降的气缸； 包括一连接杆的真空直线导入器，所述连接杆的两末端分别与所述气缸和所述荧光靶芯体连接； 观察所述荧光靶芯体上的图像的CCD相机；以及 用于限定所述气缸的驱动范围的上下限位开关。
2.如权利要求I所述的荧光靶探测器，其特征在于，所述底座上设置有靠近所述荧光靶片的热电偶。
3.如权利要求I所述的荧光靶探测器，其特征在于，所述荧光靶片的两面设有环形金箔垫片。
4.如权利要求I所述的荧光靶探测器，其特征在于，所述底座为无氧铜底座。
5.如权利要求I所述的荧光靶探测器，其特征在于，所述荧光靶探测器通过安装在所述气缸旁边的气动电磁阀进行控制。
6.如权利要求I所述的荧光靶探测器，其特征在于，所述荧光靶探测器通过支架固定，通过所述支架的位置调节杆来调节所述荧光靶探测器的水平面。
7.如权利要求I所述的荧光靶探测器，其特征在于，所述荧光靶探测器还包括有压缩空气接口和冷却水接口。
专利摘要本实用新型提供一种荧光靶探测器，包括与真空管道对接并保持真空度的真空腔体；容置于真空腔体内的荧光靶芯体，荧光靶芯体包括荧光靶片，底座，冷却水管和压盖，其中，荧光靶片通过压盖固定在底座的迎光面，与入射光成45°角的底座的背光面设置有冷却水管，荧光靶片为YAG晶体荧光靶片；驱动荧光靶芯体升降的气缸；包括一连接杆的真空直线导入器，连接杆的两末端分别与气缸和荧光靶芯体连接；观察荧光靶芯体上的图像的CCD相机；以及用于限定气缸的驱动范围的上下限位开关。本实用新型的荧光靶探测器采用YAG晶体荧光靶片，适用于探测x射线，特别是能量较低的x射线产生的荧光光斑。另外，该荧光靶探测器的安装调试更为简便且快捷。
文档编号G01T1/29GK202794548SQ20122019899
公开日2013年3月13日 申请日期2012年5月3日 优先权日2012年5月3日
发明者徐慧超, 周剑英, 龚培荣, 刘昕, 张永立, 蒋建国, 朱周侠 申请人:中国科学院上海应用物理研究所
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