[发明专利]一种自动换样机构

说明书

本发明提供的是一种自动换样机构，所述的自动换样机构安装在中子散射静电悬浮器的悬浮器真空腔体内，且自动换样机构包括上换样组件和下换样组件，所述上换样组件和下换样组件之间通过落样导管连接，所述下换样组件上设有可供样品更换的样品工位。本发明的样品盘通过采用多孔转盘式结构，实现多个样品在悬浮器真空腔体内的自动更换。

技术领域

本发明涉及中子散射静电悬浮器的技术领域，尤其涉及一种用于中子散射静电悬浮器的自动换样机构。

背景技术

中子散射静电悬浮器是实现工程材料无容器环境下中子散射原位测量、多物性测量的光机电一体化集成装置。静电悬浮技术利用静电场中带电荷样品受到的库仑力来抵消重力，实现微重力、无容器的环境，无容器的环境消除了容器壁引起的污染、凝固过程异质形核作用和热输运的影响，尤其有利于工程材料熔体的深过冷现象研究，对工程材料尤其是非晶和纳米晶合金材料的研发有重要的理论和现实意义。此外，由于悬浮时不对样品产生额外的能量输入，从而可避免干扰样品的相变过程，易于结合其他非接触测量设备实现样品的热物性测量。应用于中子散射，可实现工程大试样(尤其是高温熔体)的稳定悬浮、静态和动态微观结构的原位测量。

目前，国内外所研制的静电悬浮器，在换样时需要抽真空、暴露大气、开启腔体、再抽真空等复杂操作才能完成样品的更换，无法充分的利用中子束流的时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动换样机构，旨在解决现有技术中的静电悬浮器，在换样时需要抽真空、暴露大气、开启腔体、再抽真空等复杂操作才能完成样品的更换，无法充分的利用中子束流的时间的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种自动换样机构，该自动换样机构安装在中子散射静电悬浮器的悬浮器真空腔体内，且自动换样机构包括上换样组件和下换样组件，上换样组件和下换样组件之间通过落样导管连接，下换样组件上设有可供样品更换的样品工位。

进一步的，上换样组件包括样品盘和用于驱动样品盘转动的电机，电机设置于样品盘的下方，样品盘上开设有多个样品孔位，且样品孔位与落样导管的顶端对齐。

进一步的，样品盘整体呈圆盘状，且圆周处均布开设有多个样品孔位，样品盘底部贴合安装有与其形状相匹配的底座，底座上开设有与落样导管顶端连通的一通孔，当样品孔位旋转至底座通孔位置时，样品沿着通孔落下进入落样导管。

进一步的，下换样组件包括法兰盘和电极组件，电极组件安装在法兰盘的下端，落样导管的底端贯穿法兰盘与电极组件连通，样品工位设于电极组件上。

进一步的，电极组件包括陶瓷绝缘板、若干侧电极以及中空状的上电极和下电极，上电极与落样导管的底端连通，上电极、下电极和侧电极之间形成的静电场为样品工位，静电场可控制样品的静电悬浮。

进一步的，下电极贯通于陶瓷绝缘板的上表面与下表面。

进一步的，下换样组件还包括双轴位移台和拉杆组件，拉杆组件一端与双轴位移台可活动连接，另一端竖直安装有样品承接杆，双轴位移台安装在法兰盘上，用于驱动拉杆组件带动样品承接杆活动。

进一步的，自动换样机构还包括样品回收机构，样品回收机构安装在下换样组件的正下方。

进一步的，样品回收机构包括回收斜盘、样品通管、样品收集管和安装底座，样品通管一端与回收斜盘连通，另一端与样品收集管的顶部连通，样品收集管的底部通过安装底座安装在悬浮器真空腔体内。

进一步的，回收斜盘是倾斜的圆盘状结构。

进一步的，安装底座是锁紧结构，用于限制样品收集管的底部出口，该锁紧结构可以为卡箍法兰结构，也可以为卡扣锁紧结构，也可以为螺栓螺孔锁紧结构，以及其它能实现方便开合的锁紧结构。

进一步的，落样导管为一体式结构，其一端与底座上开设的通孔连通，另一端与电极组件的上电极连通。