本申請涉及x射線裝置,且也涉及在這種x射線裝置中使用的設(shè)備安裝件、支承結(jié)構(gòu)以及操縱器載物臺。
背景技術(shù):
x射線成像系統(tǒng)、尤其在工業(yè)或科學(xué)應(yīng)用中使用的x射線成像系統(tǒng)通常使用閉合構(gòu)型,在所述閉合構(gòu)型中,x射線源和x射線檢測器設(shè)置在x射線屏蔽罩殼中,所述屏蔽罩殼具有通常稱為窗口的適當(dāng)孔口,以用于在調(diào)研中引入和移除樣品。這種構(gòu)型允許操作者便利地操作機(jī)器且在相對安全的條件下對成像系統(tǒng)和樣品位置做出必要的調(diào)整。
近期,高能x射線系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)越來越重且大的樣品的成像。尤其地,已經(jīng)提出一種ct成像以用于成像如發(fā)動機(jī)缸體一樣大的結(jié)構(gòu),例如以確定和分析缺陷的存在,所述ct成像能夠從關(guān)于由調(diào)研中的樣品限定的軸線以各種角度截取的一系列x射線投影重新構(gòu)造物體的體積密度圖。
然而,對于這種應(yīng)用,調(diào)研中的樣品的尺寸和重量的增加將要求罩殼顯著擴(kuò)大,不僅要容納較大的樣品,而且要允許承載樣品重量的各種構(gòu)件的尺寸增加,以避免非期望的變形或破損。
按比例加大裝置以應(yīng)對這種重或大的負(fù)載將引起這種裝置的占用空間的增加且也增加成本。
因此,需要一種能夠以緊湊形式容納相對大的樣品的x射線裝置。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供一種用于x射線裝置的設(shè)備安裝件,所述安裝件包括:主屏蔽元件,其具有從屏蔽元件的一側(cè)至屏蔽元件的另一側(cè)地穿過屏蔽元件的至少一個孔口;安裝元件,其設(shè)置成延伸穿過主屏蔽元件的孔口,且具有在孔口的所述一側(cè)上的設(shè)備支承表面以及具有在孔口的另一側(cè)上的基部表面;周邊屏蔽元件,其從主屏蔽元件的圍繞孔口的區(qū)域延伸以至少部分地圍繞安裝元件的至少一部分;以及次級屏蔽元件,其設(shè)置在安裝元件的基部表面和設(shè)備支承表面之一處,且朝向主屏蔽元件延伸以至少部分地圍繞周邊屏蔽元件的至少一部分的外周邊。
在一個構(gòu)型中,孔口限定與其垂直的軸線,且主屏蔽元件、周邊屏蔽元件以及次級屏蔽元件一起配置且設(shè)置成使得關(guān)于軸線從至少一個方向以大于45度、優(yōu)選大于30度、更優(yōu)選大于15度、最優(yōu)選大于5度的角度入射的x射線輻射將對板屏蔽元件、次級屏蔽元件和周邊屏蔽元件中的至少一個沖擊,以及優(yōu)選來自所述至少一個方向的45度內(nèi)的所有方向、更優(yōu)選來自所述至少一個方向的180度內(nèi)的所有方向、最優(yōu)選來自所述至少一個方向的360度內(nèi)的所有方向的x射線輻射將對板屏蔽元件、次級屏蔽元件和周邊屏蔽元件中的至少一個沖擊。
在一個構(gòu)型中,主屏蔽元件是板。
在一個構(gòu)型中,周邊屏蔽元件基本是中空筒體或中空錐體的一部分,優(yōu)選基本是整個中空筒體或錐體。
在一個構(gòu)型中,次級屏蔽元件包括次級屏蔽板和從次級屏蔽板朝向主屏蔽元件延伸的周邊次級屏蔽壁。
在一個構(gòu)型中,周邊次級屏蔽壁基本是中空筒體或中空錐體的一部分,優(yōu)選基本是整個中空筒體或錐體。
在一個構(gòu)型中,安裝元件包括在設(shè)備支承表面和基部表面之間延伸的桿部分。
在一個構(gòu)型中,主屏蔽元件,周邊屏蔽元件和次級屏蔽元件設(shè)置在孔口的一側(cè)或孔口的另一側(cè)之一上,且另外的主屏蔽元件、另外的周邊屏蔽元件和另外的次級屏蔽元件設(shè)置在孔口的所述一側(cè)或孔口的所述另一側(cè)中的另一個上。
在一個構(gòu)型中,另外的主屏蔽元件、另外的周邊屏蔽元件和另外的次級屏蔽元件分別配置為主屏蔽元件、周邊屏蔽元件和次級屏蔽元件。
在一個構(gòu)型中,次級屏蔽元件具有孔口且安裝元件延伸穿過次級屏蔽元件的孔口。
在一個構(gòu)型中,次級屏蔽元件具有孔口且安裝元件的設(shè)備支承表面設(shè)置在次級屏蔽元件的孔口的主屏蔽元件側(cè)處。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供一種用于x射線裝置的支承裝置,罩殼包括:基部部分;支承部分,其用于支承x射線裝置的構(gòu)件;承載件,其具有設(shè)置到基部部分的第一承載元件和設(shè)置到支承部分的第二承載元件,以用于允許在第一承載元件與第二承載元件接觸的情況下支承部分相對于基部部分從第一位置移位到第二位置;升降器,其設(shè)置到基部部分且設(shè)置成將支承部分從第二位置移位到第三位置,由此將第一承載元件和第二承載元件相對分開。
在一個構(gòu)型中,承載件是滑動承載件,且第一和第二承載元件是平行且互相靠近地設(shè)置的平坦承載表面。
在一個構(gòu)型中,承載件是輥承載件,第一承載元件是輥和承載表面之一,輥設(shè)置成抵靠承載表面滾動,且第二承載元件是輥和承載表面中的另一個。
在一個構(gòu)型中,減振元件設(shè)置成當(dāng)樣品支承部分處于第三位置時抑制樣品支承部分和基部部分之間的振動傳輸。
在一個構(gòu)型中,減振元件設(shè)置在升降器和支承部分之間。
在一個構(gòu)型中,其中,減振元件設(shè)置在升降器和基部部分之間。
在一個構(gòu)型中,減振元件設(shè)置為升降器。
在一個構(gòu)型中,減振元件包括氣動活塞。
在一個構(gòu)型中,防護(hù)件設(shè)置到第一承載元件,以防止當(dāng)樣品支承部分不處于第二位置時第一承載元件和第二承載元件分開。
在一個構(gòu)型中,第一位置是比第二位置相對更接近x射線裝置的罩殼的進(jìn)出孔口的位置,且第三位置是用于x射線照射的位置。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面,提供一種用于x射線裝置的操縱器載物臺(stage),所述載物臺包括:用于保持樣品經(jīng)歷x射線曝光的樣品載物臺;第一支承結(jié)構(gòu),其設(shè)置成將樣品載物臺支承在第一支承結(jié)構(gòu)上的第一位置處;第二支承結(jié)構(gòu),其設(shè)置成將第一支承結(jié)構(gòu)支承在樣品支承結(jié)構(gòu)的從第一位置沿水平方向移動的第二位置處,且配置成使得第一支承結(jié)構(gòu)可在豎直方向上移位同時維持由第二支承結(jié)構(gòu)支承;第三支承結(jié)構(gòu),其設(shè)置成將第一支承結(jié)構(gòu)支承在樣品支承結(jié)構(gòu)的從第一位置沿水平方向移位的第三位置處,以使得第一位置在水平方向上位于第二位置和第三位置之間,其中,第三支承結(jié)構(gòu)包括用于在豎直方向上移位第一支承結(jié)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
在一個構(gòu)型中,操縱器載物臺還包括參照部件,第二和第三支承結(jié)構(gòu)設(shè)置到參照部件,且第一支承結(jié)構(gòu)能夠通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)相對于參照部件移位。
在一個構(gòu)型中,樣品載物臺包括旋轉(zhuǎn)載物臺,以用于調(diào)整樣品相對于第一支承結(jié)構(gòu)的位置。
在一個構(gòu)型中,驅(qū)動機(jī)構(gòu)是包括移位元件和旋轉(zhuǎn)元件的螺桿驅(qū)動件,第一支承結(jié)構(gòu)連接到螺桿驅(qū)動件的移位元件。
在一個構(gòu)型中,驅(qū)動機(jī)構(gòu)是帶驅(qū)動件,第一支承結(jié)構(gòu)連接到帶驅(qū)動件的帶。
在一個構(gòu)型中,第二和第三位置分別在第一支承結(jié)構(gòu)的每端處。
在一個構(gòu)型中,第一位置居中地定位在第二和第三位置之間。
在一個構(gòu)型中,第二支承結(jié)構(gòu)包括軌道,所述軌道配置成保持設(shè)置成支承第一支承結(jié)構(gòu)的第三位置的從動件。
在一個構(gòu)型中,軌道包括線性凹槽且從動件包括保持在凹槽內(nèi)的滑動件,或軌道包括條桿且從動件包括圍繞條桿保持的托架。
在一個構(gòu)型中,其中,第一支承結(jié)構(gòu)是水平梁。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面,提供一種具有x射線源、操縱器載物臺和x射線檢測器的x射線裝置,所述x射線裝置包括設(shè)置成支承操縱器載物臺的根據(jù)第一方面的設(shè)備安裝件。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面,提供一種具有x射線源、操縱器載物臺和x射線檢測器的x射線裝置,所述x射線裝置具有設(shè)置成支承x射線源,操縱器載物臺和x射線檢測器之一的根據(jù)第二方面的支承結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面,x射線裝置具有x射線源、操縱器載物臺和x射線檢測器,操縱器載物臺是根據(jù)第三方面的操縱器載物臺。
附圖說明
為了更好地理解本發(fā)明且為了示出本發(fā)明如何實踐,將僅通過示例參照附圖,其中:
圖1是依據(jù)本發(fā)明的一實施方式的x射線裝置的剖視圖;
圖2是示出安裝元件和附屬屏蔽元件的圖1的放大細(xì)節(jié)圖;
圖3示出描繪x射線裝置的罩殼方面的圖1的細(xì)節(jié)圖;
圖4示出描繪作為本發(fā)明的一實施方式的操縱器載物臺的圖1的細(xì)節(jié)圖。
具體實施方式
圖1示出穿過根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的x射線裝置的橫剖圖。
在圖1中不可見的是x射線源和x射線檢測器。然而,在圖1的構(gòu)型中,x射線源能夠從觀察者眼睛的位置構(gòu)想,且x射線檢測器能夠在觀察者的觀察方向上超過紙平面地構(gòu)想,樣品載物臺220介于其中。因此,放置在樣品載物臺220上的樣品將定位在x射線源和x射線檢測器之間,且x射線成像能夠在樣品上執(zhí)行。如果檢測器是成像陣列,則可獲得樣品的投影圖像,且如果樣品在樣品載物臺220上旋轉(zhuǎn)且以各種角度方位截取投影,則ct成像技術(shù)可用于重新構(gòu)造物體的體積密度圖,從而允許內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)研。
在以下公開中,z-方向?qū)⒈豢醋魇茄毓馐窂竭M(jìn)入頁面的軸線;y-方向或重力方向?qū)⒈豢醋魇窃诩垙堉胸Q直且垂直于z-方向的軸線,且x-方向?qū)⒈豢醋魇谴怪庇趜-方向和y-方向水平橫跨紙張的軸線。
圖1的設(shè)置方式能夠允許在相對緊湊構(gòu)型中分析相對重的樣品。
允許這種相對緊湊構(gòu)型的圖1的實施方式的第一方面在于提供設(shè)備安裝元件320,其穿過包封樣品載物臺、x射線檢測器以及x射線源的屏蔽罩殼100,從而允許樣品由相對堅固的支承框架310支承,無需屏蔽罩殼100的尺寸增加,而且不允許x射線輻射非期望地泄漏到罩殼的外側(cè)。
可促成x射線裝置的緊湊尺寸的屏蔽罩殼100的構(gòu)型在圖2中詳細(xì)示出。在圖2中,屏蔽罩殼設(shè)有主屏蔽元件110,主屏蔽元件在此采用罩殼的基板的形式??卓?10從內(nèi)側(cè)至外側(cè)地穿過主屏蔽元件,從而允許安裝元件320穿過主屏蔽元件。
安裝元件320形成為桿,且在內(nèi)側(cè)端處具有設(shè)備支承表面121以及在外側(cè)端處具有基部表面122。安裝元件320承載擱置或附連到設(shè)備支承表面121的任何元件的重量且將所述重量傳遞到定位在罩殼外側(cè)的防振安裝件330。將防振安裝件330定位在罩殼外側(cè)允許罩殼相比于如果罩殼被要求包封整個裝置(包括在圖1中也可見的防振安裝件330連同防振安裝件支承框架310一起)更緊湊。
然而,將孔口111設(shè)置在諸如主屏蔽元件110的屏蔽罩殼的壁中通常將允許x射線輻射非期望地泄漏到罩殼的外部。因此,本實施方式采用附加屏蔽元件以抑制x射線輻射的非期望泄漏。
具體地,周邊屏蔽元件從主屏蔽元件的圍繞孔口的區(qū)域延伸以便至少圍繞安裝元件320的突伸超過主屏蔽元件110的下平面的長度的至少一部分。而且,設(shè)置在安裝元件320的基部表面122處的是次級屏蔽元件140,次級屏蔽元件在此形成為次級屏蔽板141,次級屏蔽板在與橫穿孔口111的軸線垂直的平面中延伸以超過周邊屏蔽元件131的外周邊、且具有從此延伸以便圍繞周邊屏蔽元件131的至少一部分的次級屏蔽壁142。
借助于這種構(gòu)型,對孔口111沖擊的x射線由于周邊屏蔽元件131和次級屏蔽元件140的存在而被防止離開到裝置的外側(cè)。
如果次級屏蔽元件140覆在孔口111的整個區(qū)域上面定位且覆蓋所述整個區(qū)域,假如在周邊屏蔽元件和次級屏蔽元件的構(gòu)造中使用充分厚度的x射線吸收材料,這種構(gòu)型將完全抑制x射線的傳輸。然而,為了允許在安裝元件320和防振安裝件330之間的緊固聯(lián)接,可能有利的是在安裝元件320的基部表面122中設(shè)置螺紋孔143以接收聯(lián)接螺栓124。為了實現(xiàn)這種情況,聯(lián)接螺栓124穿過在次級屏蔽板141中形成的孔口143。
在這種構(gòu)型中,沿孔123的軸線向下傳播的x射線將不對次級屏蔽板141沖擊,而是將穿過孔口143。如果對這種x射線存在顧慮,不透射線的材料能夠用作聯(lián)接螺栓124以充分抑制x射線穿過孔口143,或在其它情況下可能接受的是在孔123的軸線上以小范圍角度到達(dá)的x射線將不被吸收,且x射線源將定位在罩殼100內(nèi)側(cè)以便避免產(chǎn)生以這種角度傳播的x射線。
如果基部表面孔123和在主屏蔽元件110中的孔口111共享一軸線,則相對于這根軸線以5度、10度、15度、25度或30度的角度傳播的x射線可被允許離開罩殼,且周邊屏蔽元件131和次級屏蔽元件140的尺寸能夠被適當(dāng)?shù)剡x定。
雖然圖2示出設(shè)置在罩殼外側(cè)的周邊屏蔽元件131和次級屏蔽元件140,但是類似的元件可作為周邊屏蔽元件和次級屏蔽元件設(shè)置在罩殼外側(cè)的圖2構(gòu)型的補(bǔ)充或替換方案而設(shè)置在罩殼內(nèi)側(cè)。這種構(gòu)型能夠抵抗以接近于孔口111和/或基部表面孔123的軸線的角度傳播的x射線提供甚至更好的屏蔽。
而且,圖2的構(gòu)型示出的安裝元件320處于豎直方位,以便承載擱置在設(shè)備支承表面121上的設(shè)備的直接重量。然而,不加限制的,孔口111可形成在任何合適的表面中,包括罩殼100的底面、壁或頂面,以便允許設(shè)備從頂面或壁懸掛。在這種構(gòu)型中,設(shè)備支承表面121可附加地設(shè)有用于接收聯(lián)接螺栓的孔、或設(shè)有諸如鉤或支架的另一合適的固定器,以用于附連待懸掛的設(shè)備。
可設(shè)想圖2的構(gòu)型的多種修改方案。例如,如果確定的是x射線將僅從一個方向產(chǎn)生,則可僅設(shè)置屏蔽元件以防止x射線從那個方向傳播。在這種構(gòu)型中,可能足夠的是設(shè)置周邊屏蔽元件131以在與預(yù)期x射線將產(chǎn)生的相反的一側(cè)處僅部分地圍繞安裝元件320。例如,周邊屏蔽元件能夠設(shè)置為半筒體。而且,可能足夠的是將次級屏蔽元件140僅設(shè)置在孔口111的與x射線被期望產(chǎn)生的方向相反的一側(cè)上。當(dāng)然,如果周邊屏蔽元件131和次級屏蔽元件140設(shè)置在罩殼100內(nèi)側(cè),則周邊屏蔽元件和次級屏蔽元件將必須設(shè)置在x射線旨在對孔口111沖擊的一側(cè)上,而非設(shè)置在與之相反的一側(cè)上。
而且,雖然周邊屏蔽元件131已經(jīng)示出為大致筒形形式且次級屏蔽元件已經(jīng)示出為具有板部分141和筒形壁142,但是這些構(gòu)型的變化是可行的。例如,周邊屏蔽元件131和次級屏蔽壁142可作為從孔口111向內(nèi)或向外突伸的中空錐體的一部分而延伸,且次級屏蔽元件140可例如形成為半球形杯。圖2中示出的構(gòu)型從使得空間被高效利用的觀點來看是目前優(yōu)選的。
在圖2的構(gòu)型中,在主屏蔽元件110的與周邊屏蔽元件131和次級屏蔽元件140相反的一側(cè)上,示出向內(nèi)突伸的內(nèi)部屏蔽元件132,內(nèi)部屏蔽元件具有大致筒形形式且具有從屏蔽元件132的內(nèi)端向外突伸的內(nèi)部凸緣133。雖然并非必須提供這種構(gòu)型,但是設(shè)置這種附加屏蔽元件能夠改進(jìn)整體屏蔽,且能夠允許周邊屏蔽元件131和次級屏蔽140被更薄地制造。
雖然圖2示出穿過孔口111的安裝元件320,但是主屏蔽元件110、孔口111、周邊屏蔽元件131以及次級屏蔽元件140的類似構(gòu)型能夠用于掩蔽橫穿罩殼壁的任何孔口,包括用于提供下述服務(wù)的孔口,諸如電力和冷卻水、以及在光纖上傳遞的控制電子和信號。然而,在圖1的構(gòu)型中,這種構(gòu)型的主要優(yōu)點在于其允許諸如防振安裝件330和防振安裝件支承框架310的大體積支承元件定位在屏蔽罩殼100的外側(cè),由此將屏蔽罩殼的尺寸和重量保持在相對更緊湊的形式。
作為允許這種相對緊湊構(gòu)型的圖1的實施方式的第二方面,圖1中示出的構(gòu)型也包括使得樣品能夠從罩殼容易取出的元件。
在傳統(tǒng)x射線裝置中,通常在罩殼中設(shè)置窗口或其它可閉合孔口以允許操作者插入和移除樣品。然而,隨著樣品變得更大和更重,對于操作者變得相對更難于無輔助地插入和移除樣品。在一些情況下,諸如起重器或推車的特定操作設(shè)備必須用于傳送樣品,且繼而對于操作者而言總體難于將樣品傳遞到罩殼中。設(shè)置大到足以使更大或更重的樣品容易地引入罩殼和從罩殼移除的窗口趨向于增加屏蔽罩殼100的整體尺寸。因此,圖1的實施方式具有的特征是允許樣品載物臺220從罩殼取出、或至少更接近于加載位置或加載孔口地移動,從而允許樣品更便利地被引入和取出。
系統(tǒng)的允許這種更容易加載的特定元件在圖3中示出。參照圖1,樣品載物臺220形成操縱器載物臺200的一部分,如后文將討論的,樣品載物臺使得樣品能夠在罩殼內(nèi)側(cè)容易地旋轉(zhuǎn)和移位。操縱器載物臺200具有作為其基部參照的板210,所述參照板支承操縱器載物臺的剩余構(gòu)件且限定參考表面,樣品相對于所述參考表面旋轉(zhuǎn)或移位。
如圖3所示且如上所述,參照板210在操作期間擱置在由防振安裝件330支承的安裝元件320上。在此,防振安裝件330是主動防振安裝件,其在例如限制在防振安裝件330的活塞內(nèi)的穩(wěn)定空氣柱上支承操縱器載物臺200與樣品一起的重量。操縱器載物臺200因此適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉谡丈湮恢锰?,以使得樣品定位在x射線光束路徑中。
然而,在本構(gòu)型中,參照板210也設(shè)有軌道350,所述軌道懸掛在穿出紙平面的線上延伸的一組輥340,所述一組輥中的一個在圖3中的截面中示出。對應(yīng)軌道設(shè)置在參照板210的相反側(cè)上。通過這種構(gòu)型,當(dāng)防振安裝件330被解除動力時,空氣能夠從活塞撤出以使得安裝元件320變得相對較低。當(dāng)安裝元件320下降充分多時,軌道350將擱置在輥340上以形成線性承載件,以使得操縱器載物臺200能夠在輥上朝向觀察者移出紙平面。這使得操縱器載物臺能夠移位到加載位置,例如移位到在罩殼的密封件中的起重器進(jìn)出口下方、或以其它方式經(jīng)由罩殼的壁中的窗口、門或孔口整體移出罩殼,以使得樣品能夠被容易地加載或取出。
一旦在樣品上已經(jīng)執(zhí)行適當(dāng)?shù)牟僮鳎聪虿僮魅缓笫强赡艿?,在反向操作中,操縱器載物臺200沿由軌道350和輥340形成的線性承載件從加載位置移位到照射位置,防振安裝件330的啟動繼而用于抬升操縱器載物臺200,以使得軌道350變得與輥340隔開且操縱器載物臺200經(jīng)由在防振安裝件330上的安裝元件320完全支承。
為了增加安全性,雖然在圖3中未示出,但是凹部可形成在參照板210的基部中以接收安裝元件320,從而防止參照板210在被支承在照射位置中時無意地移位。
當(dāng)然,可設(shè)想圖3的各種修改方案,包括下述情況:沒有防振安裝件,而是簡單地用液壓或機(jī)械升降器以將安裝元件320抬升到與參照板210的基部接觸,從而將軌道350提升脫離輥340。而且,防振安裝件能夠設(shè)置為諸如彈性支承件的被動減震器,其定位在安裝元件320和參照板210之間、安裝元件320和升降器機(jī)構(gòu)之間、或升降器機(jī)構(gòu)和用于升降器機(jī)構(gòu)的支承框架之間。
而且,可設(shè)想以上公開構(gòu)型的輥340和軌道350的替換方案,包括輥設(shè)置到操縱器載物臺且軌道設(shè)置到罩殼基部的設(shè)置方式、或其它線性承載件諸如被滑動承載件或甚至非接觸式空氣或磁性承載件替代的構(gòu)型。而且,不加限制的,這種構(gòu)型能夠甚至與防振安裝件和甚至防振框架被包封在罩殼內(nèi)的傳統(tǒng)罩殼一起使用。
最后,這種構(gòu)型能夠用于支承x射線裝置的諸如噴槍或檢測器的其它重或大的元件,以使得它們能夠容易地被移除到罩殼的進(jìn)出區(qū)域、或甚至移除到罩殼的外側(cè),以用于維護(hù)或調(diào)整。
作為允許這種相對緊湊構(gòu)型的圖1的實施方式的第二方面,所述實施方式具有適用于支承重或大的樣品的操縱器載物臺。
尤其地,如圖4所示,操縱器載物臺200具有第一支承部件230,第一支承部件在沿其長度的一位置處支承樣品載物臺220。樣品載物臺220包括提供充分大的平坦表面以便支承樣品的平臺221。平臺221繼而由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件222和x-移位托架223支承。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件222使得平臺221能夠關(guān)于與y-方向?qū)R的軸線受控旋轉(zhuǎn),而x-移位托架223允許旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件222與平臺221一起在x-方向上沿第一支承部件230移位。樣品載物臺220因此在第一支承部件230的大約中心位置處被支承。
通過使用樣品載物臺220的x-移位托架223,樣品在橫梁方向上的位置能夠被調(diào)整,而通過利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件222旋轉(zhuǎn)樣品,投影x射線圖像能夠以穿過樣品的各種角度獲得,從而使得體積密度圖能夠通過ct過程產(chǎn)生。
在本實施方式中,第一支承部件230采用梁的形式,所述梁在一端處由豎直的第二支承部件240支承且在另一端由豎直的第三支承部件250。雖然梁在此示出為由在所述一端比在所述另一端處更厚的加固部分加固,但是也能夠使用具有拱形形式的梁構(gòu)型或具有統(tǒng)一截面的梁構(gòu)型。
第二支承部件240設(shè)有凹槽241,從動件242騎跨在凹槽中,以使得第一支承部件能夠隨著從動件242在凹槽241內(nèi)滑動而在y-方向上上升和下降。這個構(gòu)型被動地支承第一支承部件的所述一端同時允許自由的y-方向移動。等同的,可以使用允許第一支承部件在被緊固地支承的同時上升和下降的其它構(gòu)造,包括下述構(gòu)型:其具有沿第二支承部件240的外側(cè)騎跨的托架,所述托架具有與第二支承部件的外承載表面協(xié)作的內(nèi)承載表面,以使得這種自由移位能夠發(fā)生。
相反的,第三支承部件250以主動方式支承第一支承部件230的另一端,其中,驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置成在y-方向上相對于參照板210調(diào)整第一支承部件的高度。為了實現(xiàn)這種主動驅(qū)動,第三支承部件250包括滾珠螺桿252和從動螺母251,從動螺母連接到第一支承部件230的不由第二支承部件支承的另一端。滾珠螺桿252在頂部處由徑向承載件253支承以及在底部處由固定角度接觸承載件254支承,且通過步進(jìn)電機(jī)257經(jīng)由驅(qū)動帶255和變速箱256驅(qū)動。在這種構(gòu)型中,固定角度接觸承載件254移除任何端向游動或游隙,且承受在操作期間的大部分軸向推力。相反的,徑向承載件253允許滾珠螺桿252的上端游動,以補(bǔ)償驅(qū)動的膨脹和輕微偏差,同時減小在滾珠螺桿252上的任何彎矩。
因此,通過這種構(gòu)型,第一支承部件230的豎直位置可以如此便利地調(diào)整:驅(qū)動滾珠螺桿252以抬升或降低第一支承部件的一端,同時允許第一支承部件230的另一端跟隨移動。
為了允許樣品載物臺220在z-方向上移位,即,沿x射線光束線移位以允許放大率被調(diào)整,第三支承部件250被支承在z-托架258上,z-托架在安裝到參照板210的z-軌道259上運(yùn)行。雖然在圖4中未示出,但是第一支承部件230也在第二支承部件側(cè)處通過騎跨在于第一從動件上形成的第二凹槽中的第二從動件支承,以允許第一支承部件作為整體在z-方向上以自由方式移位而不會扭曲。因此,借助于使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件222、x-移位托架223、y-調(diào)整滾珠螺桿252以及z-托架258協(xié)作,樣品載物臺220可在x-方向、y-方向和z-方向中的每個上移位,同時也關(guān)于平行于y-軸線的軸線旋轉(zhuǎn)。
通過將第一支承部件230支承在相對于x-方向的兩端處,將甚至更大或更重的負(fù)載放置在樣品載物臺220上將不引起第一支承部件230變形且不引起樣品載物臺220變得傾斜于x-z平面。因此,甚至更重或更大樣品可以無誤差地成像。
當(dāng)然,對于圖4中示出的構(gòu)型而言各種修改方案是可行的,包括使用帶式驅(qū)動件而非滾珠螺桿和螺母以支承和調(diào)整第一支承部件230的第三支承部件端的位置,以及可以將諸如使?jié)L珠螺桿252和螺母251協(xié)作的主動驅(qū)動器設(shè)置到第一支承部件的每端。
在圖4中示出的構(gòu)型中,螺母251配置為背對背安裝的兩個滾珠螺桿螺母,以使得滾珠螺桿252和螺母251之間產(chǎn)生的力經(jīng)由每個相應(yīng)螺母的徑向承載件251a和252b傳遞到支承部件230。z-托架組件也可由帶結(jié)構(gòu)或滾珠螺桿以類似的方式驅(qū)動到第三支承部件250,或可借助于齒條與小齒輪驅(qū)動件直接驅(qū)動。例如,從動小齒輪可以安裝在z-托架258上,以與位于z-軌道259之間的齒條接合,從而允許z-托架在z-方向上被驅(qū)動。
雖然第二支承部件240和第三支承部件250在本實施方式中由參照板210支承,但是參照板210主要設(shè)置用于穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。作為替換方案,第二支承部件240和第三支承部件250中的每個可以被直接支承在例如圖1中示出的安裝元件320上,尤其如果不要求z-方向調(diào)整的話。
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