[发明专利]一种真空内百毫秒水冷白光快门

说明书

本发明公开了一种真空内百毫秒水冷白光快门结构，包括、观察窗、真空箱、铜块、冷却水管、波纹管、驱动电机、升降台。来自同步辐射的白光首先通过白光快门，白光快门在大部分时间内阻挡强烈的X射线束，衰减硬X射线光束，并处理由白光照射产生的热负荷。防止高能X射线长时间照射在聚焦镜上对聚焦镜造成破坏，使用高能X射线进行相关实验时，为获得必要的时间分辨率，白光快门可以在一百毫秒内快速和可重复地启动。

技术领域

本发明涉及测量控制领域，尤其是一种真空内百毫秒水冷白光快门。

背景技术

来自同步辐射的白光首先通过白光快门，白光快门在大部分时间内需要阻挡强烈的X射线束，完全衰减硬X射线光束，并处理由白光照射产生的热负荷。以防止高能X射线长时间照射在聚焦镜上对聚焦镜造成破坏，使用高能X射线进行相关实验时，为获得必要的时间分辨率。白光快门需要快速和可重复地启动。

现有的快门装置功率密度较大，吸收器使用寿命更短、冷却效率较低、真空箱内结构复杂、成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：

1)实现白光快门的快速可重复启动；

2)处理白光快门上，由于长时间的白光照射产生的热负荷；

3)延长白光快门的使用寿命。

本发明的技术方案为：一种真空内百毫秒水冷白光快门，包括：真空箱、观察窗、铜块、冷却水管、波纹管、驱动电机、升降台；

其中，所述真空箱上设置有所述观察窗，在真空箱内，安装有铜块和冷却水管，所述的铜块用于吸收同步辐射光，所述铜块上标有刻度，通过观察窗判断同步辐射光打在铜块上的位置，实现对铜块位置的精确调节，铜块内部通过两根所述冷却水管，冷却水管同时充当铜块的支撑结构，冷却水管与冷却水管固定底座相连接，由驱动电机驱动冷却水管，冷却水管带动铜块运动，两冷却水管中间加入一根支撑杆，来提高结构的稳定性；

升降台上安装有驱动电机，驱动电机连接到波纹管，用于驱动冷却水管带动铜块运动。

进一步的，所述的真空箱内的铜块起到阻挡白光的作用，铜块表面设计为折线型，增大其受热面积，铜块由上下两部分焊接而成，上表面为斜坡面，且表面为波纹状折线结构，下侧在轴向上开设有多个圆孔，圆孔为冷却水管通道。

进一步的，所述铜块采用弥散铜材料制作。

进一步的，冷却水管上方的水平部分穿过铜块进行冷却，两侧设计为半圆形以减小应力集中，半圆形下方通过四分之一圆弧形水管与下半部分为垂直水管相连接。

进一步的，真空箱下安装所述波纹管，连接到驱动电机；所述驱动电机选择TGV高速运动模组系统作为白光快门电机，使得白光快门在百毫秒内完成5mm的位移。

本发明吸收块(铜块)采用弥散铜材料，导热率较高，冷却效率高，为降低功率密度设计了折线面，且弥散铜屈服强度较大，在高能光束线照射下，不易产生疲劳破坏，使用寿命更长。冷却水管穿过铜块，提高散热速度的同时充当支撑结构，减轻装置质量，做到了快速启动，采用音圈电机驱动，额定驱动力为300N，峰值驱动力为1000N。可以在一百毫秒内完成白光快门的开合，真空箱体内部结构更加简单，降低了成本。

有益效果：

1)本发明设计了折线面铜块，增加了受热面积，降低了功率密度；

2)本发明采用弥散铜材料，实现挡光装置的快速降温，且弥散铜屈服强度较高，折线面底部不易产生形变；

3)本发明快门开合时间达到了100毫秒以内；

4)本发明双管水冷装置，水管通过铜块内部，减轻了铜块质量，散热效果更好，冷却的同时作为支撑结构，整体质量减轻，以便实现快速开合；