本發(fā)明專利技術(shù)提供基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，包括反射鏡支撐機(jī)構(gòu)、壓電陶瓷固支與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和激光干涉儀支撐與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，反射鏡支撐機(jī)構(gòu)包括用于約束反射鏡的約束組件，壓電陶瓷固支與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括第一固定部、第二固定部和壓電陶瓷調(diào)節(jié)組件，第一固定部和第二固定部分別設(shè)置在反射鏡上方和下方，若干壓電陶瓷調(diào)節(jié)組件設(shè)置在第一固定部和/或所述第二固定部上用于對(duì)反射鏡進(jìn)行壓彎，激光干涉儀支撐與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于獲取反射鏡的實(shí)時(shí)壓彎半徑，若干壓電陶瓷調(diào)節(jié)組件在線調(diào)節(jié)反射鏡的實(shí)時(shí)壓彎半徑直到實(shí)時(shí)壓彎半徑達(dá)到目標(biāo)壓彎半徑。本發(fā)明專利技術(shù)降低了壓電式反射鏡在線裝調(diào)的難度，能夠?qū)Ψ瓷溏R實(shí)現(xiàn)精確壓彎。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及同步輻射光束線工程，具體涉及基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、反射鏡是同步輻射中用于光束線聚焦、準(zhǔn)直、偏轉(zhuǎn)和抑制高次諧波的常用光學(xué)元件，面型精度是影響其光學(xué)性能表現(xiàn)的重要因素，扣除鏡面加工粗糙度和面型誤差的影響，反射鏡壓彎過(guò)程中的機(jī)械誤差，鏡子自身重力和使用過(guò)程中x射線的熱負(fù)載是導(dǎo)致面型精度差的主要原因。與傳統(tǒng)的機(jī)械壓彎相比，壓電陶瓷壓彎鏡具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，面型能動(dòng)自適應(yīng)可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，因此近年來(lái)基于壓電陶瓷壓彎的反射鏡開(kāi)始應(yīng)用于同步輻射光束線中，例如esrf的id-13線站、diamond的b16線站以及spring-8的bl29-xul線站。以往的反射鏡裝調(diào)上線前一般先在實(shí)驗(yàn)室使用長(zhǎng)程面形儀ltp或納米形貌測(cè)量?jī)xnom對(duì)鏡子壓彎表面面形進(jìn)行系統(tǒng)性分析，由于光學(xué)實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)環(huán)境與光束線的環(huán)境不可能完全相同，因此目前還需要通過(guò)一些針對(duì)x射線的波前探測(cè)技術(shù)，例如細(xì)光束法、相位迭代恢復(fù)法、光線追跡法、哈特曼探測(cè)法等，測(cè)試壓彎反射鏡裝在光束線上的實(shí)際特性，這些方法存在因壓電片數(shù)量增多而難以精確分辨反射鏡面形，計(jì)算量巨大而響應(yīng)速度慢，甚至是需要實(shí)驗(yàn)人員手動(dòng)調(diào)節(jié)的問(wèn)題，這給壓彎反射鏡的在線調(diào)節(jié)帶來(lái)了巨大困難。另一方面，一線多站、同一實(shí)驗(yàn)站光斑尺寸可調(diào)是同步輻射實(shí)驗(yàn)站的發(fā)展需求，高精度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)曲率半徑是同步輻射光束線對(duì)反射鏡的一個(gè)重要要求，因此反射鏡壓彎系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在保證壓彎精度，重力和熱變形補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，實(shí)現(xiàn)反射鏡大范圍壓彎也是工程人員亟需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路</p>1、為了解決壓彎反射鏡大范圍壓彎和在線精確壓彎的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)問(wèn)題，本專利技術(shù)的目的是提供基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，降低了壓電式反射鏡在線裝調(diào)的難度，能夠?qū)Ψ瓷溏R實(shí)現(xiàn)精確壓彎。
2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：
3、基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，包括：
4、反射鏡支撐機(jī)構(gòu)，包括用于約束反射鏡的約束組件；
5、壓電陶瓷固支與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括第一固定部、第二固定部和壓電陶瓷調(diào)節(jié)組件，所述第一固定部設(shè)置在反射鏡上方，所述第二固定部設(shè)置在反射鏡下方，所述第一固定部和/或所述第二固定部均并排設(shè)置若干壓電陶瓷調(diào)節(jié)組件，所述壓電陶瓷調(diào)節(jié)組件具有用于壓彎反射鏡的壓電陶瓷，所述第一固定部上設(shè)置有通槽；
6、激光干涉儀支撐與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括若干并排設(shè)置在第一固定部上方的激光干涉儀，所述激光干涉儀發(fā)射激光通過(guò)通槽射入反射鏡；
7、其中，設(shè)置反射鏡的目標(biāo)壓彎半徑，若干所述激光干涉儀均發(fā)射激光以擬合得到反射鏡的實(shí)時(shí)壓彎半徑，若干所述壓電陶瓷調(diào)節(jié)組件在線調(diào)節(jié)反射鏡的實(shí)時(shí)壓彎半徑，直至實(shí)時(shí)壓彎半徑達(dá)到目標(biāo)壓彎半徑。
8、進(jìn)一步地，所述反射鏡支撐機(jī)構(gòu)還包括反射鏡支座，所述約束組件包括x方向約束組件、y方向約束組件和隨動(dòng)約束組件；
9、所述x方向約束組件設(shè)置在所述反射鏡支座上用于對(duì)反射鏡進(jìn)行x方向的夾緊，所述y方向約束組件設(shè)置在所述反射鏡支座上用于對(duì)反射鏡進(jìn)行y方向的夾緊，所述隨動(dòng)約束組件設(shè)置在所述反射鏡支座上用于對(duì)反射鏡進(jìn)行z方向的支撐，所述x方向?yàn)榉瓷溏R的寬度方向，所述y方向?yàn)榉瓷溏R的長(zhǎng)度方向，所述z方向?yàn)榉瓷溏R的高度方向。
10、進(jìn)一步地，所述反射鏡支座包括兩個(gè)支座，其中一個(gè)所述支座對(duì)應(yīng)反射鏡x射線入射一端，另一個(gè)所述支座對(duì)應(yīng)反射鏡x射線出射一端，所述支座上設(shè)有容納腔，反射鏡的兩端分別容置于兩個(gè)容納腔中，兩個(gè)所述支座上均設(shè)置有x方向約束組件以對(duì)反射鏡的兩端均進(jìn)行x方向的夾緊，y方向約束組件包括第一y方向約束組件和第二y方向約束組件，兩個(gè)所述支座上分別設(shè)置有第一y方向約束組件和第二y方向約束組件以對(duì)反射鏡的兩端進(jìn)行y方向的夾緊，隨動(dòng)約束組件包括第一隨動(dòng)約束組件和第二隨動(dòng)約束組件，所述第一隨動(dòng)約束組件設(shè)置在其中一個(gè)所述支座上以對(duì)反射鏡的底部進(jìn)行可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，所述第二隨動(dòng)約束組件設(shè)置在另一個(gè)所述支座上以對(duì)反射鏡的底部進(jìn)行可移動(dòng)地支撐。
11、進(jìn)一步地，所述x方向約束組件包括反射鏡鎖緊螺母、反射鏡球頭調(diào)節(jié)螺桿、第一半球頭螺釘，所述第一半球頭螺釘包括第一半球頭和第一桿，所述第一桿固定于所述支座，所述第一半球頭抵接于反射鏡，所述反射鏡球頭調(diào)節(jié)螺桿包括第二半球頭和第二桿，所述第二半球頭抵接于反射鏡，所述第二桿螺紋連接于所述支座。
12、進(jìn)一步地，所述第一y方向約束組件包括固定端擋板和第二半球頭螺釘，所述固定端擋板固定于其中一個(gè)所述支座，所述第二半球頭螺釘包括第三半球頭和第三桿，所述第三桿固定于所述固定端擋板，所述第三半球頭抵接于反射鏡的一端；
13、所述第二y方向約束組件包括自由端擋板、彈簧以及蘑菇球頭，所述自由端擋板固定于另一個(gè)所述支座，所述彈簧的一端固定于自由端擋板，另一端固定于所述蘑菇球頭，所述彈簧沿y方向延伸，通過(guò)彈簧對(duì)反射鏡的另一端提供y方向的彈性力，所述蘑菇球頭抵接于反射鏡。
14、進(jìn)一步地，所述第一隨動(dòng)約束組件包括第一輥?zhàn)雍偷谝惠佪S，所述第一輥軸z方向設(shè)置且固定于其中一個(gè)支座，所述第一輥軸上設(shè)有兩個(gè)抵接部，所述抵接部突出于所述第一輥軸，所述第一輥?zhàn)涌赊D(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)于第一輥軸且第一輥?zhàn)拥膬啥朔謩e一一對(duì)應(yīng)地抵接于兩個(gè)抵接部。
15、進(jìn)一步地，所述第二隨動(dòng)約束組件包括第二輥?zhàn)雍偷诙佪S，第二輥軸z方向設(shè)置且固定于另一個(gè)支座，第二輥軸外側(cè)設(shè)置有第一平滑面且第二輥軸外側(cè)中部設(shè)置有凸出于第一平滑面的凸環(huán)，第二輥?zhàn)觾?nèi)側(cè)設(shè)置有第二平滑面，所述第一平滑面和所述第二平滑面間隙配合，所述凸環(huán)和所述第二平滑面過(guò)盈配合。
16、進(jìn)一步地，所述壓電陶瓷調(diào)節(jié)組件還包括兩組壓電陶瓷套件，兩組所述壓電陶瓷套件沿x方向?qū)ΨQ設(shè)置，所述壓電陶瓷套件包括調(diào)節(jié)件和調(diào)節(jié)桿，所述調(diào)節(jié)件固定于第一固定部或第二固定部，所述調(diào)節(jié)件內(nèi)設(shè)有容置腔，所述容置腔內(nèi)容置所述壓電陶瓷，調(diào)節(jié)桿沿z方向延伸，調(diào)節(jié)桿用于驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷沿z方向移動(dòng)以調(diào)節(jié)壓電陶瓷的位置。
17、進(jìn)一步地，還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器設(shè)置于容置腔，所述壓電陶瓷具有球頭，所述壓電陶瓷容置于容置腔且固定于壓力傳感器，所述球頭與反射鏡抵接，所述調(diào)節(jié)桿螺紋連接于所述調(diào)節(jié)件且調(diào)節(jié)桿的一端通過(guò)抵接于壓力傳感器以調(diào)節(jié)壓電陶瓷的位置。
18、進(jìn)一步地，所述通槽沿z方向貫通且沿y方向延伸，所述激光干涉儀支撐與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直線運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)、激光頭安裝板和激光干涉儀，所述直線運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)沿x方向延伸，所述激光頭安裝板滑動(dòng)連接于所述直線運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)，所述激光頭安裝板沿y方向延伸，所述激光頭安裝板上設(shè)置有若干沿y方向排布的激光干涉儀，每一所述激光干涉儀發(fā)出沿z方向的激光。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
20、本專利技術(shù)提供的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了反射鏡在線狀態(tài)下的精確壓彎和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)，解決了以往反射鏡壓彎和檢測(cè)相獨(dú)立的問(wèn)題，利用上下布置的多組壓電陶瓷可實(shí)現(xiàn)大范圍曲率半本文檔來(lái)自技高網(wǎng)
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
【技術(shù)特征摘要】
1.基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于壓電陶瓷的可在線監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)的反射鏡壓彎系統(tǒng)，其特征在于：
6...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁柯林，唐琳，何建華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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