專利名稱：x射線操縱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種x射線操縱器，具體地涉及適于觀察微型電裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的操縱器。
背景技術(shù)：
在電子束激發(fā)適當(dāng)目標(biāo)時(shí)產(chǎn)生x射線。如公知的那樣，某些材料比其他一些材料更好地吸收x射線，因此可由合適的x射線檢測(cè)器來對(duì)部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。具體而言，通過相對(duì)x射線源距被成像的物體的距離而增加x射線源距探測(cè)器的距離，可獲得較高程度的放大率。
在較高放大率的情形下成像時(shí)，將x射線源減縮為可能最小的光點(diǎn)是重要的。只有這樣，才能使圖像的邊緣清晰度較高。然而，在光點(diǎn)非常小時(shí)，x射線裝置內(nèi)的運(yùn)動(dòng)能嚴(yán)重地影響在較高放大率下獲得良好邊緣清晰度的可能性。這樣的運(yùn)動(dòng)例如可能是由于外部振動(dòng)、或者是由于裝置的部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的。
x射線檢測(cè)裝置部件之間的運(yùn)動(dòng)的問題也受到需要這些部件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。例如，可允許探測(cè)器在若干平面內(nèi)進(jìn)行相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，以提供物體沿若干方向的圖像。物體也可繞三個(gè)軸線運(yùn)動(dòng)，從而改變放大率，而且將物體保持在探測(cè)器的視界內(nèi)。
需求一種基本克服了上述問題的x射線檢測(cè)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于x射線檢測(cè)裝置的框架，該框架包括結(jié)構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)件上安裝有試樣支承件，以在三個(gè)相互垂直的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)；所述結(jié)構(gòu)件適于將x射線發(fā)生器直接安裝在所述試樣支承件的一側(cè)上，并在所述試樣支承件的另一側(cè)上具有可在其上樞轉(zhuǎn)的弓形框架；所述弓形框架在其上具有弓形軌道，而且所述軌道適于將x射線探測(cè)器安裝成用于繞所述弓形框架運(yùn)動(dòng)。
將所述x射線發(fā)生器直接安裝到所述結(jié)構(gòu)件上，盡可能地消除了相對(duì)所述結(jié)構(gòu)件的任何振動(dòng)或運(yùn)動(dòng)，從而提高了圖像的邊緣清晰度。應(yīng)理解的是，如果允許安裝的任何柔性，則x射線光點(diǎn)的有效直徑可稍大于真實(shí)直徑，這導(dǎo)致在比期望區(qū)域大的區(qū)域內(nèi)激發(fā)x射線，從而增加圖像邊緣附近的模糊度。
所述框架的結(jié)構(gòu)件將所述檢測(cè)裝置的所有元件都直接安裝在所述結(jié)構(gòu)件上面，從而最大可能地消除了內(nèi)部的振動(dòng)和運(yùn)動(dòng)。
采用足夠剛性的結(jié)構(gòu)件確保對(duì)安裝到所述結(jié)構(gòu)件的三個(gè)主要元件進(jìn)行精確的相對(duì)定位，上述三個(gè)主要元件即x射線發(fā)生器、試樣支承件操縱器(平移和縮放)以及x射線探測(cè)器。而且，針對(duì)這三個(gè)部件采用單一的安裝使得在任何的部件組裝中都固有的誤差積累最小。因此，本發(fā)明導(dǎo)致能容易組裝的裝置，并且主要部件以任意次序固定，并確保精確性和精密度。
因?yàn)樗鼋Y(jié)構(gòu)件基本位于內(nèi)部，而且由于與整體或部分靠在外部框架上的構(gòu)造相比小而輕，從而還極大地提高了該裝置的維護(hù)性。這些外部框架必然較重，而且具有較差的尺寸公差和剛度。因?yàn)樗鼋Y(jié)構(gòu)件位于內(nèi)部，從而該裝置具有對(duì)安裝在其上的部件的全方位可達(dá)性。此外，所述部件的直接分開的安裝確保它們能卸下，以進(jìn)行可保證重新裝配精度的維護(hù)或更換，而且不會(huì)干擾其他主要部件的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。
通過將結(jié)構(gòu)件布置在下面，進(jìn)一步增加了裝置的穩(wěn)定性。
所述弓形件和所述試樣支承件的相對(duì)運(yùn)送是必須的，為此能采用合適的精度較高的滑軌和軸承。所述結(jié)構(gòu)件優(yōu)選為金屬，在優(yōu)選實(shí)施例中為鋁。
在優(yōu)選實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)件基本包括板，該板具有繞板的相對(duì)端部樞轉(zhuǎn)的弓形件，所述試樣支承件安裝在板的一側(cè)上，而且適于在板的另一側(cè)容納x射線發(fā)生器。優(yōu)選地，所述板布置在垂直平面內(nèi)，且所述x射線發(fā)生器位于下方，而所述x射線探測(cè)器位于上方。這樣，所述試樣支承件基本水平，而且x射線從下方入射到所述試樣上。此外，所述板提供對(duì)所述試樣支承件的Z軸滑軌的合適的直接安裝。
在優(yōu)選實(shí)施例中，所述板基本呈矩形，并且其整個(gè)深度在所述弓形框架的軸承之間延伸。優(yōu)選地，所述板位于所述弓形框架的樞轉(zhuǎn)軸線下方，并且在優(yōu)選實(shí)施例中偏向所述軸線的一側(cè)，從而允許x射線發(fā)生器的電子束的軸線通過所述框架的所述樞轉(zhuǎn)軸線。
在優(yōu)選實(shí)施例中，所述板包括在與所述板呈直角的平面內(nèi)并在所述弓形框架的軸線上的周邊框架，該周邊框架提供間隔開的安裝點(diǎn)，用于將所述裝置定位在x射線機(jī)殼內(nèi)。
這一布置允許所述周邊框架將所述裝置支承在大致直立的安裝件上，所述支承板布置在這些安裝件之間的空間內(nèi)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，所述弓形框架包括位于所述樞轉(zhuǎn)軸線下方的配重，從而趨于使所述框架恢復(fù)到直立狀態(tài)。優(yōu)選地，所述x射線探測(cè)器大致在所述框架的一側(cè)上，而且在所述框架的另一側(cè)上設(shè)置有用于繞所述軌道驅(qū)動(dòng)所述探測(cè)器的馬達(dá)。這樣的布置使得所述探測(cè)器/馬達(dá)組件在所述框架上平衡。
所述周邊框架可包括可安裝在軌道上的滑軌，所述軌道通過機(jī)殼內(nèi)的安裝件而支承。這一布置允許所述檢測(cè)裝置相對(duì)于所述安裝件橫向運(yùn)動(dòng)，并通常運(yùn)動(dòng)到x射線機(jī)殼之外，用于維護(hù)和維修。設(shè)置用于將所述裝置鎖定在所述軌道上的合適裝置。
在優(yōu)選實(shí)施例中，用于所述裝置的所述直立安裝件包括自調(diào)平空氣軸承(selflevelling air bearing)。


本發(fā)明的其他特征將從以下對(duì)僅以示例方式在附圖中示出的優(yōu)選實(shí)施例的描述中顯而易見，在附圖中圖1從上方和一側(cè)示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置。
圖2從下方和相反的一側(cè)示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置。
圖3為用于該裝置的滾動(dòng)安裝件的示意性側(cè)視圖。
圖4為帶驅(qū)動(dòng)布置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，框架10支承在撐腳11上，而所述撐腳11本身安裝在機(jī)殼(未示出)內(nèi)。該機(jī)殼為通常的類型，并形成防護(hù)罩，以保護(hù)使用者不受x射線的有害影響。在框架上安裝有用于產(chǎn)生x射線的x射線管12，以及x射線探測(cè)器13。在管12和探測(cè)器13之間有適于支承待成像物體的可運(yùn)動(dòng)板14。
每個(gè)撐腳11都包括防振動(dòng)的安裝件，該安裝件包括公知類型的自調(diào)平空氣軸承。加壓空氣提供到軸承上，并基本上將框架與外部施加的、可能會(huì)傳遞到機(jī)殼上的振動(dòng)隔離。
空氣軸承成對(duì)而且布置在矩形的角部。軸承11中的每一對(duì)都支承其上安裝有框架10的相應(yīng)梁15。
框架10包括布置在梁15之間、位于大致垂直的平面內(nèi)的主支承板16。該支承板16相對(duì)重而且剛硬，并包括框架10的主要結(jié)構(gòu)件。
在支承板16的一側(cè)直接安裝有x射線管12。管12大致在相對(duì)于撐腳11的中央，從而可看到板稍微偏向一側(cè)。
在支承板16的另一側(cè)上，直接安裝有可運(yùn)動(dòng)板14的一條腿17，試樣在使用中放置在該可運(yùn)動(dòng)板14上。這一腿17可相對(duì)于支承板在合適的滑軌上并在電動(dòng)馬達(dá)的控制下垂直(沿Z軸)滑動(dòng)。
可運(yùn)動(dòng)板14的另一條腿包括由開口構(gòu)架18構(gòu)成的X-Y平臺(tái)。如示出的那樣，通過相對(duì)重的托架19確保了腿17和構(gòu)架18之間的剛度。通過合適的滑軌并在電動(dòng)馬達(dá)的控制下提供平臺(tái)的X-Y運(yùn)動(dòng)。
支承板16的側(cè)端具有剛硬的頰板，該頰板上直接安裝有弓形框架21的軸承20?？蚣艿亩瞬堪ㄅ渲?2?？蚣艿膬?nèi)側(cè)包括軌道23，該軌道23沿著以管12的x射線源為中心的圓的圓周。
在軌道23上安裝有x射線探測(cè)器(或圖像增強(qiáng)器)13。適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)馬達(dá)使得增強(qiáng)器13可沿軌道23運(yùn)動(dòng)，并使弓形框架21繞支承板16弓形運(yùn)行。應(yīng)理解的是，探測(cè)器13可從垂直方向大致在±60°的范圍內(nèi)、繞x射線源運(yùn)動(dòng)。
大致矩形的周邊框架24形成用于X-Y平臺(tái)的支承件，并還直接固定到支承板16上?？蚣?4的側(cè)構(gòu)件可由梁15構(gòu)成，或者由可安裝在梁上的單獨(dú)構(gòu)件構(gòu)成，如以下將進(jìn)一步要描述的那樣。在使用中，大致在構(gòu)架18的中央孔內(nèi)設(shè)置試樣盤，并將待成像的試樣放置在該盤上。閉合機(jī)殼，向x射線管供應(yīng)能量，從而激發(fā)產(chǎn)生x射線。這些x射線從光點(diǎn)源沿直線發(fā)射，移動(dòng)探測(cè)器13和/或構(gòu)架18，直到試樣在理想的方位成像。圖像可例如顯示在機(jī)殼的設(shè)置在適當(dāng)?shù)牟倏v器控制器、例如一個(gè)或多個(gè)控制桿附近的外部屏幕上?？蓪?shí)時(shí)移動(dòng)試樣和/或探測(cè)器的相對(duì)位置，以便從理想方向并在合適的放大率下對(duì)試樣進(jìn)行成像。
周邊框架24能通過輪(未示出)安裝在單獨(dú)的梁15上，從而允許框架在箭頭25的方向上側(cè)向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。該布置允許將檢測(cè)裝置至少部分地拉出x射線機(jī)殼，以進(jìn)行檢測(cè)和維修。通常能進(jìn)行與裝置深度的50％至60％相對(duì)應(yīng)的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。
圖3示意性示出了這一布置，其中框架24具有一對(duì)支承輪26，而且支承梁15具有一對(duì)支承輪27。沿箭頭28的方向的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)允許框架相對(duì)于虛線29所表示的機(jī)殼側(cè)向運(yùn)動(dòng)。用于框架的撐腳11由箭頭表示。
在圖4中示出了用于弓形框架21的驅(qū)動(dòng)布置，該驅(qū)動(dòng)布置包括安裝在支承板16上的配重下面的馬達(dá)31，并具有驅(qū)動(dòng)環(huán)形齒帶33的皮帶輪32。
所述帶由張緊輪34引導(dǎo)，并可在兩個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)，從而使框架21繞其軸線樞轉(zhuǎn)。齒帶提供精確的、基本無沖擊的沿兩個(gè)方向的驅(qū)動(dòng)，而無需潤滑。
為探測(cè)器13提供類似的齒帶驅(qū)動(dòng)布置，其中安裝在弓形框架21上的馬達(dá)36驅(qū)動(dòng)沿著軌道23的路徑的環(huán)形齒帶。通過這樣的裝置，可在兩個(gè)方向上平滑驅(qū)動(dòng)探測(cè)器。
權(quán)利要求
1.一種框架，該框架用于x射線檢測(cè)裝置并包括結(jié)構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)件上安裝有試樣支承件，以在三個(gè)相互垂直的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)；所述結(jié)構(gòu)件適于將x射線發(fā)生器直接安裝在所述試樣支承件的一側(cè)上，并且所述結(jié)構(gòu)件在所述試樣支承件的另一側(cè)上具有可在所述結(jié)構(gòu)件上樞轉(zhuǎn)的弓形框架；所述弓形框架在其上具有弓形軌道，而且所述軌道適于將x射線探測(cè)器安裝成用于繞所述弓形框架運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架，其中，所述結(jié)構(gòu)件基本包括板，該板具有繞所述板的相對(duì)端部樞轉(zhuǎn)的弓形件，所述試樣支承件安裝在所述板的一側(cè)，而且適于在所述板的另一側(cè)上容納x射線發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的框架，其中，所述板在使用中布置在垂直平面內(nèi)，并適于下方的所述x射線發(fā)生器以及上方的所述x射線探測(cè)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的框架，其中，所述板提供對(duì)所述試樣支承件的Z軸滑軌的直接安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的框架，其中，所述板基本呈矩形，并且其整個(gè)深度在所述弓形框架的軸承之間延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的框架，其中，所述板位于所述弓形框架的樞轉(zhuǎn)軸線下方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的框架，其中，所述板偏向所述軸線的一側(cè)，從而允許x射線發(fā)生器的電子束通過所述軸線。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的框架，其中，所述板包括在與所述板呈直角的平面內(nèi)并在所述弓形框架的軸線上的周邊框架，該周邊框架適于提供間隔開的安裝點(diǎn)，用于定位在x射線機(jī)殼內(nèi)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的框架，其中，所述弓形框架包括位于所述弓形框架的樞轉(zhuǎn)軸線下方的配重，從而趨于使所述弓形框架恢復(fù)到直立狀態(tài)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的框架，其中，x射線探測(cè)器大致設(shè)置在所述弓形框架的一側(cè)上，而且在所述弓形框架的另一側(cè)上設(shè)置有用于繞所述軌道驅(qū)動(dòng)所述探測(cè)器的馬達(dá)。
全文摘要
一種用于x射線檢測(cè)裝置的框架(10)包括使弓形框架(21)樞轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)件(16)。x射線源(12)在使用中直接安裝在所述結(jié)構(gòu)件(16)上，而且x射線探測(cè)器(13)可繞所述框架(21)運(yùn)動(dòng)。用于待成像物體的三軸試樣支承件布置在所述源(12)和所述探測(cè)器(13)之間。本發(fā)明的框架(10)是特別剛硬的。
文檔編號(hào)G01N23/207GK1985162SQ200580022712
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月5日
發(fā)明者本杰明·金斯萊·斯圖爾特·皮科克 申請(qǐng)人:達(dá)格精度工業(yè)有限公司