Устройство и принцип работы растрового электронного микроскопа

Фотоприставка имеет форму усечённой пирамиды. На плоскости меньшего сечения имеется круглое отверстие, через которое производится фотографирование изображения.

Отверстие уплотняется светозащитным рукавом.

На плоскости меньшего сечения имеется кронштейн, на котором устанавливается фотоаппарат типа «Зенит-Е».

На боковых гранях пирамиды имеются два прямоугольных окна для визуального на

блюдения изображения на экране кинескопа.

2. Экспериментальная часть

2.1 Вакуумная система

Вакуумная система предназначена для получения и поддержания в процессе работы рабочего давления 6,66·10Па (5·10 мм рт.ст.) в колонне микроскопа.

Время откачки герметичной колонны от атмосферного давления до рабочего давления 1,33·10 Па (1·10 мм рт.ст.) не превышает 5 мин.

Кроме того, вакуумная система позволяет шлюзовать объект и работать с колонной с выключенным форвакуумным насосом в течение 20 мин.

Вакуумная система (рисунок 2.1) состоит из следующих основных узлов: вакуумного распределителя (1), диффузионного паромасляного насоса В-1С-2(3), высоковакуумной ловушки (2), форбаллона и вакуумо-проводов, которые на рисунке не указаны.

2.1.1 Вакуумный распределитель

Распределитель служит для коммутации магистралей предварительного и высокого вакуума. Распределитель показан на рисунке 2.2. В корпусе 13 размещены:

- канал1, служащий для откачки рабочего объёма на предварительный вакуум;

- каналы 21и29-для откачки форбаллона форвакуумным насосом;

- канал9- для напуска воздуха в колонну;

- канал 34- для откачки колонны дифнасосом.

Распределительный диск 24 с расположенными в нём отверстиями служит для коммутации рабочего объёма и буферного баллона с механическим насосом, а также для напуска воздуха в колонну.

2.1.2 Высоковакуумная ловушка

Высоковакуумная ловушка (рисунок 2.3) служит для улавливания паров масел и устанавливается между вакуумным распределителем и дифнасосом. Она состоит из двух частей; ловушки водяной и ловушки азотной.

2.2 Форвакуумный насос

2.2.1 Принцип действия

Первым насосом такого типа был созданный в 1912 г. пластинчато-роторньтй насос, схема которого показана на рисунке 2.4. В цилиндрической камере 1 насоса вращается в направлении, указав стрелкой, эксцентрично расположенный ротор 2, в прорези которого свободно вставлены пластины З с пружиной 4. При вращении ротора пластины скользят по внутренней поверхности цилиндра, и в камере насоса образуются две полости переменного объема: I (полость всасывания) и II (полость сжатия). Полость всасывания I при вращении ротора увеличивает свой объем, и в нее по ступает газ из впускного патрубка 5, связанного с откачиваемым объемом. Объем полости сжатия II, расположенный на выпускной стороне, уменьшается при вращении ротора, и в ней происходит сжатиё газа. Эта полость соединена с клапаном 6. Когда давление газа в полости II станет достаточным для открытия клапана, произойдет выхлоп. Выхлопной клапан находится под уровнем масла, что препятствует попаданию атмосферного воздуха в насос. В процессе работы зазоры в роторном механизме уплотняются рабочей жидкостью насоса — маслом, благодаря чему обратное перетекание газа с выхода на вход становится ничтожно малым. Масло заполняет и так называемые вредные пространства, из которых газ вытесняется при работе роторного механизма (например, объем под клапаном), и исключает их влияние, ведущее к повышению остаточного давления. Одновременно масло обеспечивает смазку и частичное охлаждение механизма насоса. Масло поступает в камеру насоса через зазоры и сверления в корпусе из маслорезервуара, где оно находится под атмосферным давлением, а через выхлопной клапан вновь возвращается в маслорезервуар.

2.2.2 Параметры и характеристики

Остаточное давление и некоторые другие параметры механических насосов с масляным уплотнением в значительной мере определяются свойствами рабочей жидкости (залитого в насос масла). Как газы, так и конденсирующиеся пары, создающие обратный поток, попадают на вход насоса из циркулирующего в нем масла. Перед поступлением в камеру насоса масло некоторое время находится в маслорезервуаре, где подвергается воздействию атмосферного воздуха и поглощает газы. При поступлении масла в рабочую камеру поглощенные ранее газы выделяются из пленки масла и поступают на вход насоса.

У одноступенчатых насосов с масляным уплотнением давление остаточных газов составляет обычно (2,7—6,6)Ч10 Па [(2 - 5)·10 мм рт. ст.], а полное остаточное давление (2—6,6) Па [(1,5 – 5)·10 мм рт. ст.1.

У насосов с масляным уплотнением давление остаточных газов в основном определяется качеством изготовления.

Остаточное давление насосов измеряют с помощью манометра, присоединенного к заглушке (или к камере небольшого объема) на впускном патрубке насоса. При измерении давления остаточных газов манометр обычно защищают ловушкой, охлаждаемой жидким азотом.

Полное остаточное давление насоса зависит от состава (наличия летучих фракций) и состояния (в первую очередь — от температуры) рабочей жидкости. При повышении температуры масла наблюдается повышение как полного остаточного давления насоса, так и давления остаточных газов.

После запуска холодного насоса установившаяся температура масла (50—70° С) достигается через 2—З ч в зависимости от размеров насоса.

Быстрота действия S насосов с масляным уплотнением определяется их конструкцией. Различают геометрическую быстроту действия S и истинную быстроту действия S или просто быстроту действия насоса.

Геометрическая быстрота действия S может быть представлена как произведение объема V рабочей камеры насоса в момент «конец всасывания» на число оборотов вала в единицу времени:

где n — скорость вращения, об/мин.

В пластинчато-роторных насосах рабочая камера состоит из ряда ячеек объемом V, образуемых между соседними пластинами, причем число ячеек равно числу пластин z,

 Скачать реферат