CN102354647B - 一种延长扫描电子显微镜灯丝寿命的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延长扫描电子显微镜灯丝寿命的装置，包括有220V交流源、直流电源模块，时序组合开关装置，220V交流源供电至直流电源模块、扫描电子显微镜的机械泵，时序组合开关装置包括延时时间可调继电器、高压干簧继电器、真空探测器高压BNC。本发明能够有效提高仪器关键部件使用寿命和拓展设备的功能，延长了扫描灯丝的使用寿命，改善了真空环境，从技术约束真空获取设备和真空室一些其他设备的开启时序关系。

Description

一种延长扫描电子显微镜灯丝寿命的装置

技术领域

本发明涉及扫描电子显微镜领域，具体为一种延长扫描电子显微镜灯丝寿命的装置。

背景技术

扫描电子显微镜设备是一种常用的分析设备，其大部分都需要高真空环境，在真空环境中，对于高压的加载很有讲究的，尤其进口大型设备，部件不仅本身贵重，而且直接决定仪器的停运。因此对真空获取设备的合理控制显得尤其重要。

扫描电子显微镜设备中有电子枪系统，高压系统和高真空检测设备等，其灯丝正常使用寿命一般在18个月左右，在使用过程中，灯丝常出现没有达到正常使用期限就报废的问题，其原因是由于样品室在开闭前后时间内，灯丝电流突然变为零，真空环境出现放电现象，由于样品室窗口时常启闭，样品室的真空度变化很大，如果真空状态不好时，样品室存在高压设备单元，如潘宁规真空计，就有可能出现高压打火放电，污染真空室，迫使灯丝电流异常关断，影响灯丝寿命。

解决灯丝使用寿命低的方法之一是在关闭机械泵后关闭潘宁规真空计，启动机械泵后一段时间后再开启潘宁规真空计。但现有技术的潘宁规真空计不具备这项功能，而目前市场上的延时开关也不支持高压工作，因此需要一种能够独立工作的联动延时高压开关。

发明内容

本发明的目的是提供一种延长扫描电子显微镜灯丝寿命的装置，以解决扫描电子显微镜灯丝使用寿命低的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种延长扫描电子显微镜灯丝寿命的装置，其特征在于：包括有220V交流源、直流电源模块，时序组合开关装置，所述220V交流源供电至直流电源模块、扫描电子显微镜的机械泵，所述直流电源模块输入接入220V交流源，直流电源模块输出接入时序组合开关装置以供电，所述时序组合开关装置包括延时时间可调继电器、高压干簧继电器、连接在高压干簧继电器输出线上的真空探测器高压BNC，所述直流电源模块输出接入延时时间可调继电器输入端，延时时间可调继电器的输出通过二极管接入高压干簧继电器输入端，所述真空探测器高压BNC接入扫描电子显微镜的潘宁规真空计中。

所述的一种延长扫描电子显微镜灯丝寿命的装置，其特征在于：所述直流电源模块包括变压器、二极管整流桥、稳压芯片，变压器一输入端通过开关接入220V交流源一端，变压器另一输入端通过保险丝接入220V交流源另一端，所述变压器的输出接入二级管整流桥输入端，二极管整流桥输出接入稳压芯片输入端，稳压芯片输出接入延时时间可调继电器输入端。

所述的一种延长扫描电子显微镜灯丝寿命的装置，其特征在于：所述220V交流源供电至扫描电子显微镜的机械泵为第一控制输出，直流电源模块供电至延时时间可调继电器为第二控制输出，通过延时时间可调继电器调整第一控制输出与第二控制输出的时间差，以提高真空环境，延长扫描电子显微镜灯丝的寿命。

本发明的有益效果为:

1) 先进性，本发明从技术上约束设备的开启时序关系，在科研生产中，大型仪器设备的使用率很重要，尤其是进口大型设备，在不影响大型设备原有功能及操作的基础上，进行技术改造，从而延长大型设备的关键部件使用寿命。

2) 适应性，在大型真空设备使用领域，同类情况具有适应性。

3) 操作方便性，按照这种思路，同领域人员，制作安装容易掌握。

附图说明

图1为本发明原理图。

具体实施方式

如图1所示。一种延长扫描电子显微镜灯丝寿命的装置，包括有220V交流源、直流电源模块，时序组合开关装置，220V交流源供电至直流电源模块、扫描电子显微镜的机械泵，直流电源模块输入接入220V交流源，直流电源模块输出接入时序组合开关装置以供电，时序组合开关装置包括延时时间可调继电器、高压干簧继电器、连接在高压干簧继电器输出线上的真空探测器高压BNC，直流电源模块输出接入延时时间可调继电器输入端，延时时间可调继电器的输出通过二极管接入高压干簧继电器输入端，真空探测器高压BNC接入扫描电子显微镜的潘宁规真空计中。

直流电源模块包括变压器T1、二极管整流桥D1、稳压芯片U1，变压器T1一输入端通过开关接S1入220V交流源一端，变压器另T1一输入端通过保险丝F1接入220V交流源另一端，变压器T1的输出接入二级管整流桥D1输入端，二极管整流桥D1输出接入稳压芯片U1输入端，稳压芯片U1输出接入延时时间可调继电器输入端。

延时时间可调继电器有两路输出，一路输出通过二极管D4接入高压干簧继电器输入端，另一端输出的信号接入计算机中。

本发明中，直流电源模块为24V直流电源，能够提供500mA电流。延时时间可调继电器供电电压选用24V直流电源，最大延时时间8分钟。（这个指标可以根据不同设备需要，选择相应的延时时间长度），最后延时时间可调继电器有两路以上输出，其中一路用来开关高压干簧继电器，另一路输入计算机中用来监视工作状态，检测电源和延时时间可调继电器是否正常工作。高压干簧继电器控制直流电压为24V，触头耐压为5000V以上；选用24V直流电源。真空探测器高压BNC的触头耐高压5000V。

以上的元器件和仪表盒在设计加工好的电路板上安装调试，为了便于调整合适的延时时间，延时旋钮也可安装在仪表面板上，。先调试24V直流电源，接着调试延时时间可调继电器，延时时间可调继电器的触头按照延时时间正常切换后，接入高压干簧继电器。调试成功后，为了监视联动延时高压开关装置的工作状态，24V直流电源正端通过限流电阻串联工作为24V的小灯泡经过延时时间可调继电器输出的其中一路常开开关到地端。延时时间到的时候，小灯泡亮，表明潘宁规真空计的高压加上了。

本发明工作原理如下：

第一控制输出控制机械泵，只要加上电源即可启动；第二控制输出为一时序组合高压开关，主要是由延时时间可调继电器、高压干簧继电器和真空探测器高压BNC成，启动机械泵的时候，它所控制的对象不同时动作（如高压设备单元），而是根据现场环境的需要，延时一定时间后，才会开启输出，整套装置所控对象同时关闭，但不是同时开启，而是按照设定时序动作的。一旦设定后，这套装置可自动管理常规设备如：机械泵；带高压输出的真空测量单元；无需仪器操作员扫描电镜在高压卸载后一分钟后，操作员可以对样品真空室执行放气，此时原来的设备有一路电气开关去关断机械泵电源；样品室需要真空时，设备的那一路电气开关去打开机械泵电源，机械泵进行抽气，

在此过程中，接在样品室底部的潘宁规真空计探头一直在工作着，它的探头上存在高压，大约2500V，如果样品室在低真空状态下，它可能存在放电现象，如果此时电子枪室的阀门打开的话，那么灯丝供电机关就有可能被强行关闭，灯丝电流变为零。这是极大影响灯丝电流的。本发明将原来的控制输出到机械泵的电源回路切断，插入时序组合开关装置，这个时序组合开关装置接通电源后，第一控制输出启动机械泵，第二控制输出禁止潘宁规真空计的高压输出，只有延时所需时间后，样品室真空状态可以开启潘宁规真空计了，这时时序组合开关装置第二控制输出启动潘宁真空计，关闭机械泵的同时，也将样品室的高压源关闭。时序组合开关装置的加装，不影响仪器原有操作规程。因为它的加入，延长扫描电子显微镜的昂贵部件灯丝的使用寿命。节省了大量成本。

Claims (3)

1.一种延长扫描电子显微镜灯丝寿命的装置，其特征在于：包括有220V交流源、直流电源模块，时序组合开关装置，所述220V交流源供电至直流电源模块、扫描电子显微镜的机械泵，所述直流电源模块输入接入220V交流源，直流电源模块输出接入时序组合开关装置以供电，所述时序组合开关装置包括延时时间可调继电器、高压干簧继电器、连接在高压干簧继电器输出线上的真空探测器高压BNC，所述直流电源模块输出接入延时时间可调继电器输入端，延时时间可调继电器的输出通过二极管接入高压干簧继电器输入端，所述真空探测器高压BNC接入扫描电子显微镜的潘宁规真空计中。

2.根据权利要求1所述的一种延长扫描电子显微镜灯丝寿命的装置，其特征在于：所述直流电源模块包括变压器、二极管整流桥、稳压芯片，变压器一输入端通过开关接入220V交流源一端，变压器另一输入端通过保险丝接入220V交流源另一端，所述变压器的输出接入二级管整流桥输入端，二极管整流桥输出接入稳压芯片输入端，稳压芯片输出接入延时时间可调继电器输入端。

3.根据权利要求1所述的一种延长扫描电子显微镜灯丝寿命的装置，其特征在于：所述220V交流源供电至扫描电子显微镜的机械泵为第一控制输出，直流电源模块供电至延时时间可调继电器为第二控制输出，通过延时时间可调继电器调整第一控制输出与第二控制输出的时间差，以提高真空环境，延长扫描电子显微镜灯丝的寿命。

Images