2023.09.08
Решение точного контроля вакуума в жидкости. Регулировка толщины жидкофазного трансмиссионного электронного микроскопа.
доля
БОЛЕЕ ДЕТАЛЬНО
1.Почему пропорциональный регулятор давления можно применять на электронном микроскопе?
В последние годы технология жидкофазной трансмиссионной электронной микроскопии, основанная на трансмиссионной электронной микроскопии, микронанообработке и технологии производства тонких пленок, использовалась для создания микроэкспериментальных платформ с различным нанометровым разрешением и разработки новых технологий нанохарактеризации и смежных областей. во многих областях. Стандартная жидкостная ячейка представляет собой кремниевый микрочип с двумя электронно-прозрачными окнами из пленки нитрида кремния (SiN), поддерживаемыми изолирующим материалом, а образец жидкости заполняется между двумя окнами.
Теоретически толщину жидкости можно регулировать с помощью прокладок между микрочипами, но в реальных наблюдениях микрочипы необходимо поместить в среду сверхвысокого вакуума просвечивающего электронного микроскопа, в результате чего давление внутри и снаружи окна мембраны будет разным. Разница приведет к деформации и расширению мембранного окна, в результате чего изменится толщина жидкости, причем это изменение часто превышает несколько раз.
Следовательно, если пузырьки не образуются, это изменение толщины серьезно повлияет на разрешение наблюдений. Кроме того, для соединения верхнего и нижнего мембранных окон можно использовать столбики, чтобы минимизировать расширение, но такой бассейн жидкости с фиксированной толщиной нельзя загружать разными образцами для наблюдения, что не является универсальным и применимым.
Теоретически толщину жидкости можно регулировать с помощью прокладок между микрочипами, но в реальных наблюдениях микрочипы необходимо поместить в среду сверхвысокого вакуума просвечивающего электронного микроскопа, в результате чего давление внутри и снаружи окна мембраны будет разным. Разница приведет к деформации и расширению мембранного окна, в результате чего изменится толщина жидкости, причем это изменение часто превышает несколько раз.
Следовательно, если пузырьки не образуются, это изменение толщины серьезно повлияет на разрешение наблюдений. Кроме того, для соединения верхнего и нижнего мембранных окон можно использовать столбики, чтобы минимизировать расширение, но такой бассейн жидкости с фиксированной толщиной нельзя загружать разными образцами для наблюдения, что не является универсальным и применимым.
Чтобы достичь регулируемой толщины жидкого образца в электронном микроскопе жидкой фазы, необходимо попытаться точно контролировать разницу давлений между внутренней и внешней частью мембранного окна бассейна с жидкостью.
В данной статье будут предложены соответствующие решения по контролю степени вакуума внутри бассейна с жидкостью. Для высокоточного контроля степени вакуума будет использоваться метод динамического баланса, который позволяет достичь точности управления ± 1% при любой степени вакуума в диапазоне 0,1 ~ 100 кПа и обеспечивает точный регулируемый и постоянный контроль толщины жидкого образца.
.png)
2. Решение
Решение, описанное в этой статье, также использует вышеупомянутый метод динамического баланса для контроля степени вакуума в жидких образцах. Разница в том, что он дорабатывается и дается конкретный план реализации и подробное описание техники.
Необходимость регулировки толщины, при этом точность контроля степени вакуума должна быть лучше ±1%. Устройство показано на рисунке 2.
.png)
Система контроля вакуума, используемая для регулировки толщины жидких образцов в электронном микроскопе жидкой фазы, показанном на рисунке 2, в основном включает в себя вакуумметр,Пропорциональный регулятор давления KAOLU, вакуумный насос, регулятор вакуумного давления, компьютер и его программное обеспечение. Их соответствующие функции и детали описаны следующим образом:
(1) Вакуумметр: используется для точного измерения степени вакуума в жидких образцах. В вакуумметре используется тонкопленочный конденсаторный вакуумметр с высокой точностью измерения. Чтобы удовлетворить потребности полномасштабного измерения вакуума, имеются два вакуумметра с разными диапазонами.
(2)Пропорциональный регулятор давления KAOLU: используется для точной регулировки потока впуска и выпуска.Пропорциональный регулятор давления KAOLUпредставляет собой высокоскоростной игольчатый клапан с приводом от шагового двигателя. Он может точно и быстро регулировать открытие игольчатого клапана менее чем за 1 секунду с помощью аналогового сигнала напряжения 0–10 В для достижения высокоточной регулировки расхода.
Это очень удобно для малого бизнеса. Управление вакуумом в многомерном пространстве. ОснащенПропорциональный регулятор давления KAOLUрегулировать поток впуска и выпуска соответственно для достижения высокоточного контроля степени вакуума.
(3) Вакуумный насос: используется в качестве источника вакуума. В качестве источника вакуума обычно используется сухой вакуумный насос с низким уровнем загрязнения, чтобы уменьшить воздействие вибрации и шума на весь просвечивающий электронный микроскоп.
(4) Контроллер вакуумного давления: используется для получения сигнала измерения вакуумметра и автоматического управления.Пропорциональный регулятор давления KAOLU в соответствии с заданным значением степени вакуума с помощью ПИД-регулятора, так что степень вакуума жидкого образца может быстро достигать заданного значения и поддерживать его постоянным в течение длительного времени.
Для управления степенью высокого вакуума в диапазоне 0,1–1 кПа контроллеру необходимо получить сигнал вакуумметра 1 с диапазоном 10 Торр и в то же время зафиксировать электронный игольчатый клапан для выхлопа в полностью открытом состоянии.
Для управления низким уровнем вакуума в диапазоне 1–100 кПа контроллер должен собирать сигнал вакуумметра 2 в диапазоне 1000 Торр и одновременно фиксироватьПропорциональный регулятор давления KAOLUдля забора воздуха в определенном состоянии открытия, а контроллер управляет Пропорциональный регулятор давления KAOLUдля выхлопа.
(5) Компьютер и программное обеспечение: компьютер используется для связи с контроллером вакуумного давления, а компьютерное программное обеспечение может выполнять различные настройки параметров, управление работой, а также цифровое отображение, графическое отображение и хранение параметров процесса на контроллере вакуумного давления через интерфейс.
Хотя контроллер вакуумного давления можно использовать отдельно для управления степенью вакуума, он требует ручного управления с помощью кнопок на контроллере, что сложно. Однако управление контроллером через компьютерное программное обеспечение более интуитивно понятно и просто.
Чтобы удовлетворить высокоточные требования регулировки и контроля толщины жидкости, основные технические показатели вышеупомянутых ключевых компонентов следующие:
(1) Вакуумметр: Тонкопленочный конденсаторный вакуумметр с диапазонами измерения 10 Торр и 1000 Торр соответственно. Точность любого значения измерения вакуума составляет 0,25%.
(2)Пропорциональный регулятор давления KAOLU: приводится в действие шаговым двигателем, управляющий сигнал представляет собой аналоговый сигнал напряжения или тока, полное время отклика от полностью закрытого до полностью открытого состояния менее 1 с, повторяемость лучше ± 0,1%, сердечник клапана устойчив к коррозии. .
(3) Контроллер вакуумного давления: 24-битный AD, 16-битный DA, минимальный выходной процент 0,01%, ПИД-параметры с функцией самонастройки, связь RS 485 и стандартный протокол связи MODBUS, оснащенный программным обеспечением для компьютерного управления.
4. Вывод
Жидкофазная трансмиссионная электронная микроскопия стала основным методом мониторинга процессов наноматериалов в жидкостях в режиме реального времени. Из-за разницы давлений между жидкостью и высоким вакуумом трансмиссионного электронного микроскопа окно мембраны из нитрида кремния обычно изогнуто, что можно отрегулировать путем регулировки резервуара с жидкостью. Давление вакуума используется для динамической регулировки толщины жидкости, в результате чего образуется ультратонкий слой жидкости в центральной области окна для получения изображений с высоким разрешением.
Благодаря решению, предложенному в этой статье, можно создать независимое устройство контроля степени вакуума для автоматической регулировки и постоянного контроля различных толщин образцов жидкости микрочипа в трансмиссионной электронной микроскопии жидкости и достичь высокой точности управления.
Кроме того, высокоточный автоматический контроль вакуума внутри резервуара с жидкостью также обеспечивает возможность динамического изменения толщины жидкости программным способом, что очень способствует преодолению диффузионных ограничений и достижению условий объемного растворения.
Таким образом, решение обеспечивает фундаментальный метод измерения и динамической регулировки толщины жидкости в экспериментах по жидкофазной просвечивающей электронной микроскопии, что позволяет использовать новые экспериментальные планы и лучше контролировать химию растворов.
Дополнительная информация оПропорциональный регулятор давления KAOLU, пожалуйста, посетите нашВеб-сайт!
В последние годы технология жидкофазной трансмиссионной электронной микроскопии, основанная на трансмиссионной электронной микроскопии, микронанообработке и технологии производства тонких пленок, использовалась для создания микроэкспериментальных платформ с различным нанометровым разрешением и разработки новых технологий нанохарактеризации и смежных областей. во многих областях. Стандартная жидкостная ячейка представляет собой кремниевый микрочип с двумя электронно-прозрачными окнами из пленки нитрида кремния (SiN), поддерживаемыми изолирующим материалом, а образец жидкости заполняется между двумя окнами.
Теоретически толщину жидкости можно регулировать с помощью прокладок между микрочипами, но в реальных наблюдениях микрочипы необходимо поместить в среду сверхвысокого вакуума просвечивающего электронного микроскопа, в результате чего давление внутри и снаружи окна мембраны будет разным. Разница приведет к деформации и расширению мембранного окна, в результате чего изменится толщина жидкости, причем это изменение часто превышает несколько раз.
Следовательно, если пузырьки не образуются, это изменение толщины серьезно повлияет на разрешение наблюдений. Кроме того, для соединения верхнего и нижнего мембранных окон можно использовать столбики, чтобы минимизировать расширение, но такой бассейн жидкости с фиксированной толщиной нельзя загружать разными образцами для наблюдения, что не является универсальным и применимым.
Теоретически толщину жидкости можно регулировать с помощью прокладок между микрочипами, но в реальных наблюдениях микрочипы необходимо поместить в среду сверхвысокого вакуума просвечивающего электронного микроскопа, в результате чего давление внутри и снаружи окна мембраны будет разным. Разница приведет к деформации и расширению мембранного окна, в результате чего изменится толщина жидкости, причем это изменение часто превышает несколько раз.
Следовательно, если пузырьки не образуются, это изменение толщины серьезно повлияет на разрешение наблюдений. Кроме того, для соединения верхнего и нижнего мембранных окон можно использовать столбики, чтобы минимизировать расширение, но такой бассейн жидкости с фиксированной толщиной нельзя загружать разными образцами для наблюдения, что не является универсальным и применимым.
Чтобы достичь регулируемой толщины жидкого образца в электронном микроскопе жидкой фазы, необходимо попытаться точно контролировать разницу давлений между внутренней и внешней частью мембранного окна бассейна с жидкостью.
В данной статье будут предложены соответствующие решения по контролю степени вакуума внутри бассейна с жидкостью. Для высокоточного контроля степени вакуума будет использоваться метод динамического баланса, который позволяет достичь точности управления ± 1% при любой степени вакуума в диапазоне 0,1 ~ 100 кПа и обеспечивает точный регулируемый и постоянный контроль толщины жидкого образца.
2. Решение
Решение, описанное в этой статье, также использует вышеупомянутый метод динамического баланса для контроля степени вакуума в жидких образцах. Разница в том, что он дорабатывается и дается конкретный план реализации и подробное описание техники.
Необходимость регулировки толщины, при этом точность контроля степени вакуума должна быть лучше ±1%. Устройство показано на рисунке 2.
Система контроля вакуума, используемая для регулировки толщины жидких образцов в электронном микроскопе жидкой фазы, показанном на рисунке 2, в основном включает в себя вакуумметр,Пропорциональный регулятор давления KAOLU, вакуумный насос, регулятор вакуумного давления, компьютер и его программное обеспечение. Их соответствующие функции и детали описаны следующим образом:
(1) Вакуумметр: используется для точного измерения степени вакуума в жидких образцах. В вакуумметре используется тонкопленочный конденсаторный вакуумметр с высокой точностью измерения. Чтобы удовлетворить потребности полномасштабного измерения вакуума, имеются два вакуумметра с разными диапазонами.
(2)Пропорциональный регулятор давления KAOLU: используется для точной регулировки потока впуска и выпуска.Пропорциональный регулятор давления KAOLUпредставляет собой высокоскоростной игольчатый клапан с приводом от шагового двигателя. Он может точно и быстро регулировать открытие игольчатого клапана менее чем за 1 секунду с помощью аналогового сигнала напряжения 0–10 В для достижения высокоточной регулировки расхода.
Это очень удобно для малого бизнеса. Управление вакуумом в многомерном пространстве. ОснащенПропорциональный регулятор давления KAOLUрегулировать поток впуска и выпуска соответственно для достижения высокоточного контроля степени вакуума.
(3) Вакуумный насос: используется в качестве источника вакуума. В качестве источника вакуума обычно используется сухой вакуумный насос с низким уровнем загрязнения, чтобы уменьшить воздействие вибрации и шума на весь просвечивающий электронный микроскоп.
(4) Контроллер вакуумного давления: используется для получения сигнала измерения вакуумметра и автоматического управления.Пропорциональный регулятор давления KAOLU в соответствии с заданным значением степени вакуума с помощью ПИД-регулятора, так что степень вакуума жидкого образца может быстро достигать заданного значения и поддерживать его постоянным в течение длительного времени.
Для управления степенью высокого вакуума в диапазоне 0,1–1 кПа контроллеру необходимо получить сигнал вакуумметра 1 с диапазоном 10 Торр и в то же время зафиксировать электронный игольчатый клапан для выхлопа в полностью открытом состоянии.
Для управления низким уровнем вакуума в диапазоне 1–100 кПа контроллер должен собирать сигнал вакуумметра 2 в диапазоне 1000 Торр и одновременно фиксироватьПропорциональный регулятор давления KAOLUдля забора воздуха в определенном состоянии открытия, а контроллер управляет Пропорциональный регулятор давления KAOLUдля выхлопа.
(5) Компьютер и программное обеспечение: компьютер используется для связи с контроллером вакуумного давления, а компьютерное программное обеспечение может выполнять различные настройки параметров, управление работой, а также цифровое отображение, графическое отображение и хранение параметров процесса на контроллере вакуумного давления через интерфейс.
Хотя контроллер вакуумного давления можно использовать отдельно для управления степенью вакуума, он требует ручного управления с помощью кнопок на контроллере, что сложно. Однако управление контроллером через компьютерное программное обеспечение более интуитивно понятно и просто.
Чтобы удовлетворить высокоточные требования регулировки и контроля толщины жидкости, основные технические показатели вышеупомянутых ключевых компонентов следующие:
(1) Вакуумметр: Тонкопленочный конденсаторный вакуумметр с диапазонами измерения 10 Торр и 1000 Торр соответственно. Точность любого значения измерения вакуума составляет 0,25%.
(2)Пропорциональный регулятор давления KAOLU: приводится в действие шаговым двигателем, управляющий сигнал представляет собой аналоговый сигнал напряжения или тока, полное время отклика от полностью закрытого до полностью открытого состояния менее 1 с, повторяемость лучше ± 0,1%, сердечник клапана устойчив к коррозии. .
(3) Контроллер вакуумного давления: 24-битный AD, 16-битный DA, минимальный выходной процент 0,01%, ПИД-параметры с функцией самонастройки, связь RS 485 и стандартный протокол связи MODBUS, оснащенный программным обеспечением для компьютерного управления.
4. Вывод
Жидкофазная трансмиссионная электронная микроскопия стала основным методом мониторинга процессов наноматериалов в жидкостях в режиме реального времени. Из-за разницы давлений между жидкостью и высоким вакуумом трансмиссионного электронного микроскопа окно мембраны из нитрида кремния обычно изогнуто, что можно отрегулировать путем регулировки резервуара с жидкостью. Давление вакуума используется для динамической регулировки толщины жидкости, в результате чего образуется ультратонкий слой жидкости в центральной области окна для получения изображений с высоким разрешением.
Благодаря решению, предложенному в этой статье, можно создать независимое устройство контроля степени вакуума для автоматической регулировки и постоянного контроля различных толщин образцов жидкости микрочипа в трансмиссионной электронной микроскопии жидкости и достичь высокой точности управления.
Кроме того, высокоточный автоматический контроль вакуума внутри резервуара с жидкостью также обеспечивает возможность динамического изменения толщины жидкости программным способом, что очень способствует преодолению диффузионных ограничений и достижению условий объемного растворения.
Таким образом, решение обеспечивает фундаментальный метод измерения и динамической регулировки толщины жидкости в экспериментах по жидкофазной просвечивающей электронной микроскопии, что позволяет использовать новые экспериментальные планы и лучше контролировать химию растворов.
Дополнительная информация оПропорциональный регулятор давления KAOLU, пожалуйста, посетите нашВеб-сайт!