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SC24 磁場消除系統(tǒng)的使用手冊(中文翻譯版)

來源:北京菁美瑞科技有限公司   2021年09月18日 15:23  

 

SC24 Magnetic Field Cancelling System

 

 

 

 

 

·      Makes the ambient magnetic field “OK” for the electron microscope


·      Adapts to field changes within 100 µs


·      Touch screen intelligent user interface with automatic setup and DC reset


·      Simultaneous AC & DC field display with choice of Tesla or Gauss units


·      Mixes dual sensors to create virtual sensor “inside” the EM column


·      Use AC sensors for cancelling 50/ 60 H AC line fields      or:


·      Use DC sensors for cancelling tram


      and train DC fields and 50/60H


·      Built-in test field generator


·      Ethernet and USB ports for remote operation and monitoring

 


 

 

概述


電子顯微鏡必須在環(huán)境磁場中工作,該磁場包括地球磁場以及電力網(wǎng)絡和電機輻射的磁場。


當環(huán)境場發(fā)生變化時,顯微鏡中的電子束發(fā)生偏轉,導致分辨率損失和圖像失真。 SC24 系統(tǒng)通過動態(tài)創(chuàng)建幾乎相等和相反的場變化來穩(wěn)定場,從而大大提顯微鏡性能。


SC24 系統(tǒng)包括一個磁場控制單元、一個或兩個磁場傳感器和三個正交軸多芯電纜,它們安裝在要消除磁場的房間內。


控制單元中的三個功率放大器驅動電流通過電纜,以創(chuàng)建與環(huán)境場變化符號相反的場。


磁場傳感器測量產(chǎn)生的磁場,實時負反饋通過系統(tǒng)的環(huán)路增益降低環(huán)境磁場。


該系統(tǒng)是動態(tài)的,可在 100 µs 內自動響應場變化。


 

 

產(chǎn)品描述


SC24 是第四代磁場消除系統(tǒng),旨在提對磁場敏感的電子儀器的性能,例如電子顯微鏡和電子束計量工具。


SC24 是 SC20 系統(tǒng)的增強型替代品,SC20 系統(tǒng)在全球擁有 400 臺的安裝基礎。


場抵消方法是寬帶模擬負反饋。嵌入式微型計算機控制系統(tǒng)并將測量場數(shù)字化,但不在反饋回路內。


在顯微鏡室中安裝 SC24 電纜的選項見第 3 頁。


SC24 可以使用一個或兩個交流傳感器或一個或兩個寬帶直流傳感器。寬帶直流傳感器僅在環(huán)境具有不良直流場時才需要,通常來自直流供電的有軌電車或火車。交流傳感器成本較低,使用起來稍微容易一些。


通常對于 SEM 使用一個磁場傳感器,位于電子束柱底部附近。通常,對于 TEM,在樣品臺度處使用距離電子束柱任一側約 300 毫米的兩個傳感器。


SC24 系統(tǒng)不會取消房間內各處的場。它在磁場傳感器周圍創(chuàng)建一個區(qū)域,在該區(qū)域中磁場大大降低。該區(qū)域的體積取決于環(huán)境場的均勻性和現(xiàn)場電纜的設計。


SC24 用戶界面是如下所示的觸摸屏 LCD 顯示面板。這是當系統(tǒng)取消且場正常時帶有一個或兩個寬帶 DC 傳感器的 SC24 的典型顯示。

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圖 1. 典型的觸摸屏顯示




五個按鈕控制系統(tǒng)的操作。


“單位”按鈕調出單位子菜單以選擇 RMS 或 pk-pk、特斯拉或斯單位。單位的選擇對取消沒有影響。


復位按鈕清除“跳閘”指示器并復位直流傳感器的“零場”工作點。


“取消/待機”按鈕打開和關閉取消。


磁場幅度以 100pT (1.0 µGauss) 分辨率顯示。 AC 傳感器不顯示 DC 場振幅。


持續(xù)監(jiān)測磁場幅度并與預設跳閘水平進行比較,以提供“磁場正?!敝甘?。


SC24 具有“一鍵式”自動設置。在安裝時,它會分析安裝、報告安裝問題并設置反饋回路增益和相位。設置參數(shù)都存儲在通電的非易失性存儲器中




損失并在隨后通電時重新測試安裝。如果它沒有發(fā)現(xiàn)任何變化,它會在斷電前的狀態(tài)下恢復運行,否則它會請求設置。


“調整”按鈕可以進入調整菜單(針對專家用戶),典型顯示如圖 2 所示。它還提供了“鎖定”觸摸屏和重置以太網(wǎng)密碼的選項。當屏幕被“鎖定”時,五個按鈕被一個新按鈕取代,如果按下五秒鐘就可以解鎖。

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圖 2. 調整菜單


“Mixer”、“Auto Reset”、“Field Generator”和“Trip Level”觸摸按鈕控制調節(jié),在后面的調節(jié)細節(jié)部分進行描述。



 

產(chǎn)品安裝


顯微鏡室電纜安裝的設計涉及成本、復雜性和性能之間的權衡。


無花果。圖 3、4 和 5 顯示了主要的設計類型。圖 3. 是推薦用于大型 TEM 和新建顯微鏡實驗室的佳性能設計。


雙回路電纜的尺寸經(jīng)過優(yōu)化,使電纜場在該大小房間的顯微鏡柱長度上均勻。 SC24 規(guī)范是指具有這些尺寸的安裝。


我們通常提供優(yōu)化的定制尺寸電纜以適應客戶的房間。 SC24 只能與 Spicer Consulting 提供的電纜一起使用。


在圖 3 中,多芯電纜各繞一圈,并以紅色、綠色和藍色顯示。實際電纜為黑色或灰色,通常安裝在白色塑料導管中。如果房間有假天花板,部分電纜可能會安裝在其上方。


在圖 3 中,X 和 Y 電纜的下部顯示為埋在地板下方。這對于新建實驗室很實用。底部 電纜的部分也需要埋在門洞處。對于帶有 Gatan 成像過濾器的 TEM,建議將 X 和 Y 電纜埋在地板下方,以便在 GIF 度進行良好的消除。


對于不能選擇埋設電纜的現(xiàn)有顯微鏡安裝,電纜的底部可以在地板上并覆蓋有合適的電纜保護器。 GIF 度的 X 和 Y 取消性能將受到影響。

 

 

Room Installation options

 

Fig. 3. Installation for TEMs

         and new Lab Builds

 

 

Fig. 4. Basic Installation for

TEMs and SEMs

Fig. 5. Minimal Installation

for SEMs

 

筆記:


X 電纜環(huán):紅色


Y 型電纜環(huán):綠色


線環(huán):藍色




圖 4 顯示了第二好的電纜安裝。自 1991 年推出 SC07 型號以來,它一直與 Spicer Consulting Cancelling 系統(tǒng)一起使用。如果 X 和 Y 電纜直接在顯微鏡柱上方交叉,則效果好。它要求地板上的電纜覆蓋有合適的電纜保護器。


圖 5. 是簡單、成本低的安裝。它通常不需要地板上的電纜。動態(tài)范圍和取消的音量更小,因為電纜離立柱更遠。這種安裝會在相鄰房間中產(chǎn)生更大的區(qū)域,這可能是不可接受的。


有許多圖 5 安裝在掃描電子顯微鏡上。 SEM。有小列,所以可以容忍小的取消量。他們的安裝通常通過調整傳感器位置來“調整”以找到佳圖像改進的佳位置。


傳感器和安裝座


標準傳感器安裝如下所示。


通過“Sensor SC24/AC”,SC24 提供了從 2.5H 到 5kH 的有用消除。環(huán)境場與抵消場之比稱為抵消因子。它是頻率的函數(shù),在 60H 時大于 50。

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通過“Sensor SC24/DC+AC”,SC24 提供了從 DC 到 5kH 的有用消除。抵消因子在 DC 時大于 400,在 60H 時大于 100。


“Sensor SC24/DC+AC”包含圍繞其場感測元件的小型亥姆霍茲線圈。它們用于抵消包括地球場在內的環(huán)境場的直流分量。復位時,傳感器中的微型計算機調整并記住線圈中的電流,將 X、Y、 傳感器輸出設置為零。重置過程需要 1 秒。如果傳感器被移動,則必須將其復位。


SC24 有兩個傳感器輸入。它可以與一兩個傳感器一起工作。它們必須是相同的類型,AC 或 DC。 SC24 檢測傳感器類型以在抵消反饋回路中選擇正確的濾波器。如果插入不同類型,SC24 會報告?zhèn)鞲衅麇e誤。


當有兩個傳感器時,SC24 啟用混合器功能。兩個傳感器放置在顯微鏡柱的兩側。 “混合場”是傳感器輸出的加權組合,在兩個傳感器之間創(chuàng)建一個可調節(jié)的“虛擬傳感器”。


通過觀察顯微鏡圖像和調整以獲得佳圖像改善來調整混合器?;旌献侄物@示在 SC24 屏幕上。


當電子顯微鏡改變放大倍數(shù)或成像模式時,其磁透鏡可能會在環(huán)境場中產(chǎn)生較大的直流變化,從而使抵消系統(tǒng)過載。兩個傳感器可以與色譜柱隔開,過載更少。


“Sensor SC24/AC”會自動調整到新的直流電平,但瞬態(tài)可能會使其過載幾秒鐘。在傳感器調整之前可能存在圖像位置漂移。


“傳感器 SC24/DC+AC”對 DC 做出響應,因此使抵消系統(tǒng)過載的 DC 場變化需要重置傳感器以在新的環(huán)境場水平下重新啟動操作。 SC24 具有“自動重置”功能,請參閱調整詳細信息部分。

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