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透射电子显微镜的两大功能,透射电子显微镜的特点及功能介绍

发布时间:2023-09-26 18:40:07编辑:温柔的背包来源:

透射电子显微镜的两大功能,透射电子显微镜的特点及功能介绍

很多朋友对透射电子显微镜的两大功能,透射电子显微镜的特点及功能介绍不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

透射电子显微镜(TEM)是一种利用高能电子束作为照明源进行放大成像的大型显微分析设备。 1933年,德国科学家鲁斯卡和诺尔研制出世界上第一台透射电子显微镜(见图1)。 1939年,西门子以这种电子显微镜为原型,并进行了批量生产。第一批商用透射电子显微镜约40台,分辨率比光学显微镜高20倍。从此,人类对微观世界的科学研究有了更加强大的武器。如今,透射电子显微镜已经问世70 多年。电子显微镜作为一门因电子显微镜应用而形成的交叉学科,已日趋完善。电子显微镜的分辨率也比原来提高了100多倍,达到亚埃水平,在自然科学研究中发挥着越来越重要的作用。

透射电镜的特点: 1)由于样品制备技术的限制,大多数生物样品一般只能达到2nm的分辨率。

2)电子显微镜图像的分辨能力不仅取决于电子显微镜本身的分辨率,还取决于样品结构的对比度。

3)电子显微镜使用的光源是电子波,波长在非可见光范围内无显色反应。形成的图像是黑白图像,图像必须具有一定的对比度。

4)生物组织和细胞成分主要由CHON等轻元素组成。它们的原子序数低,电子散射能力弱,它们之间的差异很小。电子显微镜下的图像对比度一般较低。

5) 由于电子束穿透能力较弱,必须将样品制成超薄切片。

6)观察面小,直接网格可达3mm,超薄切片范围0.3-0.8mm。

7)电子束的强烈照射很容易损坏样品,引起变形、升华等,甚至击穿、破裂,可能会造成观察结构的伪影。

8) 观察时电子显微镜管必须保持真空。为了确保样品在真空下不被损坏,样品必须不含水分。因此,无法观察活体生物样本。

9) 生物样品制备复杂。在多步骤的样品制备过程中,样品容易发生收缩、膨胀、破碎、内容物损失等结构变化。

透射电子显微镜各种功能详解一、 照明系统照明系统包括两个主要部件:电子枪和聚光镜。其主要作用是向样品和成像系统提供足够亮度的光源电子束,其要求是输出的电子束波长单一稳定、亮度均匀、调节方便、像散小。

1.电子枪

它由阴极、阳极和栅极组成。

(1)阴极:阴极是自由电子的来源。一般有直热式和侧热式两种。侧热式阴极将发热体和阴极分开,各自保持独立。在电子显微镜中,通常采用加热的灯丝(灯丝)作为阴极,称为直热式阴极。其材质多为金属钨丝。其特点是成本低,但亮度低、寿命短。灯丝直径约为0.10~0.12mm。当几安培的加热电流流过时,它就可以开始发射自由电子。但灯丝周围必须保持高真空,否则就会像漏电的灯泡一样,受热的灯丝会倾斜。被氧化燃烧。最常见的细丝形状是发叉型,也有箭斧型或点型细丝。后两种灯丝亮度高,光束锐利、集中。它们适合拍摄高分辨率电子显微镜照片,但使用寿命更长。短的。

阴极灯丝安装在高度绝缘的陶瓷灯座上(图4-16),不仅可以绝缘并承受数千度的高温,而且可以方便地更换。灯丝加热电流值连续可调。

在一定限度内,灯丝发射的自由电子数量与加热电流的强度成正比。但超过这个限度后,电流继续增大,只能降低灯丝的使用寿命,而不能增加自由电子的发射量。我们把这个临界点称为灯丝饱和点,这意味着自由电子的发射已经达到“满容量”,不能再添加了。正常使用时,常常将灯丝的加热电流调节到接近饱和但未达到的位置,称为“欠饱和点”。这样,可以在保证大量自由电子发射的同时,最大限度地延长灯丝的使用寿命。钨丝的正常使用寿命约为40小时。在现代电子显微镜中,有时会使用新材料六硼化镧(LaB6) 来制造灯丝。它价格较贵,但发光效率高,亮度高(可提高一个数量级),使用寿命比钨丝长很多,可达1000h。是一种很好的新材料。

(2)阳极:是一个中心有孔的金属圆柱体,位于阴极下方。当阳极施加几十千伏或几百千伏的正高压加速电压时,阴极发射的自由电子就会被加热。它产生强大的引力效应,将其从混沌状态转变为有序的定向运动。同时,它将自由电子加速到一定的速度(与加速电压有关,这在前面已经讨论过),形成射向阳极靶表面的束流。在轴上移动的电子束将穿过阳极中心的圆孔,从电子枪中喷出,成为照亮样品的光源。

(3)栅极:位于阴极和阳极之间,靠近灯丝顶部,是一个帽状金属物体,中心有一个小孔,供电子束通过。对栅极施加0 至1000V 的负电压(对于阴极)。这个负电压称为栅极偏压VG。它有不同的级别,可以由用户根据需要进行调整。栅极偏压可以使电子束产生方向。中心轴会聚对灯丝上自由电子的发射也有一定的控制和抑制作用。

(4)工作原理。在灯丝电源VF的作用下,电流IF流过灯丝阴极,使其升温至2500以上,产生自由电子并从灯丝表面逸出。加速电压VA使阳极表面积累密集的正电荷,形成强正电场。在这个正电场的作用下,自由电子飞出电子枪。调节VF可以使灯丝工作在欠饱和点。在电子显微镜的使用过程中,可以根据亮度的需要调节栅极偏压VG来控制电子束流。

电子显微镜中的加速电压VA也是可调的。当VA增大时,电子束的波长缩短,有利于电子显微镜分辨率的提高。同时穿透能力增强,对样品的热损伤小。但由于电子束与样品的碰撞,弹性散射电子的散射角会增大,成像对比度相应降低。因此,如果我们不追求高分辨率观察时,选择较低的加速电压实际上可以获得更大的成像对比度。特别是对于自对比度较小的生物样品,选择较低的加速电压有时是有利的。

还有一种新型电子枪,场发射电子枪,由一个阴极和两个阳极组成。将略低(相对于第二阳极)的吸附电压施加到第一阳极以吸引阴极上的自由电子。第二阳极上的极高电压将自由电子加速到非常高的速度并发射电子束。这就需要超高电压和超高真空作为工作条件。工作时要求真空度10-7Pa,热损失极小,使用寿命可达2000h;电子束光斑具有较锐利的光斑。场发射电子枪由于技术先进、成本较高,目前仅用于高端高分辨率电子显微镜。

2.聚光透镜

聚光镜位于电子枪下方,一般由23级组成,从上到下称为第二聚光镜(用C1和C2表示)。上一节已经介绍了电磁透镜的结构和工作原理。电子显微镜中设置聚光镜的目的是将电子枪发射的电子束会聚成亮度均匀、照明范围可调的光斑,投射到下方的样品上。 C1和C2的结构相似,但极片的形状和工作电流不同,因此形成的磁场的强度和用途也不同。 C1为强磁场透镜,C2为弱磁场透镜。各级聚光镜共同调节照明光束光斑的直径,从而改变照明亮度的强弱。电镜控制面板上一般都有相应的调节。捻。 C1、C2的工作原理是通过改变聚光透镜线圈中的电流来改变透镜形成的磁场强度。磁场强度的变化(即折射率的变化)可以改变电子束的会聚点。上下移动,样品表面会聚的电子束光斑越小,能量越集中,亮度越大;反之,束斑发散,照射面积变大,亮度降低。通过调节聚束电流来改变照明亮度的方法实际上是一种间接调节方法,最大亮度受到电子束流量的限制。如果想要更大程度地改变照明亮度,只能通过调整上述电子枪中的栅极偏压来从根本上改变电子束的大小。 C2通常配备可移动光阑以改变光束照明的孔径角。一方面可以限制投射在样品表面的照明面积,使样品中不需要观察的部分免受电子束的轰击损伤;另一方面,它还可以减少散射电子等不利信号的影响。

二、 成像系统1.标本室

样品室位于冷凝器下方,包含用于容纳样品的样品台。样品台必须能够在水平面上X和Y方向移动,以选择和移动观察视野。它相应地配备了2个操纵杆或旋转手轮。这是一个精确的调节机制。每个操纵杆旋转10 次。样品台可沿一定方向移动约3mm。现代高端电子显微镜可配备由计算机控制电机驱动的样品台,保证样品移动时准确、固定时稳定;计算机还可以在样品上做出标签式定位标记,方便用户需要进行回顾性比较时。依靠计算机定位和搜索在人工选择作业中很难实现。

对生物医学样品进行透射电子显微镜观察时,原始样品基本上是包埋在环氧树脂中,然后使用非常精密的超薄切片机,使用特制的玻璃刀或金刚石刀切成薄片。切割的生物医学样品的厚度通常只有几十纳米(nm),正常情况下肉眼无法直接看到。切片必须浮在水面上,熟练的技术人员可以使用特殊的照明来观察这样的薄片,只有在光线和特殊的角度下才能观察到。将切好的切片放在铜网上,染色并干燥后即可用于观察。透射电镜样品的制作是一个漫长、复杂、精密的过程,技术性很强。但正如我们之前介绍的,为了获得优秀的电子显微镜图像,制作优秀的样品标本是非常重要的第一步。

用于盛放样品的铜网可根据需要采用各种类型,直径一般为3mm。通常,铜网上有多少个网格,我们就称其为网格。之所以选择铜来制作样品网格,是因为它不会与电子束和电磁场相互作用。同理,也可以选择其他导磁率较低的金属材料(如镍)来制作样品网。样品网属于消耗品,而铜网加工方便,成本低廉,因此其使用很受欢迎。

透射电镜常见的样品台有两种类型:顶入式样品台,需要较大的样品室空间,可同时容纳多个(一般为6个)样品网。样品网保持杯排列成环形。使用过程中,可以依靠机械手装置进行顺序交换。优点是观察多个样品后,更换样品时只需破坏样品室真空一次,更加方便、节省时间;但所需空间太大,导致样品与下方物镜之间的距离过大,不适合缩短物镜焦距。会影响电子显微镜分辨率的提高。 侧插式样品台。样品台制成棒状。样品网格放置在前端,只能容纳1到2个铜网格。样品台体积小,占用空间小。可设置在物镜上端,有利于提高电子显微镜的分辨率。缺点是不能同时放置多个样品网,每次更换样品都要打破样品室内的真空,稍显不便。

在性能较高的透射电子显微镜中,大多采用上述侧插入式样品台,以最大限度地提高电子显微镜的分辨能力。高端电子显微镜可配备各种样式的侧装样品台。有些样品台可以通过金属连接加热或冷却样品网格,以适应不同的用途。首先将样品放置在铜网上,然后固定在样品台上。样品台和样品保持杆合二为一,是一个非常精密的部件。样品杆中部有一个“O”形橡胶密封圈,橡胶圈表面涂有真空油脂,以隔离样品室与镜体外部之间的真空(气压)两端的差异极大,比例可达10比10)。

样品室上下电子束通道各装有真空阀,用于更换样品时切断电子束通道。这只会破坏样品室内的真空,而不会影响整个镜筒内的真空。这样,更换样品后样品室就被重置。这在抽回真空时节省了大量时间。当样品室内的真空度与镜筒内的真空度达到平衡时,重新打开与镜筒连接的真空阀。

2.物镜

它位于样品室下方并靠近样品台,是电子显微镜中的第一个成像元件。即使是物镜上极小的误差,通过多级高倍放大也会清晰地暴露出来,所以这是电子显微镜的重要组成部分。最重要的部件决定了电子显微镜的分辨能力,可以说是电子显微镜的心脏。

(1)特点:物镜为强磁透镜,焦距极短,对材料纯度、加工精度、使用过程中的污染等工作条件要求极高。致力于提高电子显微镜分辨率指标的核心问题是物镜性能设计和制造工艺的综合评估。我们希望焦距尽可能短,像差尽可能小,也希望空间大,方便样品操作,但这个过程中有很多矛盾的环节。

(2)作用:进行初步成像放大,改变物镜的工作电流,可调节焦距。电子显微镜操作面板上的粗调焦旋钮和微调调焦旋钮用于改变物镜的工作电流。

为了满足物镜的上述要求,不仅必须将样品台设计在物镜内部以缩短物镜的焦距,而且还必须配置良好的冷却水管以减少物镜的热漂移。物镜电流。此外,还必须配备可调节的活动装置,以提高成像对比度。光阑及其散光滤光片实现了高分辨率。对于高性能电子显微镜,通过物镜安装以液氮为介质的防污染冷阱,对样品进行冷却。

3.中间镜头和投影镜头

物镜下方设有中间镜、第一投影镜和第二投影镜,共同完成进一步放大物镜图像的任务。从结构上看,它们都是相似的电磁透镜,但由于其位置和功能不同,其工作参数、励磁电流和焦距也不同。电子显微镜总放大倍数:

M=MOMIMP1MP2

它是物镜、中间镜和投影镜各自放大倍数的乘积。当电子显微镜在使用过程中需要改变放大倍数时,其焦距也必须相应改变。这通常是通过改变中间镜和第一投影镜线圈的激励工作电流来实现的。电子显微镜控制面板上的变倍按钮用于控制中间镜和投影镜的电流。

中间镜、投影镜等放大成像镜头的主要要求是获得满足高分辨率所需的最高放大倍率和找到合适视场所需的最低放大倍率,同时尽量减小镜筒的高度。可以进行电子衍射图像分析,进行选区衍射、小角衍射等特殊观察;您还希望它们的像差、畸变和轴向散光尽可能小。

三、 观察记录系统1.观察室

透射电子显微镜的最终成像结果显示在观察室的荧光屏上。观察室位于投影镜下方,空间较大,设有13扇铅玻璃窗,供操作者从外部观察分析。对铅玻璃的要求是具有良好的透光性能,能阻挡X射线散射和其他有害射线的逃逸,并能可靠地承受极高的压差以隔离真空。

由于电子束的成像波长太短,人眼无法直接观察到,因此电子显微镜采用涂有荧光物质的荧光屏,将接收到的电子图像转换为可见光图像。观察者需要对荧光屏上的电镜图像进行调整观察和分析,这就要求荧光屏具有较高的发光效率、合适的光谱和余辉以及良好的分辨率。目前多采用能发出黄绿光的硫化锌镉荧光粉作为镀膜材料,直径约为1520厘米。

荧光屏的中心部分是一个直径约10cm的圆形活动荧光屏板。平放时,它与外围屏幕相匹配,可以进行大面积观察。可使用外部控制手柄将可移动屏幕拉起并以45 角放置。这时,可以利用电子显微镜配备的双目放大镜,通过观察室外的玻璃窗进行精确聚焦或详细分析图像结构;当活动荧光屏完全直立时,它可以让电子图像穿过并照射到下面的感光胶片上进行曝光。

2.照相馆

在观察过程中,电子束长时间轰击生物医学样品,不可避免地会对样品造成污染或损坏。因此,对于具有诊断分析价值的领域,如果要长期反复观察分析电镜结果,应尽快保留,以尽量减少电子束轰击生物医学样本造成的污染或损害。另外,荧光屏上粉质颗粒的分辨率不够高,无法充分体现电镜成像的分辨力。通过将图像记录存储在胶片上来拍照解决了这些问题。

照相室位于镜筒底部,包含送片盒(用于存放未曝光的胶片)、接收盒(用于存放已曝光的胶片)和输片机构。电子显微镜生产厂家和型号不同,胶片盒内存放的胶片数量也不同,一般在20至50张/盒左右。胶片尺寸在日本多为82.5mm118mm,美国为82.5mm101.6mm,欧洲为82.5mm101.6mm。使用90mm120mm。每张胶片都由特殊的不锈钢胶片支架固定并堆叠在胶片盒中。工作时,胶片传送机构依次将胶片夹推至荧光屏下方电子束成像的位置。曝光控制有两种方法:手动控制和自动控制。快门启动装置通常与可移动荧光屏面板的触发手柄并联。探测器可检测电子束的大小,并向操作人员发出曝光指令;也可以由电脑控制全自动曝光模式,根据程序选择曝光亮度和最佳曝光时间,完成图像的记录。

现代电子显微镜可以打印出在胶片上拍摄的每张照片的工作参数,如:加速电压值、放大倍数、微米尺、简要文字说明、成像日期、胶片序列号、操作者备注等记录参数以备将来参考。观察室与摄影室之间设有真空隔离阀。这样换片时,只打开感光室,而不影响整个镜筒的真空度。

3. 阴极射线管(CRT)监视器

电子显微镜操作面板上的CRT显示器主要用于显示电子显微镜的整体工作状态、显示操作键盘的输入内容、提示计算机与操作者的人机对话、提供程序提示以及电子显微镜维护、调整过程中的故障报警。

四、 调节系统1.散光吸收器

像散(指轴上像散)的产生,除了前面介绍的材料、加工精度等原因外,其实在使用过程中,也会由于各部件的疲劳损耗、扩散沉积等原因造成。真空油脂以及生物医学样品中颗粒的存在。电子束照射下有机物热蒸发污染等多种因素逐渐积累,导致像散不断变化。因此,消除像散已成为电子显微镜制造和应用中不可缺少的重要技术。

机械散光用于早期的电子显微镜。采用手动机械装置调节电磁镜片周围由小磁铁组成的散光装置,改变镜片磁场分布的缺陷。但由于调节的准确性和使用的方便性均不尽如人意,目前这种方法已被淘汰。目前的防散光装置是由8个小电磁线圈围绕光轴均匀分布成对称环组成,如图4-21所示。用于消除(或减少)因材料、加工、污染等因素造成的电磁镜头的像。疏散。四个相互垂直的线圈各为一组。两个线圈在任意直径方向产生的磁场方向相反。采用两组控制电路来调整两组线圈中直流电流的大小和方向,即产生强度和方向可变的合成磁场,以补偿透镜内原有磁场不均匀的缺陷(图中椭圆实线),从而消除或减少轴上散光。

一般电子显微镜在第二聚光镜和物镜中装有两组图像吸收器,称为聚光镜像散吸收器和物镜像散吸收器。从电子束光斑的椭圆度上可以看出聚光镜产生的像散,它会造成成像表面亮度不均匀,限制分辨率的提高。调节聚光镜的散光吸收器(相应的调节旋钮安装在镜体的操作面板上),使椭圆光斑恢复到最接近的圆形形状,即可基本消除聚光镜中存在的散光。

物镜像散在很大程度上影响成像质量且难以消除。通常用放大镜观察样品支撑膜上的小孔失焦时产生的菲涅尔环的均匀性,或者用特殊的像散标本进行调整消除,需要一定的经验和操作技巧。近年来,自动消除散光、自动调焦等新功能开始出现在一些高端电子显微镜型号上,为电子显微镜的使用和操作提供了极大的便利。

2. 横梁方向调节器和关闭轴

电子显微镜最理想的工作状态应该是使电子枪、各级透镜的轴线与荧光屏的中心绝对重合。但这是很难实现的。它们的空间几何位置会存在一些偏差。轻度情况下,电子束会发生偏离、倾斜,影响分辨率;稍严重的情况下,电子显微镜将无法成像,甚至无法发光(电子束严重偏离中心轴,无法击中荧光屏)。为此,电子显微镜采用的相应补偿调整方法是机械合轴和电合轴操作。

机械合闸是整个合闸操作的第一步。通过逐步调整电子枪和各透镜的定位螺钉,形成共同的中心轴。这种调整方式很难达到很精细的程度,只能粗调,然后辅以电气联合补偿。

电气对准是使用光束方向调节器完成的,它使照明系统产生的电子束能够平行和倾斜移动,以与成像系统的中心轴对准。束流方向调节器分为枪(电子枪)平移和倾斜、束流(电子束)平移和倾斜线圈两部分。前者用于调整电子枪发射的电子束的水平位置和倾斜角度;后者用于调节聚光器通道中的电子束。它们都是安装在照明光路中的小型电磁线圈。通过改变线圈产生的磁场强度和方向,可以推动电子束做出微妙的位移运动。

合轴操作比较复杂,但合轴操作完成后,一般不需要频繁调整。只是电子束平移调节是一个经常调节的旋钮,放置在电子显微镜的操作面板上,供操作者在改变一定的工作条件(如放大倍数)后,将移动的电子束亮点中心拉回到荧光屏上。改变)。 Center,这个调节旋钮也称为亮度中心旋钮。

3.光圈

前面提到,为了限制电子束的散射,更有效地利用近轴光线,消除球差,提高成像质量和对比度,在电子显微镜的光通道上多处添加了光阑来阻挡近轴光线。射线和散射光。光圈有两种类型:固定光圈和活动光圈。固定光圈是嵌入镜头中心的管状非磁性金属物体,操作者无法调节(如聚光镜的固定光圈)。活动孔径由长条非磁性金属钼片制成,纵向等距离排列有若干个不同尺寸的孔径孔,直径从几十到几百微米不等,可供选择。钼活动光阑安装在调节手柄前端,位于光路中央,手柄端位于镜体外侧。活动光圈手柄整个中部嵌有“O”形橡胶圈,隔离镜体内外的真空。可调节的手柄上标有定位标记1、2、3、4。数字越大,选择的光圈越小。孔径孔需要是圆形且光滑的,并且可以在X和Y方向的平面内进行几何移动,使得孔径孔精确地定位在光路的轴线上。因此,活动光圈的调节手柄应能让操作者方便地选择镜体外光圈的孔径,并调节移动活动光圈在光路上的空间几何位置。

电子显微镜上有三个永久可移动光圈供操作者改变和选择:

聚光镜的C2光阑,孔径约为20200m,用于改变照射孔径角,避免大面积照射对样品造成不必要的热损伤。孔径的变换会影响光斑的大小和照明亮度;

物镜光阑可显着改变成像对比度。孔径约为10-100m。光圈越小,对比度越大,亮度和视场越小(只有在低倍率观察时才能看到视场的变化)。如果所选物镜光阑的孔径太小,虽然可以提高图像对比度,但会因电子束衍射增加而影响分辨率,并且容易受到辐射污染。如果其上沉积有真空油脂等非导电杂质,则在电子束的轰击下可能会带电和放电。形成的小电场会干扰电子束成像并引起像散。因此,物镜光阑的孔径也应选择适当;

中间镜光阑,又称选择性衍射光阑,孔径约为50400m,用于衍射成像等特殊观察。

五、 真空系统电子显微镜管内的电子束通道对真空度要求较高。电子显微镜必须保持10-3~10Pa以上的真空度(高性能电子显微镜要求真空度在10Pa以上)。因为镜筒内残留的气体分子如果与高速电子碰撞,会产生电离放电和散射电子,造成电子束不稳定,增加像差,污染样品,并且残留气体会加速样品的氧化。灯丝发热高,缩短灯丝寿命。为了获得高真空,需要多个真空泵协同工作来抽气。

1.机械泵(回转泵)

机械泵比较常见,因为它们广泛应用于其他场合。它们工作时依靠泵体内旋转的叶轮叶片吸入、压缩空气并向外界排出。机械泵的抽速仅为每分钟160L左右,工作能力只能达到0.1~0.01Pa,远远不能满足电子显微镜管的真空要求。因此,机械泵仅用作真空系统的前级泵。

2、油扩散泵

扩散泵的工作原理是利用电炉将专用扩散泵油加热至蒸气状态。高温油蒸气膨胀并向上上升。油蒸气吸收电子显微镜体内的气体,从喷嘴向扩散泵的内壁喷出,然后包围扩散泵的外壁。在冷却水的强制冷却下,当油蒸气冷却成液体时,析出的气体被排出泵外,气体被机械泵抽走。油蒸气冷却成液体后,靠重力落回加热炉上的油箱进行回收,见图4 -23(c)。扩散泵的抽速很快,约为每秒570L,工作能力也很强,可达10~10Pa。然而,它只能在气体分子很稀薄的情况下使用。这是因为当氧气含量较多时,高温油蒸气很容易燃烧。因此,扩散泵通常与机械泵串联使用。当机械泵将镜筒的真空度抽到一定程度时,就启动扩散泵。

近年来,为了在生产中实现超高电压和超高分辨率,电子显微镜制造商必须满足超高真空的要求。为此,在电子显微镜的真空系统中引入了离子泵和涡轮分子泵,它们与前面提到的机械泵和油扩散泵相结合,可以实现10Pa的超高真空水平。

3、真空阀、真空表

真空阀是用于开启和关闭真空通道各部分的检查点,使各部分能够独立放气、抽真空,而不影响整个系统的真空度。

真空计用于检测镜筒各部分的真空度,并向真空计和真空控制电路提供信号。根据检测目标真空度的不同,真空计分为“皮拉尼真空计”和“潘宁真空计”(潘宁真空计)2种类型。前者用于低真空检测,后者用于高真空检测,安装在镜体的不同部位。

4.空气压缩机

电子显微镜中的真空阀大多是气动的,动力来自空气压缩机。这是因为如果采用电磁驱动的真空阀,很容易产生干扰电磁场,影响电子显微镜的工作。电镜外部专门配备的空气压缩机可以定期自动保持压力在4个大气压以上,以提供足够的气体压力。空压机输出的高压气体通过多根软塑料细管送出,首先经过在计算机程序控制下运行的“主控集合电磁阀”,然后连接到安装的气动阀门范围的各个部分。这样就可以通过固定程序(或人为)控制范围外的集体电磁阀,切断或接通任何软塑料细管,间接打开和关闭范围内的任何气动阀门。

5、抽气工序

真空抽气系统由两部分组成,分别为机械泵(RP)和扩散泵(DP),分别连接到镜筒的上半部和感光室的下半部。抽气过程为:首先用机械泵将零件(如镜筒)抽真空至10Pa以下。当“皮拉尼”真空计(P)监测真空度并达到该值时,就会向中央微处理器发送信号。控制电路自动控制扩散泵开始工作;当真空度(镜筒)达到10Pa时,“平移”压力表(PE)发出信号,可以打开镜筒的供电电路,如果镜筒由于某种突然的空气而导致泄漏,一旦真空度低于设定值,“平移”真空计(PE)会立即“通知”控制电路切断工作电源。电子显微镜在工作过程中,总会有一些气体泄漏到镜筒内(不能绝对密封),所以真空泵一直持续工作,以保证镜体的真空度。

以上知识分享希望能够帮助到大家!