Микроскоп электронный просвечивающий с мини-линзами
ПЭМ 100-01
ДКПП 33.20.61 ОКП 44 3560
УКНД 37.020 Группа П43
Руководство по эксплуатации
1.720.126 РЭ
2 ОПИСАНИЕ И РАБОТА СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ МИКРОСКОПА
2.1 Колонна с вакуумной системой
2.1.1 Колонна микроскопа (рисунок 2) состоит из источника электронов 8, конденсорного блока 7, линзы объективной 6, блока проекционного 5 и тубуса 4. Колонна крепится на плите 3, которая устанавливается на амортизаторах 18, закрепленных на станине 1.
Откачка колонны производится дифнасосом 19 после открытия пневмовакуумного клапана 17 через стояк 14 и патрубки 10, 12. Внутри стояка, в верхней его части, установлен баллон для жидкого азота 9 - ловушка, обеспечивающая вымораживание остаточных паров масла и влаги, имеющихся в колонне. Измерение давления в колонне осуществляется датчиком 15, установленным в нижней части стояка. Откачка тубуса на высокий вакуум производится через электромагнитный клапан 16 после его открытия. Между колонной и стояком имеется распорный винт 11, компенсирующий стягивающее усилие, создаваемое вакуумом.
Электрическая схема колонны приведена на рисунке 3.
2.1.2 Источник электронов (рисунок 4) состоит из корпуса 6, в котором расположен изолятор 7 с высоковольтным кабелем 1 и блоком катодным 12.
Внутренняя часть изолятора со вставленным высоковольтным кабелем заполнена маслом, которое заливается через отверстия во фланце 2. После заливки отверстия закрываются металлическими пробками. Залитая маслом внутренняя полость изолятора отделяется от вакуума цоколем 8 с резиновым уплотнителем, прижатым к изолятору гайкой 11 через кольцо 9, которое выполняет функцию антикоронника. Другой конец высоковольтного кабеля, подсоединяемый к высоковольтному источнику питания, помещен в изолятор 15, внутренний объем которого также заполнен маслом.
Для замены катода изолятор с блоком катодным вынимается из корпуса с помощью устройства подъемного 14. Устройство подъемное прикреплено вверху и внизу к корпусу источника электронов. Верхний кронштейн 19 прикреплен к штоку 16 и тянет фланец 20. Для подъема необходимо отвинтить три винта 5, установить ручку устройства подъемного 18 в горизонтальное положение и после напуска воздуха поднимать ручку по пазу в корпусе 17 вверх. Поднять ручку вверх до упора и поворотом влево зафиксировать её. При повороте происходит касание токосъемного контакта к антикоронному кольцу 9 для снятия остаточного заряда. После отвинчивания гайки 13 вынимается блок катодный 12, при этом ножки катода вытягиваются из контактов 10.
Процесс опускания изолятора с блоком катодным в корпус происходит в обратной последовательности.
2.1.3 Блок конденсорный (рисунок 6) состоит из корпуса анодного 2 с анодом 1, отклоняющей системы 9 Gun Alignment, первой 5 и второй 7 конденсорных линз, скрепленных шпильками 12, стигматора конденсора 14, привода конденсорных диафрагм 8 и корпуса 4, закрытого кожухом 3.
Механическая юстировка осуществляется винтами 6. Эта юстировка выполняется на заводе-изготовителе, далее линзы скрепляются шпильками и закрываются внешним кожухом. В дальнейшем при эксплуатации микроскопа и чистке блока конденсорного эта сборка не должна нарушаться.
Для чистки блока конденсорного следует отвинтить винты, крепящие кожух 3 к корпусу 4, вывинтить привод конденсорных диафрагм 8 и приопустить кожух 3, чтобы открыть доступ к винтам, скрепляющим блок конденсорный с источником электронов. Отвинтить винты и снять источник электронов. Отвинтить винты 15 и снять корпус анодный 2 вместе с отклоняющей системой 9. С помощью ключа 8.892.080 отвинтить гайку 10 и ключом 8.889.123 вынуть полюсный наконечник 11 с трубкой 13. С помощью ключа 8.899.068 произвести разборку и выполнить чистку деталей, имеющихся в трубке и наконечнике.
Для чистки деталей, имеющихся в составе сборки 16, необходимо снять блок конденсорный с колонны, отвинтить крепежные винты, снять сборку и произвести ее чистку.
Сборку произвести в обратной последовательности.
2.1.4 Линза объективная (рисунок 7) имеет в своем составе два корпуса магнитопровода - верхний 3 и нижний 11, скрепленные винтами и образующие общий магнитопровод. В корпусах размещаются катушки 5, 12, зафиксированные винтами 6. Магнитный поток линзы проходит по неразборному полюсному наконечнику 4, состоящему из нижнего и верхнего башмаков. В верхнем башмаке располагается отклоняющая система 1 юстировки конденсора. Сверху полюсный наконечник прижат пермаллоевым экраном 2. В нижнем башмаке располагается стигматор объектива 10 с пермаллоевым экраном 13, закрытый фланцем 14.
Между верхним и нижним корпусами магнитопроводов расположен немагнитный корпус 8, закрытый герметично крышкой 7. Немагнитный корпус служит основанием, по которому перемещается каретка 9 стола объекта. Перемещение каретки производится приводами стола 23, 26 и оттягивающей пружиной 24. В каретку устанавливается объектодержатель 19. Установка объектодержателя в каретку и его шлюзование производится держателем объекта 22, вставленным в шлюз 21. Для шлюзования производится откачка на форвакуум, для чего открывается электромагнитный клапан 25. После откачки на форвакуум электромагнитный клапан закрывается и производится открывание шлюза.
Устройство защиты от загрязнений 15 имеет металлическую колбу для заливки жидкого азота и хладопроводы 16, 17.
В приводах 18, 20 аппертурных и селекторных диафрагм установлены диафрагмы: аппертурные 100 μm, 50 μm, 30 μm; селекторные 400 μm, 50 μm, 30 μm.
Для чистки полюсного наконечника, каналов отклоняющей системы и стигматора следует извлечь устройство защиты от загрязнения 15, пермаллоевый экран 2 с отклоняющей системой 1, отвинтить привод аппертурной диафрагмы 18, извлечь полюсный наконечник 4, трубку в стигматоре 10 и произвести чистку. Сборку произвести в обратной последовательности.
ВНИМАНИЕ! ПОСЛЕ ОТВИНЧИВАНИЯ ПРИВОДА ДИАФРАГМ 18 НЕЛЬЗЯ ПЕРЕВОРАЧИВАТЬ ЛИНЗУ ОБЪЕКТИВНУЮ ВО ИЗБЕЖАНИЕ ВЫПАДЕНИЯ ГРИБКА, КОТОРЫЙ ВСТАВЛЕН В НИЖНИЙ БАШМАК ПОЛЮСНОГО НАКОНЕЧНИКА.
2.1.5 Шлюз объекта (рисунок 9) состоит из наружного корпуса 1, закрепленного на объективной линзе с помощью фланца 8. Внутри этого корпуса находится вращающийся корпус 3, в котором имеется эксцентрично расположенный канал для установки держателя объекта 5.
В корпусе 1 имеется сквозной канал, в котором с одной стороны установлен светодиод 4, а с другой стороны - фототранзистор 7. При установке держателя объекта 5 в шлюз световой поток между светодиодом и фототранзистором прерывается и подается сигнал на откачку шлюза.
Светодиод 2 на фланце сигнализирует: красный цвет - в шлюзе воздух, желтый цвет - идет откачка, зеленый цвет - шлюз откачан на форвакуум и разрешено введение держателя объекта.
Открывание шлюза производится проворачиванием корпуса 3 с помощью рукоятки держателя объекта 5. После введения до упора держателя объекта фиксатор 6 стопорит его во введенном положении. Для вывода держателя объекта необходимо нажать кнопку на рукоятке держателя, при этом приподнимается фиксатор 6. После выведения держателя объекта до упора и проворачивания ручки в противоположном направлении шлюз закрывается, и держатель объекта вынимается из шлюза.
2.1.6 Держатель объекта (рисунок 10) предназначен для установки объекта в каретку стола объективной линзы. Он состоит из объектодержателя 1, гибко соединенного через серьгу 3 со штоком 4. Шток расположен в цилиндре 6. При вводе держателя объекта в шлюз до упора с нажатием на рукоятку 7 объектодержатель выходит из цилиндра и устанавливается в каретке стола. Связь между объектодержателем 5, находящимся в каретке стола и цилиндром 6 обеспечивает серьга 3 и пружина 2. При этом держатель объекта во введенном состоянии фиксируется в шлюзе фиксатором.
При выводе держателя объекта после нажатия кнопки 8 на рукоятке происходит подъем фиксатора в шлюзе и под действием пружины 5 шток 4 через серьгу 3 вытягивает объектодержатель 1 из каретки стола и втягивает его в цилиндр 6.
Объект в объектодержателе фиксируется прижимом 9, для поднятия / опускания которого имеется специальный ключ.
Объектодержатель 1 имеет два исполнения: для основного режима и для контрастного режима.
Для установки объекта держатель объекта устанавливается в подставку 6.463.456.
2.1.7 Привод диафрагм (рисунок 8) предназначен для крепления блока диафрагм 1, в котором установлены три диафрагмы, ступенчатого введения па оптическую ось одной из них и плавной подстройки положения введенной диафрагмы в двух направлениях. Ступенчатое введение диафрагм производится вращением рукоятки 3, плавная подстройка положения введенной диафрагмы осуществляется винтами 2 и 4.
Диафрагмы крепятся в блоке диафрагм пружинными кольцами с помощью ключа 8.889.119.
В приводе диафрагм, в зависимости от места его установки, должны быть следующие диафрагмы:
- конденсорный блок, конденсорные диафрагмы: М 1400-АВ (400 μm), М 1200-АВ (200 μm), M1100-АВ (100 μm);
- объективная линза, аппертурные диафрагмы: M 1100-АВ (100 μm), P 1050-АВ (50 μm), Р 1030-АВ (30 μm);
- объективная линза, селекторные диафрагмы: М 1400-АВ (400 μm), Р 1050-АВ (50 μm), Р 1030-АВ (30 μm).
2.1.8 Блок проекционный (рисунок 11) состоит из трех промежуточных линз 6, 8, 10 и проекционной линзы 18, которые установлены на фланце 20. Между линзами имеются промежуточные кольца 7, 11, что облегчает взаимную подвижку линз при механической юстировке. Механическая юстировка проекционного блока выполняется на заводе-изготовителе или квалифицированным персоналом при установке микроскопа, после чего производится свинчивание линз блока с помощью шпилек с гайками 5.
В проекционной линзе устанавливается полюсный наконечник 15, который фиксируется гайкой 19. В полюсном наконечнике закреплена вакуумная трубка 9. В вакуумной трубке имеется внутренняя трубка 1 с наконечником 14. При эксплуатации и чистке из вакуумной трубки 9 вынимается только внутренняя трубка 1 с наконечником 14.
Для вынимания из проекционной линзы полюсного наконечника 15 с вакуумной трубкой 9 нужно вывинтить гайку 19 с помощью ключа 8.892.080 и вынуть полюсный наконечник ключом 8.889.123.
Линзы закрыты корпусом 16 с наружным кожухом 17.
В проекционном блоке также имеется стигматор проектора 2 и отклоняющая система Image Shift 13 с отклоняющей системой фотозатвора. Для защиты от рентгеновского излучения имеются свинцовые экраны 3, 12, а также имеется пермаллоевый экран 4 вокруг стигматора проектора.
2.1.9 Тубус (рисунок 12) состоит из верхнего корпуса 2 и нижнего корпуса 5, на которых установлены смотровое стекло 4, гермоввод 7, механизм шлюзования 1 с электроприводом, экран 6, два механизма привода столика объектов 8, механизм перекрытия центрального рефлекса 3.
Экран может быть установлен электроприводом на угол 30° для фокусировки изображения с помощью бинокулярного микроскопа 9 или на угол 90° при фотографировании. Экран электрически изолирован от корпуса. С него снимается сигнал и через гермоввод подается на фотоэкспонометр.
Вместо боковой заглушки на тубусе с левой стороны от оператора может быть установлена система бокового вывода изображения.
Механизм шлюзования 1 предназначен для отсечения колонны микроскопа при напуске воздуха в тубус и фотокамеру.
2.1.10 Фотокамера (рисунок 13) состоит из трех основных частей: переднего корпуса 9 с установленными на нем электроприводом 2 и проекционной системой 10, корпуса фотомагазинов 8 и заднего корпуса 11.
Электропривод осуществляет подачу и сброс кассет при фотографировании.
Проекционная система маркирует на фотопленке порядковый номер кадра и значение увеличения или длины микродифракционной камеры.
В корпусе фотомагазинов установлен кассетник 3 с подающим и приемным магазинами.
На заднем корпусе на вакуумопроводе 1 установлены электромагнитные шпаны, позволяющие производить напуск и откачку воздуха при шлюзовании тубуса и фотокамеры.
Корпус фотомагазинов закрывается дверью 5, фиксируемой поворотом рукоятки 6 в вертикальное положение, при этом срабатывает микровыключатель 7 и включается автоматическая откачка фотокамеры.
В подающий магазин может быть уложено 30 штук кассет с пленкой размером 3¼x4".
В подающий (верхний) магазин кассеты укладываются Т-образным вырезом в сторону противоположную ручке для переноски магазина. Магазин закрывается съемной крышкой.
После установки магазина в верхний паз кассетника, крышка магазина вынимается, шторка магазина автоматически опускается в паз кассетника и этим фиксирует положение магазина и исключает засветку фотоматериала.
Приемный магазин (нижний) устанавливается в нижний паз кассетника и фиксируется рычагом 4. Крышка приемного магазина во время установки автоматически сдвигается назад, а передняя шторка опускается вниз, открывая доступ для сброса кассеты.
Для извлечения приемного магазина необходимо рычаг 4 приподнять вверх и выдвинуть магазин «на себя», постепенно сдвигая верхнюю крышку магазина вперед. Переносить закрытый магазин рекомендуется за ручку во избежание самопроизвольного открытия крышки магазина.
2.2 Система вакуумная
Система вакуумная предназначена для получения и поддержания в колонне микроскопа необходимого вакуума и позволяет производить шлюзование объекта и фотокамеры без нарушения вакуума в колонне микроскопа.
Схема вакуумная принципиальная приведена на рисунке 14. Обозначение элементов вакуумной системы:
- RP-насос механический пластинчато-роторный;
- DP-насос паромасляный диффузионный;
- V1 ÷ V5, V8, V9 - электромагнитные клапаны;
- V7 - пневмовакуумный клапан;
- V6 - электромеханический клапан шлюза тубуса;
- Р1, Р2 — датчики форвакуумные - Pirani TPR289;
- РЗ - датчик высокого вакуума - Penning IKR251;
- ВС1 - ловушка с жидким азотом;
- С1 -форбаллон;
- BS1 - форвакуумная сорбционная ловушка;
- BW1- маслоотражатель.
Элементы вакуумной системы располагаются:
- электромагнитный клапан V1 находится на линзе объективной;
- электромеханический клапан V6 - на тубусе;
- датчик высокого вакуума РЗ - на вакуумном стояке;
- насос пластинчато-роторный RP располагается за пределами каркаса.
Остальные элементы вакуумной системы входят в агрегат вакуумный (рисунок 15), находящийся в основном стенде микроскопа. В агрегате вакуумном расположен диффузионный насос 2, пневмовакуумный клапан 6 и электромагнитный клапан 5, закрепленные на плите 4 с помощью переходника 7. На диффузионном насосе имеется термодатчик 8, который контролирует температуру водяной рубашки дифнасоса и выдает сигнал при недостаточном потоке воды. Выхлоп диффузионного насоса осуществляется в форбаллон 1, закрепленный на станине 21. На форбаллоне находится датчик форвакуумный 15 типа TPR280. Такой же датчик 16 располагается на форвакуумном коллекторе 18, к которому подходит вакуумопровод от пластинчато-роторного насоса. На форвакуумном коллекторе расположен электромагнитный клапан 17, через который происходит откачка форбаллона.
Откачка колонны микроскопа происходит через форвакуумный коллектор, сорбционную ловушку 14 и электромагнитный клапан 12 на фотокамере. Напуск воздуха производится через электромагнитный клапан 11.
Форвакуумная коммутация выполнена гибкими вакуумопроводами 9, 10, 13, 19, 20.
Пневмовакуумный клапан (рисунок 16) состоит из корпуса 1, клапана 2, рычага 3. Он приводится в действие при помощи пневмовакуумного привода. Привод состоит из корпуса 7, поршня 6, управляющих электромагнитных клапанов 8, пружины 4, клапана 5.
Открывание клапана осуществляется при откачке привода на форвакуум механическим насосом.
Закрывание клапана осуществляется под действием пружины 4 при напуске воздуха в привод.
Клапан 5 служит для закрывания пневмовакуумного клапана при отключении электроэнергии.
Клапан электромагнитный (рисунок 17) состоит из электромагнита 4 с клапанным устройством 3, корпуса 1. При подаче напряжения на катушку электромагнита клапанное устройство 3 втягивается и открывает проходное сечение.
Обратный ход клапанного устройства осуществляется под воздействием пружины 2 после снятия напряжения с катушки. Вентили для напуска воздуха, для осуществления форвакуумной коммутации, а также для управления приводом высоковакуумного клапана имеют идентичный принцип работы и отличаются габаритными размерами и конструкцией корпуса.
2.3 Система охлаждения
Для охлаждения линз колонны микроскопа, устройства регулирующего и элементов вакуумной системы - диффузионного насоса, маслоотражателя, форвакуумной сорбционной ловушки используется проточная вода.
Схема гидравлическая приведена на рисунке 18. Входной вентиль VH1 и фильтр F1 расположены вне каркаса микроскопа на входном водяном патрубке. Остальные элементы расположены в устройстве гидрокоммутации (рисунок 19), закрепленном внутри основного стенда.
Вентиль 5 (VH2, здесь и далее - по схеме гидравлической) служит для перекрытия потока воды на колонну и регулятор при проведении ремонтно-профилактических работ. Клапаны 3 (VF1), 6 (VF2) предназначены для регулировки потока воды в ветвях колонны / регулятора и системы вакуумной. Термодатчик 2 (Т1) служит для контроля температуры воды на выходе с колонны. Коллектор 4 (С1) служит для объединения сливов с колонны / регулятора и системы вакуумной в общий слив. Гидрореле 1 (VI) дает сигнал о наличии потока воды в ветви колонны / регулятора.
2.4 Электропитание
2.4.1 Электрическая схема микроскопа обеспечивает электропитание всех его узлов от однофазной сети переменного тока напряжением 220 V, частотой 50 Hz.
Состав электропитания приведен в таблице 2.
| № п/п |
Обозначение |
Наименование |
| 1 |
2.087.728 |
Источник питания высоковольтный |
| 2 |
2.087.725 |
Блок питания |
| 3 |
3.624.389 |
Пульт правый |
| 4 |
3.624.390 |
Пульт левый |
| 5 |
5.283.074 |
Устройство соединительное |
| 6 |
5.283.072 |
Устройство распределительное |
| 7 |
4.854.170 |
Жгут вакуумной системы |
| 8 |
3.233.163 |
Кассета стабилизаторов |
| 9 |
3.222.071 |
Регулятор |
| 10 |
|
Цифровая система управления ADVANTECH |
| 11 |
4.079.232 |
Комплект жгутов и кабелей |
Соединение между перечисленными блоками осуществляется с помощью жгутов и кабелей согласно схеме электрической общей 1.720.126 (рисунок 21).
Гравировка разъемов нанесена как на жгутах, так и на блоках (узлах).
2.4.2 Источник питания высоковольтный предназначен для питания источника электронов ускоряющим напряжением, напряжением накала катода и для управления током электронного луча.
Конструктивно источник питания состоит из блока питания высоковольтного 2.087.726 (БПВ, рисунок 22) и блока питания низковольтного 2.087.727 (БПН, рисунок 23).
В состав схемы БПВ входит:
- 18-кратный умножитель напряжения, выполненный на диодах VD1...VD36 и конденсаторах С1...С18;
- фильтр низких частот (С26...С39, R3...R16, R21);
- плечо делителя обратной связи, состоящее из элементов R26...R29 и С44...С59;
- схема управления током луча (R33...R43, двигатель M1, переключатели S1...S3, фильтр R44, R45, С75, С76);
- выпрямитель напряжения накала катода (VD50, VD51, L1, С77...С80, R46, R47);
- элементы защиты от перенапряжений (разрядники FV1...FV5, стабилитрон VD49).
БПН обеспечивает правильное и надежное функционирование БПВ. В состав БПН входят три печатные платы:
- генераторы напряжений (рисунок 26); плата предназначена для формирования двух напряжений переменного тока 100 V и 80 V частотой 20 kHz, которые подаются в БПВ на высоковольтный умножитель и выпрямитель напряжения накала через трансформаторы Т1 и Т2 соответственно;
- устройство управления ВН (рисунок 27) предназначено для получения высокостабильного опорного управляющего напряжения, регулируемого от компьютера оптически развязанными шинами, стабилизации ускоряющего напряжения, а также для преобразования тока луча в напряжение с целью дальнейшего измерения, ограничения тока луча и ускоряющего напряжения;
- устройство управления накалом (рисунок 28) предназначено для получения высокостабильного опорного управляющего напряжения, регулируемого от компьютера, стабилизации напряжения накала, а также для преобразования тока накала в напряжение с целью дальнейшего измерения.
2.4.3 Блок питания (рисунок 29)
Блок питания предназначен для коммутации сетевого напряжения и формирования напряжений, необходимых для работы микроскопа.
Платы и блоки, расположенные в корпусе блока питания, приведены в таблице 3, остальные элементы БП согласно 2.087.725.
| Обозначение |
Наименование |
Примечание |
| G1 (РВА 100F-48-EN) |
Источник питания +48 V |
Предназначен для питания катушек электромагнитных клапанов |
| G2(PBA I00F-9-EN) |
Источник питания + 9 V |
|
| G3(PBA100F-24-EN) |
Источник питания + 24 V |
Питание двигателей |
| G4(PMC 75E-2-EN) |
Источник питания +15 V,-15 V, +5 V |
Питание цифровых и аналоговых микросхем |
| G5 (РВА 100F-24-EN) |
Источник питания + 24 V |
Предназначен для питания катушек пускателей, цепей блока комбинированного |
| 5.159.009 (A1) |
Блок комбинированный |
Предназначен для контроля включения ускоряющего, DP, RP |
| 5.121.340 (А5) |
Блок выпрямителей |
Питание кассеты стабилизаторов |
2.4.4 Токовое электропитание колонны
Конструктивно токовое электропитание колонны выполнено в виде трех основных блоков: блока питания, кассеты стабилизаторов и регулятора. Линзы, юстировочные устройства и стигматоры запитаны от источников высокостабильного тока (рисунок 30а).
Стабилизатор тока является автоматическим регулятором с дифференциальным входом и отрицательной обратной связью, функциональная схема которого показана на рисунке 30б. Напряжение с эталонного резистора поступает на инвертирующий вход регулятора и сравнивается с выходным напряжением источника опорного напряжения. Разность этих напряжений усиливается и компенсирует первоначальное изменение тока нагрузки.
2.4.4.1 Блок питания (рисунок 29). В блоке питания размещены два источника G6 и G7, фильтры А7 и L3C1, обеспечивающие входное напряжение для стабилизаторов тока, а также для вспомогательных стабилизаторов напряжения TV1, U1...U7 (см. рисунок 29а).
Двухполярные мостовые выпрямители U1...U3 с емкостными фильтрами являются источниками входных напряжений для вспомогательных стабилизаторов напряжения ±15 V, стабилизаторов тока котировочных катушек и стигматоров соответственно.
Мостовые выпрямители U4...U7 с фильтрами являются источниками входных напряжений для вспомогательных стабилизаторов напряжения 15 V, минус 15 V, 12 V и 5 V. Выпрямитель U2 имеет два дополнительных индуктивно-емкостных фильтра LI, С49 и L2, С48.
2.4.4.2 Кассета стабилизаторов (рисунок 31) предназначена для размещения и коммутации между собой и внешними устройствами восьми блоков, выполненных на печатных платах. Каждый из этих блоков описан ниже.
Назначение внешних разъемов:
Х-701 - входные напряжения для маломощных стабилизаторов напряжения и тока;
Х-702 - связь усилителей постоянного тока (УПТ) стабилизаторов тока линз с регулятором;
Х-703 - выходы питания котировочных катушек и стигматоров;
Х-705 - шины данных, адресов и команд управления.
2.4.4.3 Блок УПТ (рисунок 32). Блок содержит семь дифференциальных усилителей постоянного тока (УПТ) вместе с цепями защиты от коротких замыканий (VT3, VT4).
УПТ имеет три каскада усиления, выполненных на двух операционных усилителях (ОУ) DA1 и DA2, и транзисторе VT2. Коэффициенты усиления по напряжению первого и второго каскадов 100, третьего 15.
Диоды VD1, VD2 служат для защиты входных цепей ОУ от перенапряжений.
Резистор R7 предназначен для балансировки нулевого тока линз при подаче на вход УПТ пулевого сигнала от ЦАП.
2.4.4.4 ЦАП линз (рисунок 33) обеспечивает регулируемые опорные напряжения для семи стабилизаторов тока линз, а также общее опорное напряжение для ЦАП стабилизаторов тока юстировок и стигматоров.
Первичный источник опорного напряжения (ИОН) выполнен на микросхеме DA2, напряжение с которого поступает на ЦАП DA1. Точное значение опорного напряжения на выходе DA4:1 подстраивается изменением кода на входе DA1 с помощью переключателей SA1 и SA2 и равно 5,1 V. Это напряжение является опорным для ЦАП DAC2, выходное напряжение которого является функцией ускоряющего напряжения. При 100 kV все разряды входного кода в А2 равны «лог. О» и напряжение на выходе А2 равно минус 5,1 V. При изменении ускоряющего напряжения выходное напряжение Eol изменяется в соответствии с формулой:
EOL = -5,1 √(U*/U*100), (1)
где U*-ускоряющее напряжение с учетом релятивистской поправки, U*100 - то же для 100 kV.
Выходное напряжение ЦАП DAC2 (Параметр) является опорным для двух ЦАП грубой (DAC7) и плавной (DAC10) регулировок тока объектива. Опорное напряжение стабилизатора тока объектива формируется суммированием выходных напряжений DAC7 и DAC10 в аналоговом сумматоре на ОУ DA5.
Опорное напряжение ЦАП конденсора 2 (DAC8, DA8) и проектора 1 (DAC9, DA9) поступает с выхода повторителя DA7 и равно 2,3 V при 100 kV.
Опорное напряжение для стабилизаторов тока этих линз получается суммированием выходных напряжений ЦАП грубой и плавной регулировок.
Опорное напряжение для ЦАП конденсора 1 (DAC3) и проекторов 2...4 (DAC4...DAC6) поступает с выхода повторителя DAC7.
Опорное напряжение для ЦАП юстировок и стигматоров снимается с выхода повторителя напряжения DA7, входное напряжение для которого поступает с выхода ЦАП DAC1.
2.4.4.5 ЦАП (рисунок 34) служит для получения двухполярных опорных напряжений стабилизаторов тока юстировок и стигматоров. Опорное напряжение для каждого ЦАП поступает с блока ЦАП линз, а опорное напряжение каждого стабилизатора тока регулируется в соответствии с входным кодом на DA 1 в двухполярных ЦАП DAC 1 ... DAC 18.
2.4.4.6 Модуль согласующий (рисунок 35) предназначен для согласования волнового сопротивления плоского кабеля, идущего от устройства распределительного (ячейки резисторов RA1...RA20) и дешифрации выбираемого ЦАП (DD6, DD7). Микросхемы DDI...DD3 - буферные каскады шин данных, адресов и управления.
Блок содержит также 9 компараторов (АС1 ... АС7, DA1 и DA2) защиты от перегрева линз, регулятора и перенапряжения общего входного источника 96 V для регуляторов тока линз. Выходные напряжения компараторов через инверторы DD10, DD11 поступают на вход двух ждущих мультивибраторов (DD12). Ноли аварийный сигнал удерживается более 1 s, происходит запись состояния компараторов в регистры DD4 и DD5. Выходные сигналы регистров служат для отключения общего источника напряжения 96 V (DA3), подачи аварийного сигнала в компьютер (DA4), а также для индикации аварийной цепи (HL1 ...HL10).
2.4.4.7 Блок стабилизаторов (рисунок 37) содержит шесть вспомогательных стабилизаторов напряжения.
Стабилизатор 15 V содержит источник опорного напряжения VD5, делитель обратной связи R8...R10, усилитель обратной связи DA2, регулирующий элемент VT3, VT4 и цепь защиты от коротких замыканий R15, R16, VT1. Выходное напряжение этого стабилизатора является опорным для стабилизатора минус 15 V, состоящим из делителя обратной связи R11, R12, усилителя обратной связи DA3, регулирующего элемента VT5, VT6 и цепи защиты от коротких замыканий R17, R18, VT2. Эта пара стабилизаторов используется для питания ЦАП линз и котировочных устройств.
Стабилизаторы напряжения GS1 (15 V), GS2 (минус 15 V), DA4 (12 V) и DA5 (5 V) являются интегральными и служат для питания ОУ (GS1, GS2), электронных реле (DA4) и цифровых микросхем (DA5) кассеты стабилизаторов.
Микросхемы DDI ... DD3 формируют сигнал «лог. 1» при пропадании одного из выходных напряжений рассмотренных стабилизаторов.
2.4.4.8 Блок стабилизаторов (рисунок 38) состоит из восьми двухполярных стабилизаторов тока, предназначенных для питания отклоняющей системы осветителя (GS1 ...GS4) и катушек юстировки электронной пушки (GS5 ... GS8).
Стабилизатор тока содержит усилитель обратной связи DA1, двухполярный регулирующий элемент VT1 ... VT6, эталонный резистор (R27 ... R29) и резистор R16 плеча токовой цепи сравнения. Опорное напряжение для GS1 поступает с выхода соответствующего ЦАП через контакт ХР1:17с (НАКЛОН X) и через другое плечо токовой цепи сравнения R39, R41 поступает на инвертирующий вход DA1:2. Это же опорное напряжение через резистор R40 поступает на стабилизатор тока GS3 и вместе с его резистором R9 образуют соответствующую цепь сравнения.
Стабилизатор GS1 служит для питания верхней катушки отклоняющей системы осветителя, a GS3 - нижней катушки по координате X. Резистор R41 предназначен для коррекции соотношения между токами этих катушек.
На инвертирующий вход GS1 через контакт ХР1:19с и резистор R42 поступает также опорное напряжение от ЦАП перемещения электронного луча по координате X (ПЕРЕМЕЩЕНИЕ X) и суммируется с опорным напряжением наклона.
На инвертирующий вход GS3 через резистор R38 сумматора SM2 поступает также напряжение компенсации X (КХ), и, через контакт ХР1:18с и резистор R10, напряжение соотношения компенсации X.
Пара стабилизаторов тока GS2, GS4 предназначена для питания отклоняющей системы осветителя по координате Y и работает аналогично.
Стабилизаторы GSl, GS2 имеют цепи отключения нагрузок с помощью реле К1 (верхние катушки обеих координат), а стабилизаторы GS3, GS4 - с помощью реле К2 (нижние катушки).
Стабилизаторы GS5 ... GS8 предназначены для питания катушек юстировки электронной пушки. GS5 и GS7 используются для питания верхней и нижней катушек по координате X, a GS6 и GS8 - по координате Y.
Опорные напряжения для GS5 и GS7 поступают от ЦЛП наклона электронного луча пушки по координате X через контакт ХР1:15с, резистор R4 и резисторы R5, R8. Резистор R8 служит для коррекции соотношения между токами катушек. На инвертирующий вход GS7 через контакт ХР1:15а и резистор R6 подается также выходное напряжение от ЦАП перемещения луча по координате X.
Аналогично работает пара стабилизаторов GS6, GS8 по координате Y.
2.4.4.9 Блок стабилизаторов (рисунок 39) содержит восемь стабилизаторов тока: стигматора конденсора 2 (GS1, GS2), стигматора объектива (GS3, GS4), стигматора проектора 1 (GS5, GS6) и катушек юстировки проектора (GS7, GS8).
Стабилизатор состоит из усилителя обратной связи DA1, двухполярного регулирующего элемента VT1 ... VT6, эталонного резистора R1 (GS1), для других стабилизаторов - R2 ... R10 и измерительного мостового делителя R21 ... R24. Резистор R22 соединен с нулевым потенциалом, а на резистор R21 подается опорное напряжение с выхода соответствующего ЦАП.
В стабилизаторах GS7 и GS8 имеется возможность отключения нагрузки с помощью реле К1.
2.4.4.10 Регулятор (рисунок 41) содержит семь регулирующих элементов стабилизаторов тока линз (AR1 ... AR6, VT1, VT2), семь эталонных резисторов этих стабилизаторов (R9, R10, R12 ... R19).
Транзисторы регулирующих элементов размещены на медном радиаторе, охлаждаемом проточной водой. Терморезистор R20 - датчик перегрева радиаторов.
2.4.5 Устройство соединительное (рисунок 42) предназначено для коммутации различных узлов колонны с их источниками питания. Резисторы R1...R12 используются для электромагнитного центрирования катушек стигматоров.
2.4.6 Устройство распределительное (УР) (рисунок 43, 43а) предназначено для соединения блоков микроскопа с компьютером, также для подачи напряжений питания от БП к вакуумной системе, пультам управления, индикатору маркировки и к усилителю тока (экспонометру). На передней панели УР расположено 19 разъемов. В состав устройства входит кроссплата и две сборки, относящиеся к вакуумной системе: устройство коммутирующее и устройство управления и контроля (см. 2.4). На кроссплате расположено устройство обработки сигналов энкодеров пультов управления (DD1 ...DD5).
2.4.7 Пульт правый (ПП) (рисунок 46).
ПП предназначен для управления микроскопом во время получения изображения объекта исследования. Он состоит из трех энкодеров SHIFT Y, Y и FOCUS, со схемой включения, и платы комбинированной 5.108.024 с кнопками FOCUS AID, ↓, ↑ и EXPOSURE со схемой включения, трех семисегментных светодиодных индикаторов HL1...HL3 красного цвета свечения MAGNIFICATION/CAMERA LENGTH с регистрами DDI ... DD6 и транзисторными ключами DAI... DA3 и схемой включения энкодеров. ПП подключается к УР с помощью разъема «Х511».
2.4.8 Пульт левый (ПЛ) (рисунок 47).
ПЛ предназначен для управления микроскопом во время получения изображения объекта исследования. Он состоит из 3-х энкодеров: X, BRIGHTNESS, SHIFT X и платы комбинированной 5.108.025, на которой расположены кнопки: SCREN, DIFF, IMAG со схемой включения и схема включения энкодеров.
ПЛ подключается к У.Р. с помощью разъема «Х512».
2.4.9 Индикатор маркировки (ИМ) (рисунок 48).
ИМ предназначен для отображения на фотопластине номера кадра, увеличения (в тыс. крат) или длины микродифракционной камеры (в sm). Расположен в фотокамере колонны микроскопа. Состоит из корпуса с разъемом и платы комбинированной 5.108.020. Плата комбинированная состоит из двух счетверенных семи сегментных светодиодных индикаторов синего цвета свечения и схемы их включения на восьми транзисторах ВСW68 с обвязкой.
2.4.10 Усилитель тока (рисунок 49) предназначен для измерения тока создаваемого зарядом, который стекает со смотрового экрана в тубусе. Схема обеспечивает защиту входов усилителя от возможных «прострелов» в пушке, а также преобразования токов в диапазоне от 10-7 A до 10-11 A в напряжение и его фильтрацию.
2.4.11 Электропитание вакуумной системы (ВС).
Электропитание ВС представлено тремя схемами: жгут вакуумной системы, устройство коммутирующее (УК), устройство управления и контроля (УУиК). Управление ВС осуществляется от компьютера как в автоматическом, так и в ручном режимах.
2.4.11.1 Жгут вакуумной системы (рисунок 50) предназначен для соединения элементов ВС (электромагнитных клапанов, датчиков температуры дифнасоса и воды), двигателей подъема экрана и фотокамеры с устройством распределительным.
2.4.11.2 Устройство коммутирующее (рисунок 51) предназначено для включения одною из семи электромагнитных клапанов ВС. Схема каждого канала обеспечивает подачу на клапан напряжения форсировки 48 V длительностью до 100 ms, напряжения удержания 7,5 V, выдачу в компьютер сигнала обратной связи о включении клапана.
2.4.11.3 Устройство управления и контроля (рисунок 52) предназначено для управления тремя двигателями, расположенными на колонне микроскопа; для преобразования сигналов датчиков температуры воды в сигнал логического уровня 0 V или 24 V; для формирования сигнала высоковакуумной блокировки включения ускоряющего напряжения по величине давления в колонне; для оптической развязки между высоковольтным источником и цифровой системой управления цепей измерения тока ускоряющего напряжения, накала и тока фотоэкспонометра.
2.4.12 Цифровая система управления ADVANTECH входит в состав промышленного компьютера (PC) и предназначена для связи PC с микроскопом. В состав входят три устройства вывода - PCL-734 (2 шт.) и PCI-1752, два устройства ввода PCL-733, устройство коммутации PCL-735 и 32-канальный АЦП PCI-1713.
Далее — Использование: подготовка, включение микроскопа, программа управления, вакуум, юстировка, смена катода, выключение.
главная · контакты · книги
контактная информация, написать сообщение
