Решение для точного контроля вакуумного давления в нагревательных и охлаждающих столиках микроскопных зондов.
Зонд с подогревом и охлаждением позволяет одновременно контролировать температуру и наблюдать за образцом в проходящем/отраженном свете, обеспечивая перемещение образца внутри полости, герметичность/вакуумную полость, наблюдение в инфракрасном/ультрафиолетовом/рентгеновском и других диапазонах, наличие электрических клемм в полости, а также возможность комбинированной съемки с контролем температуры, вертикальное/горизонтальное расположение источника света, инвертированный микроскоп и т. д. Широко используется в микроскопах, инвертированных микроскопах, инфракрасных спектрометрах, рамановских спектрометрах, рентгеновских и других приборах, подходит для исследований полимеров/жидких кристаллов, материалов, спектроскопии, биологии, медицины, геологии, пищевой промышленности, лиофилизации, рентгеновской дифракции и других областях.
При микроскопическом измерении и исследовании вышеупомянутой структуры, организации и процесса изготовления материала, как правило, необходимо обеспечить образцу необходимую сложную среду, такую как температура, вакуум, давление, атмосфера, влажность и свет.
Однако различные существующие терморегуляторы с датчиками температуры могут обеспечить лишь необходимый контроль изменения температуры. Хотя терморегуляторы с датчиками температуры обеспечивают хорошую герметизацию, им по-прежнему не хватает возможности регулировать и контролировать вакуум, давление, атмосферу и влажность.
Для обеспечения точного контроля вакуумного давления, атмосферы и влажности в нагревательном и холодном каскадах зонда в данной статье предлагаются соответствующие решения. Эти решения в основном направлены на устранение недостатков вспомогательного оборудования и решение проблем, связанных с контролем вакуумного давления и атмосферы.
Как решить эту проблему?
Для точного контроля вакуумного давления и атмосферы нагревательного и холодного столиков микроскопического зонда данное решение позволяет достичь следующих технических показателей:
(1) Вакуумное давление: диапазон абсолютного давления 0,1 Торр~1000 Торр, точность контроля ±1% от показания.
(2) Атмосфера: один газ или смесь нескольких газов, при этом точность контроля концентрации газа лучше, чем ±1%.
Данное решение будет использовать две независимые технологии для достижения точного контроля вакуумного давления и атмосферы:
(1) Контроль вакуумного давления: с использованием технологии динамического баланса, путем контроля потока газа, входящего и выходящего из испытательной камеры.
(2) Управление атмосферой: Использование технологии управления массовым расходом газа для регулирования потока нескольких рабочих газов соответственно, тем самым достигая соотношения смешивания в окружающем газе.
Система регулирования вакуумного давления состоит из входного пропорционального регулятора давления КаоЛу , манометра высокого вакуума, манометра низкого вакуума, выходного пропорционального регулятора давления КаоЛу , регулятора высокого вакуума, регулятора низкого вакуума и вакуумного насоса, и посредством следующих двух контуров регулирования высокого и низкого вакуума обеспечивается точное регулирование вакуумного давления в полном диапазоне:
(1) Контур регулирования высокого вакуумного давления: Диапазон регулирования вакуумного давления составляет 0,1 Торр~10 Торр (абсолютное давление). Метод управления использует режим управления на входе. Контур управления состоит из пропорционального регулятора давления Kao Lu , манометра высокого вакуума и программного контроллера вакуумного давления.
(2) Контур регулирования низкого вакуумного давления: Диапазон регулирования вакуумного давления составляет 10 Торр~1000 Торр (абсолютное давление). Метод управления использует режим управления на выходе. Контур управления состоит из пропорционального регулятора давления КаоЛу на выходе, манометра низкого вакуума и программного контроллера вакуумного давления.
Как видно из вышеизложенного, контроль полного диапазона вакуумного давления обеспечивается двумя различными диапазонами тонкопленочных емкостных вакуумметров. Этот тип тонкопленочных емкостных вакуумметров легко достигает точности показаний 0,25%. Вакуумный сигнал, собранный вакуумметром, передается на контроллер вакуумного давления. После сравнения заданного значения с измеренным сигналом контроллер вычисляет ПИД-регулятор и выдает управляющий сигнал для управления пропорциональным регулятором давления Kao Lu, изменяющим поток воздуха на входе или выходе. Это обеспечивает точное регулирование давления воздуха в калибровочной камере.
В процессе управления вакуумным давлением в полном масштабе необходимо применять, соответственно, режимы управления на входе и выходе, как показано ниже:
(1) Для регулирования высокого вакуумного давления в диапазоне абсолютного давления 0,1 Торр~10 Торр сначала установите значение открытия пропорционального регулятора давления КаоЛу на фиксированное значение и автоматически отрегулируйте иглу подачи воздуха путем открытия клапана контура управления высоким вакуумом для достижения заданного значения вакуумного давления.
(2) Для управления диапазоном низкого вакуумного давления 10 Торр~1000 Торр сначала установите значение открытия впускного игольчатого клапана на фиксированное значение, а затем автоматически отрегулируйте открытие выпускного игольчатого клапана с помощью контура управления низким вакуумом для достижения заданного значения вакуумного давления.
(3) Изменения вакуумного давления в полном диапазоне могут быть запрограммированы и контролированы в соответствии с заданной кривой. Управление осуществляется с помощью компьютерного программного обеспечения, поставляемого вместе с контроллером вакуумного давления, при этом параметры процесса и изменяющиеся во времени кривые отображаются и сохраняются одновременно.
В заключение, данное решение позволяет полностью решить проблему регулирования вакуумного давления в нагревательном и охлаждающем столиках микроскопического зонда с помощью пропорционального регулятора давления Kao Lu , обладая высокой точностью управления и возможностями автоматического управления.