AMRAY1000B扫描电镜真空系统分析及维修

AMRAY1000B扫描电镜的真空系统包括抽气设备、真空测量装置和各种不同功能的阀门以及阀门控制系统。真空控制分手动和自动两种方式。真空系统包括抽气设备、真空测量装置和各种不同功能的阀门以及阀门控制系统本文就对该仪器的真空系统进行分析并给出维修实例。

1　真空系统组成

AMRAY1000B扫描电镜的真空系统包括抽气设备、真空测量装置和各种不同功能的阀门以及阀门控制系统。

抽气设备一般包括机械泵、扩散泵和离子泵。

2　真空系统的工作原理

图1为AMRAY1000B扫描电镜真空系统示意图(见图1)

真空系统的工作过程:打开冷却水,空气压缩计达到4个气压时,打开真空电源(VACPOWER),开机械泵,按下准备状态(STANDBY),这时机械泵对V2、V3前头到机械泵出口的一段管道抽气,当抽气到一定程度时,TC1提供信号给控制系统,使V2打开,机械泵对前级抽气,当抽到符合扩散泵开启条件时,TC2给控制系统提供信号,扩散泵电炉通电加热,这时维持20～30min,以便扩散泵充分加热,进入工作状态。

扩散泵进入工作状态后,关掉准备状态(STANDBY),V2关,V3开,机械泵对样品室抽气,抽气达到要求时,TC4提供控制信号,这时V3、V4关,数秒钟后,V4、V5、V2同时打开,扩散泵对整个系统抽高真空。

3　真空控制

AMRAY1000B扫描电镜的真空控制分手动和自动两种方式。

(1)手动控制　手动控制是用手动开关控制继电器的吸合,继电器触点的动作控制送到电磁阀的交流电压。(2)自动控制　当用自动程序代替所有手动开关时,真空控制便由手动转为自动状态。它主要由热偶规放大线路,3s延时线路合阀门控制线路组成。

4　真空系统的检修

真空系统的故障一般有两种:一是系统漏气,二是控制失灵。

(1)真空检漏　当镜筒低真空达不到要求时,一般有两种情况,一种是真空系统长时间不保持真空状态或房间湿度太大,这种情况增加抽真空的时间就能解决,另一种情况是真空系统中有漏气,这就需要仔细检查,找出漏气原因并加以解决。

低真空检漏的基本方法是采用灵活观察和逐级检漏相结合。对一般的漏气,首先检查所动过或装拆过的部位,经常活动的部分也应引起注意,如样品台的各种手柄,手动隔离阀V1由于经常处于活动状态,容易漏气,以上检查都无效时,可以利用手动操作,逐级检查真空系统。另外还可以利用真空系统的结构和工作原理来判断漏气的部分。例如,开始时真空指示正常,当换灯丝后,机械泵重新抽样品室时,真空表管道指示上升的很慢,往往要抽10min左右或更长的时间,V4才能打开,当V4打开后,真空表的管道指示反而上升的很快,这时可以判断V1关闭不紧,拆下V1,清洗并换上新的密封圈后,恢复正常。

真空系统中有漏气时,会影响自动控制的正常运行,所以检修时首先要判断是真空漏气还是自动程序失灵。

(2)控制部分检修　当系统没有漏气,而自动程序不能正常运行时,首先转成手动控制,用手动开关检查阀门是否动作,如果阀门自动时打不开,而手动能够打开,说明控制的执行部分是正常的,故障出在自动控制部分。如果手动时阀门也打不开,应首先检查继电器是否动作,交流110V是否送到阀门线圈上,阀门线圈是否烧坏等等。

5　真空系统的维修实例

5.1　现象　准备状态时,前级和管道真空指示正常,关掉准备状态,机械泵抽样品室时,管道真空指示降到很低,抽很长时间表针也不动。

分析与处理　根据现象可以判断V5、V3和前级正常,逐个转动样品台手柄,观察真空表的管道指示有无反应,这样可以检查手柄是否漏气,如表针无反应,说明手柄不漏气。检查样品台的大橡皮圈和样品室密封面时,发现橡皮圈上有纤维毛,清洁干净后,故障排除。

5.2　现象　当按下样品室放气开关时,V4、V5关,V2开但V6不开,不能放气。

分析与处理　首先,改用手动放气,先打开V2阀,再打开V6阀,结果正常,说明自动控制部分有故障。断电后,检查PC6M板上的三极管Q12,发现其损坏,更换后,故障排除。

例3　现象    启动机械泵,打开真空电源,抽很长时间,管道真空无指示,机械泵声音正常。

分析与处理　首先手动打开V2阀,看前级真空指示是否正常,结果前级真空指示也不正常,由于TC1和TC2同时损坏的可能性极小,可以认为热偶规TC1没有问题。这时,需要检查机械泵上的电磁阀是否打开。结果发现阀尾部的整流二极管烧坏,换上新的后,故障排除。

5.3　现象　开机械泵和真空电源,管道真空指示正常,按下准备状态,V2灯亮,但前级真空无指示,扩散泵电炉的灯不亮。

分析与处理　管道的真空指示正常,V2灯亮,说明真空的自动程序工作正常,改用手动开启V2,可以听到阀门的打开的声音,说明可能是热偶规TC2或它的放大器损坏。更换热偶规TC2,故障排除。

6　真空系统的维护

(1)电镜在不工作时,也要坚持使镜筒内经常保持真空。仪器工作期间,对真空系统的工作情况有足够的注意。

(2)机械泵最好每年清洗并将泵油更换一次,以除去杂质和潮气。

(3)扩散泵工作时要注意冷却水的温度。水温太高时,会影响扩散泵的抽速,突然停水后,扩散泵上的保护继电器会跳开,切断电炉,继电器跳开后不能自动复位,冷却水正常后再开机时,要用手按一下继电器中间的按钮,使其复位。