Solution de contrôle précis de la pression du vide pour les platines chauffantes et froides des sondes de microscope

La platine chauffante et réfrigérante permet de contrôler la température et d'observer simultanément l'échantillon en lumière transmise/réfléchie, tout en prenant en charge le déplacement de l'échantillon à l'intérieur de la cavité, les cavités étanches à l'air/sous vide, les observations infrarouges/ultraviolettes/rayons X et autres bandes spectrales, les bornes de connexion électrique dans la cavité, la prise de vue couplée à contrôle de température, le trajet optique vertical/horizontal, le microscope inversé, etc. Elle est largement utilisée dans les microscopes, les microscopes inversés, les spectromètres infrarouges, les spectromètres Raman, les appareils à rayons X et autres instruments, et convient aux polymères/cristaux liquides, aux matériaux, à la spectroscopie, à la biologie, à la médecine, à la géologie, à l'alimentation, à la lyophilisation, à la diffraction des rayons X et à d'autres domaines.

Pour la mesure et la recherche microscopiques de la structure, de l'organisation et du processus de fabrication des matériaux susmentionnés, il est généralement nécessaire de fournir à l'échantillon l'environnement complexe requis, tel que la température, le vide, la pression, l'atmosphère, l'humidité et la lumière.

Cependant, les différents systèmes de chauffage et de refroidissement des sondes existants ne permettent que le contrôle de la variation de température requise. Bien que ces systèmes assurent une bonne étanchéité, ils ne permettent pas de régler ni de contrôler le vide, la pression, l'atmosphère et l'humidité.

Afin d'assurer un contrôle précis de la pression du vide, de l'atmosphère et de l'humidité des platines chaude et froide de la sonde, cet article propose des solutions adaptées. Ces solutions visent principalement à résoudre les problèmes de contrôle de la pression du vide et de l'atmosphère, en palliant le manque d'équipements nécessaires.

 

Comment résoudre le problème ?

Pour un contrôle précis de la pression du vide et de l'atmosphère de la platine chauffante et froide de la sonde du microscope, les indicateurs techniques que cette solution permet d'atteindre sont les suivants :

(1) Pression sous vide : plage de pression absolue 0,1 Torr~1000 Torr, précision de contrôle ±1 % de la lecture.

(2) Atmosphère : gaz unique ou mélange de plusieurs gaz, et la précision du contrôle de la concentration du gaz est meilleure que ±1 %.

Cette solution utilisera les deux technologies indépendantes suivantes pour parvenir à un contrôle précis de la pression du vide et de l'atmosphère :

(1) Contrôle de la pression sous vide : en utilisant la technologie de la méthode d'équilibre dynamique, en contrôlant le flux de gaz entrant et sortant de la chambre d'essai.

(2) Contrôle de l'atmosphère : Utiliser la technologie de contrôle du débit massique de gaz pour contrôler respectivement le débit de plusieurs gaz de travail, atteignant ainsi le rapport de mélange dans le gaz ambiant.

 

Le système de contrôle de la pression du vide se compose d'un régulateur de pression proportionnel Kao Lu d'entrée, d'un manomètre à vide élevé, d'un manomètre à vide faible, d'un régulateur de pression proportionnel Kao Lu d' échappement, d'un contrôleur de pression à vide élevé, d'un contrôleur de pression à vide faible et d'une pompe à vide, et par l'intermédiaire des deux boucles de contrôle de pression à vide élevé et faible suivantes pour contrôler précisément la pression du vide à pleine échelle :

(1) Boucle de régulation de vide poussé : La plage de régulation de la pression de vide est de 0,1 Torr à 10 Torr (pression absolue). La méthode de régulation est de type amont. La boucle de régulation comprend un régulateur de pression proportionnel Kao Lu , un manomètre à vide poussé et un contrôleur de programme de pression de vide.

(2) Boucle de régulation de la pression de vide partiel : La plage de régulation de la pression de vide est de 10 Torr à 1 000 Torr (pression absolue). La méthode de régulation utilise le mode aval. La boucle de régulation comprend un régulateur de pression proportionnel Kao Lu à l’échappement, un manomètre à vide partiel et un contrôleur de programme de pression de vide.

 

Il ressort de ce qui précède que le contrôle de la pression de vide à pleine échelle est assuré par deux gammes différentes de manomètres à vide à capacité en couche mince. Ce type de manomètre atteint aisément une précision de lecture de 0,25 %. Le signal de vide capté par le manomètre est transmis au régulateur de pression. Après comparaison de la valeur de consigne avec le signal mesuré, le régulateur calcule un algorithme PID et génère un signal de commande pour piloter le régulateur de pression proportionnel Kao Lu, modifiant ainsi le débit d'air d'admission ou d'échappement. Ceci permet un contrôle précis de la pression d'air dans la chambre d'étalonnage.

 

Dans le processus de contrôle spécifique de la pression du vide à grande échelle, les modes de contrôle en amont et en aval doivent être adoptés respectivement, comme suit :

(1) Pour le contrôle de la plage de pression de vide élevé de pression absolue de 0,1 Torr à 10 Torr, réglez d'abord l'ouverture du régulateur de pression proportionnel de Kao Lu sur une valeur fixe, puis ajustez automatiquement l'aiguille d'entrée d'air en actionnant l'ouverture de la vanne de boucle de contrôle de vide élevé pour atteindre la valeur de pression de vide définie.

(2) Pour le contrôle de la plage de pression de vide faible de pression absolue 10 Torr~1000 Torr, réglez d'abord l'ouverture de la vanne à aiguille d'admission sur une valeur fixe, puis ajustez automatiquement l'ouverture de la vanne à aiguille d'échappement en actionnant la boucle de contrôle de vide faible pour atteindre la valeur de pression de vide définie.

(3) Les variations de pression de vide sur toute la plage peuvent être programmées et contrôlées selon la courbe définie. Le contrôle est assuré par le logiciel fourni avec le régulateur de pression de vide ; les paramètres de processus et les courbes d’évolution temporelle sont affichés et enregistrés simultanément.

 

En résumé, cette solution permet de résoudre complètement le problème de contrôle de la pression du vide de la platine chauffante et froide de la sonde du microscope grâce au régulateur de pression proportionnel de Kao Lu , et offre une précision de contrôle élevée et des capacités de contrôle automatique.