SC24 磁場消除系統的使用手冊（中文翻譯版）

SC24 Magnetic Field Cancelling System

·      Makes the ambient magnetic field “OK” for the electron microscope

·      Adapts to field changes within 100 µs

·      Touch screen intelligent user interface with automatic setup and DC reset

·      Simultaneous AC & DC field display with choice of Tesla or Gauss units

·      Mixes dual sensors to create virtual sensor “inside” the EM column

·      Use AC sensors for cancelling 50/ 60 H AC line fields      or:

·      Use DC sensors for cancelling tram

      and train DC fields and 50/60H

·      Built-in test field generator

·      Ethernet and USB ports for remote operation and monitoring

概述

電子顯微鏡必須在環境磁場中工作，該磁場包括地球磁場以及電力網絡和電機輻射的磁場。

當環境場發生變化時，顯微鏡中的電子束發生偏轉，導致分辨率損失和圖像失真。 SC24 系統通過動態創建幾乎相等和相反的場變化來穩定場，從而大大提顯微鏡性能。

SC24 系統包括一個磁場控制單元、一個或兩個磁場傳感器和三個正交軸多芯電纜，它們安裝在要消除磁場的房間內。

控制單元中的三個功率放大器驅動電流通過電纜，以創建與環境場變化符號相反的場。

磁場傳感器測量產生的磁場，實時負反饋通過系統的環路增益降低環境磁場。

該系統是動態的，可在 100 µs 內自動響應場變化。

產品描述

SC24 是第四代磁場消除系統，旨在提對磁場敏感的電子儀器的性能，例如電子顯微鏡和電子束計量工具。

SC24 是 SC20 系統的增強型替代品，SC20 系統在全球擁有 400 臺的安裝基礎。

場抵消方法是寬帶模擬負反饋。嵌入式微型計算機控制系統并將測量場數字化，但不在反饋回路內。

在顯微鏡室中安裝 SC24 電纜的選項見第 3 頁。

SC24 可以使用一個或兩個交流傳感器或一個或兩個寬帶直流傳感器。寬帶直流傳感器僅在環境具有不良直流場時才需要，通常來自直流供電的有軌電車或火車。交流傳感器成本較低，使用起來稍微容易一些。

通常對于 SEM 使用一個磁場傳感器，位于電子束柱底部附近。通常，對于 TEM，在樣品臺度處使用距離電子束柱任一側約 300 毫米的兩個傳感器。

SC24 系統不會取消房間內各處的場。它在磁場傳感器周圍創建一個區域，在該區域中磁場大大降低。該區域的體積取決于環境場的均勻性和現場電纜的設計。

SC24 用戶界面是如下所示的觸摸屏 LCD 顯示面板。這是當系統取消且場正常時帶有一個或兩個寬帶 DC 傳感器的 SC24 的典型顯示。

圖 1. 典型的觸摸屏顯示

五個按鈕控制系統的操作。

“單位”按鈕調出單位子菜單以選擇 RMS 或 pk-pk、特斯拉或斯單位。單位的選擇對取消沒有影響。

復位按鈕清除“跳閘”指示器并復位直流傳感器的“零場”工作點。

“取消/待機”按鈕打開和關閉取消。

磁場幅度以 100pT (1.0 µGauss) 分辨率顯示。 AC 傳感器不顯示 DC 場振幅。

持續監測磁場幅度并與預設跳閘水平進行比較，以提供“磁場正常”指示。

SC24 具有“一鍵式”自動設置。在安裝時，它會分析安裝、報告安裝問題并設置反饋回路增益和相位。設置參數都存儲在通電的非易失性存儲器中

損失并在隨后通電時重新測試安裝。如果它沒有發現任何變化，它會在斷電前的狀態下恢復運行，否則它會請求設置。

“調整”按鈕可以進入調整菜單（針對專家用戶），典型顯示如圖 2 所示。它還提供了“鎖定”觸摸屏和重置以太網密碼的選項。當屏幕被“鎖定”時，五個按鈕被一個新按鈕取代，如果按下五秒鐘就可以解鎖。

圖 2. 調整菜單

“Mixer”、“Auto Reset”、“Field Generator”和“Trip Level”觸摸按鈕控制調節，在后面的調節細節部分進行描述。

產品安裝

顯微鏡室電纜安裝的設計涉及成本、復雜性和性能之間的權衡。

無花果。圖 3、4 和 5 顯示了主要的設計類型。圖 3. 是推薦用于大型 TEM 和新建顯微鏡實驗室的佳性能設計。

雙回路電纜的尺寸經過優化，使電纜場在該大小房間的顯微鏡柱長度上均勻。 SC24 規范是指具有這些尺寸的安裝。

我們通常提供優化的定制尺寸電纜以適應客戶的房間。 SC24 只能與 Spicer Consulting 提供的電纜一起使用。

在圖 3 中，多芯電纜各繞一圈，并以紅色、綠色和藍色顯示。實際電纜為黑色或灰色，通常安裝在白色塑料導管中。如果房間有假天花板，部分電纜可能會安裝在其上方。

在圖 3 中，X 和 Y 電纜的下部顯示為埋在地板下方。這對于新建實驗室很實用。底部 電纜的部分也需要埋在門洞處。對于帶有 Gatan 成像過濾器的 TEM，建議將 X 和 Y 電纜埋在地板下方，以便在 GIF 度進行良好的消除。

對于不能選擇埋設電纜的現有顯微鏡安裝，電纜的底部可以在地板上并覆蓋有合適的電纜保護器。 GIF 度的 X 和 Y 取消性能將受到影響。

Room Installation options

Fig. 3. Installation for TEMs

         and new Lab Builds

Fig. 4. Basic Installation for

TEMs and SEMs

Fig. 5. Minimal Installation

for SEMs

筆記：

X 電纜環：紅色

Y 型電纜環：綠色

線環：藍色

圖 4 顯示了第二好的電纜安裝。自 1991 年推出 SC07 型號以來，它一直與 Spicer Consulting Cancelling 系統一起使用。如果 X 和 Y 電纜直接在顯微鏡柱上方交叉，則效果好。它要求地板上的電纜覆蓋有合適的電纜保護器。

圖 5. 是簡單、成本低的安裝。它通常不需要地板上的電纜。動態范圍和取消的音量更小，因為電纜離立柱更遠。這種安裝會在相鄰房間中產生更大的區域，這可能是不可接受的。

有許多圖 5 安裝在掃描電子顯微鏡上。 SEM。有小列，所以可以容忍小的取消量。他們的安裝通常通過調整傳感器位置來“調整”以找到佳圖像改進的佳位置。

傳感器和安裝座

標準傳感器安裝如下所示。

通過“Sensor SC24/AC”，SC24 提供了從 2.5H 到 5kH 的有用消除。環境場與抵消場之比稱為抵消因子。它是頻率的函數，在 60H 時大于 50。

通過“Sensor SC24/DC+AC”，SC24 提供了從 DC 到 5kH 的有用消除。抵消因子在 DC 時大于 400，在 60H 時大于 100。

“Sensor SC24/DC+AC”包含圍繞其場感測元件的小型亥姆霍茲線圈。它們用于抵消包括地球場在內的環境場的直流分量。復位時，傳感器中的微型計算機調整并記住線圈中的電流，將 X、Y、 傳感器輸出設置為零。重置過程需要 1 秒。如果傳感器被移動，則必須將其復位。

SC24 有兩個傳感器輸入。它可以與一兩個傳感器一起工作。它們必須是相同的類型，AC 或 DC。 SC24 檢測傳感器類型以在抵消反饋回路中選擇正確的濾波器。如果插入不同類型，SC24 會報告傳感器錯誤。

當有兩個傳感器時，SC24 啟用混合器功能。兩個傳感器放置在顯微鏡柱的兩側。 “混合場”是傳感器輸出的加權組合，在兩個傳感器之間創建一個可調節的“虛擬傳感器”。

通過觀察顯微鏡圖像和調整以獲得佳圖像改善來調整混合器。混合字段顯示在 SC24 屏幕上。

當電子顯微鏡改變放大倍數或成像模式時，其磁透鏡可能會在環境場中產生較大的直流變化，從而使抵消系統過載。兩個傳感器可以與色譜柱隔開，過載更少。

“Sensor SC24/AC”會自動調整到新的直流電平，但瞬態可能會使其過載幾秒鐘。在傳感器調整之前可能存在圖像位置漂移。

“傳感器 SC24/DC+AC”對 DC 做出響應，因此使抵消系統過載的 DC 場變化需要重置傳感器以在新的環境場水平下重新啟動操作。 SC24 具有“自動重置”功能，請參閱調整詳細信息部分。