[發明專利]一種帶低溫泵的表面分析系統

無效

• 申請號: 201310291315.1
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103383322A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 許令順;武義鋒;徐中堂;仰葉;周家屹
• 申請（專利權）人: 安徽萬瑞冷電科技有限公司
• 主分類號: G01N1/42
• 分類號: G01N1/42
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

????本發明涉及表面分析系統領域，具體為一種帶低溫泵的表面分析系統。

背景技術

科研生產中使用的很多分析測試儀器需要在超高真空系統中進行，并且為了得到更豐富的信息，還需要對所分析測試的樣品進行降溫，如在表面科學研究中，一般需要把樣品降至80?K，甚至50?K以下的溫度才能滿足分子吸附的條件。

樣品低溫的獲得則通過液氮或液氦進行冷卻。如圖2所示，是一套表面分析系統。腔體的下端安裝有一臺離子泵和分子泵，用來抽氣獲得和維持超高真空。上端安裝的是一臺樣品架，樣品架的中心是一根直管，用來盛放液氮或液氦。在直管的底端安裝有一方塊形的銅塊，銅塊底部安裝樣品。在分析測試過程中，需要不斷的注入液氮或液氦將銅塊冷卻，然后再將樣品冷卻。按平均每天實驗時間6小時計算，一天大約需要消耗5?L液氮或液氦。在氮及氦資源稀缺的情況下，這種冷卻方式存在稀缺資源消耗較大的問題。

另外，由于樣品架的安裝方向具有不確定性，有時候需要安裝水平方向的樣品架，此時樣品的降溫就會存在一些問題，只能通過機械泵抽空產生壓差來實現液氮/氦的循環，達到降溫效果。這種方式對液氮/氦的損耗非常大。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶低溫泵的表面分析系統，以解決現有技術表面分析系統對樣品的冷卻會消耗液氮或液氦的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種帶低溫泵的表面分析系統，包括有真空腔體，真空腔體上安裝有樣品架，所述樣品架中心豎直安裝有直管，直管底端從真空腔體頂部伸入真空腔體內，且直管底端安裝有方形銅塊，銅塊的底部設為安裝樣品的安裝面，其特征在于：還包括由泵體和制冷機構成的低溫泵，所述低溫泵的泵體安裝在真空腔體底部，制冷機安裝在泵體側部，泵體中設置有吸附陣，所述制冷機的二級冷頭與泵體中的吸附陣側部接觸以冷卻吸附陣，所述銅塊底部連接有多根銅絲組成的銅導線，銅導線另一端分別連接至泵體中的吸附陣上。

所述的一種帶低溫泵的表面分析系統，其特征在于：所述銅塊與直管底端之間設置有絕緣樹脂材料層。

本發明利用制冷機為低溫泵降溫的同時也給樣品降溫，在獲得、維持真空的同時也可以獲得樣品的低溫；本發明樣品的最低溫度可以低至25?K，完全滿足于表面分析實驗需要，無須耗費液氮或液氦，并且比一般的液氮或液氦降溫獲得的溫度更低，進而獲得更多的實驗信息。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為現有技術表面分析系統結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示。一種帶低溫泵的表面分析系統，包括有真空腔體1，真空腔體1頂部安裝有樣品架2，樣品架2中心豎直安裝有直管3，直管3底端從真空腔體1頂部伸入真空腔體1內，且直管3底端安裝有方形銅塊4，銅塊4的底部設為安裝樣品9的安裝面，還包括由泵體5和制冷機6構成的低溫泵，低溫泵的泵體5安裝在真空腔體1底部，制冷機6安裝在泵體5側部，泵體5中設置有吸附陣7，制冷機6的二級冷頭與泵體5中的吸附陣7側部接觸以冷卻吸附陣7，銅塊4底部連接有多根銅絲組成的銅導線8，銅導線8另一端分別連接至泵體5中的吸附陣7上。銅塊4與直管3底端之間設置有絕緣樹脂材料層。

本發明在真空腔體的底部安裝一臺低溫泵，低溫泵由泵體和一臺G-M制冷機組成，制冷機的二級冷頭冷卻泵體內的吸附陣，其溫度低于20?K。真空腔體頂部安裝一套簡易的樣品架，樣品架中心直管底端安裝有銅塊，銅塊的底部固定著樣品。在銅塊與樣品架之間墊有絕熱樹脂材料，可以減少銅塊的熱損耗。在銅塊的底部連有一條由許多根銅絲組成的銅導線，銅導線的另一端連接到低溫泵的吸附陣處。這樣吸附陣的冷量可以通過銅導線傳輸至樣品架上的銅塊，進而冷卻樣品。樣品的溫度最低可以達25?K左右。并且連接的銅導線也可以滿足樣品自由旋轉和移動。