[發明專利]一種用于掃描電鏡樣品臺升降防撞裝置

在審

• 申請號: 201610352119.4
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN107437487A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 王平;王國棟
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: H01J37/20
• 分類號: H01J37/20;G01N23/22
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司31254
• 代理人: 王月珍

技術領域

本發明涉及理化檢測設備領域，特別是涉及一種用于掃描電鏡樣品臺升降防撞裝置。

背景技術

掃描電鏡是現代冶金企業重要的理化檢測儀器設備，目前該類設備主要從歐、美、日等國家進口，此類設備價格昂貴，按不同的設備配置平均每臺(套)約20～40多萬美元。掃描電鏡主要是利用二次電子、背散射電子等信號成像來觀察樣品的表面形態，即在真空中用極狹窄的電子束去掃描樣品，通過電子束與樣品的相互作用產生各種效應，其中主要是樣品的背散射電子、二次電子等發射，可直接利用樣品表面材料的物質性能進行微觀成像。掃描電鏡的優點是：①有較高的放大倍數，20倍～20萬倍之間連續可調；②有很大的景深，視野大，成像富有立體感，可直接觀察各種樣品凹凸不平表面的細微結構；③樣品制備簡單，可以同時進行顯微組織性貌的觀察和微區成分分析，是進行鐵鋼材料分析觀察和檢測重要的大型儀器設備。

掃描電鏡是利用電子束在真空環境中按一定運動規律，對測量樣品表面進行連續掃描，被測樣品約束在掃描電鏡樣品平臺上，按照檢測需要樣品平臺可進行前后、左右、上下、旋轉和傾斜移動，以完成樣品指定微區的形貌和化學成分的檢測分析。從掃描電鏡的結構可知，電子槍發射的電 子經正極高壓加速，并由磁透鏡進行聚焦再經掃描線圈控制偏轉，在樣品上掃描激發出背散射電子、二次電子，由相應的探測器捕捉和信號轉換放大。各種樣品具有凹凸不平表面，為了保證掃描電鏡對樣品形貌的觀察得到質量良好的分辨率，必須通過樣品平臺的升級使樣品表面保持與電子束聚焦點合適的工作距離，即物鏡下表面到樣品表面的距離，但由于每次放入掃描電鏡樣品室中不同樣品高度不一樣，且每個樣品上的不同區域的形貌起伏也不同，這都可使得工作距離發生變化。所以在掃描電鏡操作時對工作距離要進行標定，即通過樣品高度的升降得到樣品上不同高度的微區最佳聚焦距離，從而獲取高質量的樣品形貌圖像。

專利CN201320147732.4公開了一種易于固定和調整試樣的掃描電鏡樣品臺，以解決目前樣品臺難以對不規則大試樣固定和調整角度的問題。它包括通過中心螺絲與掃描電鏡的機械部分相連的圓形基座，在圓形基座周圍環形布置有三塊可升降擋板，可升降擋板底部通過螺絲分別與基座相連并可各自實現升降，可升降擋板的升降范圍為基座以上0～10mm。通過分別調節各升降擋板的高度，可對不規則的試樣進行支撐，在試樣臺移動和傾斜的過程中不會滑動，而且可以調出不規則試樣的最佳觀察角度，提高掃描電鏡的觀察質量。

專利CN201310727245.X公開了涉及高度調節式掃描電鏡樣品座，包含用于放置樣品及調整樣品位置的旋轉基座、固定于樣品臺上的套筒和彈簧，旋轉基座的下底面凸設有中心軸，中心軸上套置有彈簧，中心軸的下端通過螺紋與套筒相旋接，彈簧的上端與旋轉基座的下底面相抵接，彈簧的下端與套筒的上頂面相抵接。可以同時對不同高度的樣品進行測試，在 測試前可以靈活的對樣品位置進行調整，使樣品待檢測面接近同一高度，提高了樣品的檢測質量和效率。

現有掃描電鏡對樣品升降運動的防撞措施，首先粗略估算出被測樣品大致高度和放置在樣品平臺后的累計高度，隨后在操作軟件中輸入累計高度，使用中樣品升降高度不會高于設定值，如果估算出錯或樣品放置出現誤差，本來樣品就在離背散射電子探測器很近的距離進行檢測，這樣極易發生樣品撞擊背散射電子探測器造成報廢，每個探測器價值5萬多人民幣。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明利用高精度平行激光束面掠過掃描電鏡的背散射探測器下方，平行激光束與背散射探測器的空間距離可以設定，平行激光束為上方的探測器提供空間位置限位保護，當樣品上升時如果遮擋住激光束面中如何一分光軸時，激光接收器就會輸出遮擋信號給驅動放大電路，驅動放大電路控制升降電機立即停止運行，防止樣品異常上升碰撞背散射探測器。

本發明所采用的技術方案是：