[發(fā)明專利]一種用于超低溫銑削和成像的液氮液位控制裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210727392.6
• 申請(qǐng)日: 2022-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN115097872A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁菁;駱清銘;田洺宇;潘慧娟;范國(guó)慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)蘇州腦空間信息研究院
• 主分類號(hào): G05D9/12
• 分類號(hào): G05D9/12
• 代理公司: 杭州宇信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33401
• 代理人: 王健

1.一種用于超低溫銑削和成像的液氮液位控制裝置，包括位置固定的銑削模塊和成像模塊，其特征在于，還包括：液氮儲(chǔ)罐、緩沖罐和樣本槽，所述液氮儲(chǔ)罐與所述緩沖罐連通，用于向所述緩沖罐提供液氮，所述緩沖罐連通有出液管和抽液管，分別用于向所述樣本槽內(nèi)加注液氮和抽吸液氮，所述樣本槽為移動(dòng)設(shè)置，所述銑削模塊上固定有溫度傳感器，所述抽液管位于所述緩沖罐外的一端為抽液端，所述抽液端的高度可調(diào)且低于所述溫度傳感器的高度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超低溫銑削和成像的液氮液位控制裝置，其特征在于，所述緩沖罐上開設(shè)有抽液口，所述抽液管包括主管和端管，所述主管位于所述緩沖罐內(nèi)且與所述抽液口固定，所述端管位于所述緩沖罐外且與所述抽液口可拆卸連接，所述抽液端為所述端管遠(yuǎn)離所述抽液口的一端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超低溫銑削和成像的液氮液位控制裝置，其特征在于，所述抽液管位于所述緩沖罐外的一端設(shè)置有過濾器。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超低溫銑削和成像的液氮液位控制裝置，其特征在于，所述溫度傳感器的高度為h1，所述抽液端的高度為h2，4mm≤h2-h1≤6mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于超低溫銑削和成像的液氮液位控制裝置，其特征在于，還包括三維平移臺(tái)，所述樣本槽固定在所述三維平移臺(tái)上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超低溫銑削和成像的液氮液位控制裝置，其特征在于，所述緩沖罐頂部設(shè)置有抽氣裝置，所述抽氣裝置還包括軟管、換熱器和抽氣泵，所述軟管依次連接所述緩沖罐、所述換熱器和所述抽氣泵。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于超低溫銑削和成像的液氮液位控制裝置，其特征在于，所述緩沖罐的頂部還設(shè)置有排氣口，所述排氣口設(shè)置有排氣電磁閥，所述軟管設(shè)置有抽氣電磁閥，所述出液管上設(shè)置有氣動(dòng)閥，所述出液管位于所述緩沖罐外的一端可拆卸設(shè)置有噴嘴。

8.一種用于超低溫銑削和成像的液氮液位控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，加液：樣本槽運(yùn)動(dòng)至出液管處且使樣本槽內(nèi)的樣本表面低于溫度傳感器的高度，緩沖罐內(nèi)的液氮通過出液管進(jìn)入到樣本槽內(nèi)，當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到溫度不高于第三設(shè)定值時(shí)，出液管停止加液，第三設(shè)定值范圍為-190℃～-196℃；

S2，銑削：樣本槽運(yùn)動(dòng)至銑削模塊處，銑削模塊對(duì)樣本槽內(nèi)的樣本表面進(jìn)行銑削，露出新一層的樣本表面；

S3，抽液：調(diào)整抽液端的高度，樣本槽運(yùn)動(dòng)至抽液管處，樣本槽內(nèi)的液氮通過抽液管進(jìn)入到緩沖罐內(nèi)，當(dāng)樣本槽內(nèi)的液氮液面低于抽液端高度時(shí)，抽液停止；

S4，沖洗：樣本槽運(yùn)動(dòng)至出液管處，緩沖罐內(nèi)的液氮通過出液管進(jìn)入到樣本槽內(nèi)，對(duì)樣本槽內(nèi)新一層的樣本表面進(jìn)行沖洗；

S5，成像：樣本槽運(yùn)動(dòng)至成像模塊處，成像模塊對(duì)新一層的樣本表面進(jìn)行成像；

S6，重復(fù)S1-S5，直到完成所需層數(shù)的成像為止。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于超低溫銑削和成像的液氮液位控制方法，其特征在于，S1中加液和S4中沖洗時(shí)，緩沖罐內(nèi)為常壓環(huán)境，液氮通過重力作用從出液管進(jìn)入到樣本槽內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于超低溫銑削和成像的液氮液位控制方法，其特征在于，S3中抽液時(shí)，緩沖罐內(nèi)為負(fù)壓環(huán)境，液氮由于負(fù)壓抽吸作用從抽液管進(jìn)入到緩沖罐內(nèi)。