在车库里的电子显微镜。黑色真空

如果您错过了以前的发行版，请务必阅读。

事实证明，显微镜中的前抽真空是继续工作的一个非常重要的因素：)毕竟，最有趣的是获得高真空并启动电子束系统！



为此，您需要恢复扩散（蒸汽-油）泵。它缺少一个重要的部分-加热器，但它可以正常工作，甚至还留下了一定量的天然真空油，称为工作流体。

让我提醒您，扩散泵的工作原理非常简单。在内部倒入油，并通过加热器加热。当它开始沸腾（大约180-200摄氏度）时，其蒸气以超音速的速度通过泵内的特殊喷嘴离开，并凝结在壁上，这些壁从外部进行了专门冷却。一路上，油分子与气体分子发生碰撞，从而使它们更靠近前级泵的入口。
插图从书N.G.Sushkin。电子显微镜。M.，1949年。当时使用汞作为工作流体被认为是正常的，该书甚至提出了一种捕集汞蒸气的装置。但是，关于特殊真空油的优点已经有很多报道。

咖啡机差压泵加热器

我无法立即找到用于泵的特殊加热器，因此产生了在使用不必要的设备的同时提供可用工具的想法。

我的目光投向了古老的滴灌咖啡机KRUPS，该咖啡机是在遥远的90年代购回的（它是德国制造的，而不是现在的大多数家用电器，而是中国制造的），并且诚实地工作了20年。在这种类型的咖啡机中制造咖啡的基础是沸腾管，该沸腾管与燃烧器形式的成品饮料加热器结合在一起。

拆下它，看到一个高质量的1000 W加热元件，里面装满了硅铝矾，甚至在中间有一个孔，通过该孔可以将其固定到扩散器上！



在右边的照片中，您可以看到该表面不是很光滑，仅在几个点处邻接该平面。这需要修复，带有“飞”铣刀的铣刀会有所帮助。

注意，声音很大（实际上声音也一样大），还有第一人称视角！



完成后，将加热器放在扩散泵上，而不必将其从显微镜中取出。我错过了带有KPT-8糊剂的化合物，并且还在其中放置了一个热电偶来观察温度。



我从下方用弹簧压住它，以免热膨胀引起变形。在实验过程中，真空软管不受温度辐射的影响，因此一切正常。另一种情况是不正常的：)

由于咖啡机的加热器功率为1 kW，而泵的功率设计为600瓦，因此打开网络中的加热器是不好的。然后我想起了苏联工业生产的一种称为电子功率调节器RME 100/220的设备。


这是调光器中最常用的晶闸管调节器（尽管现在有其他电路）。

工作原理非常简单：控制元件（晶闸管）会延迟打开，因此交流正弦波的一部分会被切断。在波形图上可以清楚地看到：



根据说明，连接到RME 100/220的最大负载为100瓦。幸运的是，大约30年前，我父亲已经升级了一个这样的RME：他在一个单独的大型散热器上组装了一个功率二极管的二极管桥，并在此放置了一个可控硅。无需更改控制电路；根本没有加热。

出乎意料的是，这个东西很快就被发现了（这是执行自动化的要素之一，一直持续到1990年左右），但是在发现一个问题之后，这种力量几乎是不受监管的。我检查了所有电线，清除了所有灰尘，最后开始蒸发并逐步检查了所有元素。晶闸管，二极管桥上的三个二极管-一切正常。毫无希望，我检查了剩余的最后一个二极管，结果发现它坏了！我将相同的股票从我的股票更改为我的股票，一切都开始正常运行。

从表面上看，在维修过程中，他看起来像这样：


既然一切都准备好了，那么等待什么，让我们开始下载吧！

尝试泵1号。布默

我们连接了一名电工，我们连接了流水以冷却扩散泵（让它直接倒在街上，没有时间等待）。

我们打开加热器，将功率调节器调到最大，打开所有阀（有烟，油蒸气会进入色谱柱内，一切都在油中，但我还没有清洗），看看温度计和压力传感器。

加热器的温度不断上升，糊状物开始冒烟，压力永不下降。将加热器加热到200度，然后冷却。

不动摇。要做的事情...我将热电偶连接到另一个位置-泵本身，以便了解机油而不是加热器的温度。我再次将其打开，开始预热-泵的温度难以达到100度，KPT-8糊剂中的烟雾已经肉眼可见，所有的门都打开了，我进行了通风和加热，实验都一样。

我看，温度开始接近180，然后压力突然变化-开始抽水。 7 * 10 ^ -4托，5 * 10 ^ -4甚至切换到9 * 10 ^ -5托！然后它变慢了（回想一下，显微镜的工作压力为5 * 10 ^ -5 Torr）。

在这里，我毫不怀疑地决定拍照-与其他项目参与者分享，展示成功！



首先，我因加热器发出红色光而感到紧张。这不是我的计划的一部分，而是控制泵的温度，一切正常，在180-190摄氏度之间。当然，我立即给加热器断电，继续冷却扩散器，并继续抽空（泵被加热，油在沸腾，真空仍在抽气），并达到5 * 10 ^ -5托的工作压力惯性。

我继续看照片，发现上面有一个大而美丽的水滴。这是从加热器上掉下来的，我在上面的视频中收获了很多乐趣……我把它

冷却下来，冷却了几天（由于愤怒，开玩笑：）），然后又拆开了。加热器无法恢复，所有东西都熔化了，包括加热元件本身。



但是，怎么回事，为什么接触不良？整个事情变得琐碎了。将加热器安装在泵上的螺柱焊接到阀体内，并且焊接突出到表面上方。我在加热器中已经钻了一个孔，直到螺柱的直径很小。但是突出的接缝在加热器和泵的底部之间提供了一个间隙。加热器过热，KPT-8糊剂不适用于此类间隙（约1毫米）和温度。

尝试泵2号。成功的

不要灰心，我们需要一个新的加热器。阅读了芯片制造商和显微镜论坛上的吸尘器论坛后，我发现我不是唯一一个为泵中的油加热问题感到困惑的人。起初，我想到了各种原始想法。例如，使泵的底部变黑，并放下一对功率为500瓦的卤素灯。或者，放置感应炉，使其加热泵本身的底部。但是这些方法要么太复杂（如果可以并且只需要加热就为什么要放卤素），要么不适合电子显微镜（电磁炉肯定会干扰其对敏感设备的辐射）。

因此，我们从电炉上取下第一枚戒指，然后检查它是否有效。



一根绕组不起作用，第二根绕组不起作用-我们不需要更多。没错，燃烧器的表面在某种程度上生锈了，不是很漂亮，我不想第二次将所有物体重新加热成红色。

我们夹紧车床，打磨表面并在中心钻一个孔。



我们收集一切以尝试抽空。前真空泵，压缩机，用于水的隔膜泵，一桶作为冷却剂的水（冬天在院子里，因此冷却没有问题），电压表，其真空读数以伏特为单位。当时，没有任何美学意义，主要是功能。结果是这样的：



温度计显示的温度为191.1 C，电压表的温度为3.33V。将电压转换为torres的公式：

对于皮拉尼车：

$$

$$\begin{eqnarray} p &=& 10^{4(U-9.031)}\\ \end{eqnarray}$$

对于热阴极：

$$

$$\begin{eqnarray} p &=& 10^{U-7.625}\\ \end{eqnarray}$$

因此，3.3V读数对应的真空度为4.7 * 10 ^ -5托，这是该显微镜的工作压力。成功！实验重复了十次，所以一切都清楚了。

为了更有趣地显示视频中的泵送过程，我执行了以下操作：我从内燃机上取了一个机械磁电机，并将高压输出带到显微镜的锁定室中，以肉眼观察放电如何随压力变化。



视觉真空计甚至基于这种效果。

接下来是什么？

一旦达到真空状态，没有发现大问题，那么您就需要做一点无聊但非常重要的事情：整理所有东西，用工具整理机架，小心地连接和分离电线。我将在未来几天内拍摄有关此视频的视频，并将其发布到我的频道中。您可能已经注意到，我在很长一段时间内发表了这篇文章。这是因为文章“关注”了项目的进度，并且您现在正在实时关注它。

在不久的将来，该计划如下：

• 阴极的安装（同时对阴极组件进行少量改动）
• 高压电源（您需要弄清楚，连接它）
• 用于控制电磁透镜的电子电路原型
• 荧光屏上电子束的可视化

你需要什么

这些文章引起了良好的反响，谢谢！有时他们问我在这个或相关的科普项目中有什么帮助。在我的计划中，还有其他有关电子光学，热磁控溅射的实验。


一如既往，我期待您的评论，并感谢您的观看！

在接下来的系列 -拆除电子光学镜筒。