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SC24外部磁場消除系統

概述

電子顯微鏡必須操作在符合自身對周圍環境的交直流磁場規范的場地。當周遭的磁場改變時會使電子顯微鏡的電子束產生偏折并造成影像解析度下降或影像扭曲。SC24主動式磁場消除系統能針對外部磁場動態變化提供穩定的反向磁場以提升電子顯微鏡的影像品質。

SC24主動式消磁系統主要是由磁場控制器、一或兩個感測探頭及三軸向多芯的線圈組成，并安裝在電鏡房間內以產生反向磁場并改善外部磁場問題。在控制器內有三個電源放大器，主要是驅動電流通過磁場線圈并產生相對的磁場以改善

電鏡周圍的磁場干擾。感測探頭量測改善后的磁場強度，并即時反饋回控制系統以調整回路增益值。系統針對外部磁場變化為自動響應，響應時間小于100微秒。

?改善外部磁場干擾以達到電子顯微鏡對磁場規格的要求

?針對外部磁場改變的瞬間反應時間為100微秒以內

?智能式的觸控面板具備自動參數設定及直流磁場重置功能

?面板同時顯示交流及直流磁場數值并可選擇不同單位( Tesla or Gauss units)

?雙感測探頭設置可以在電子槍內產生一個虛擬感應器

?使用交流感測探頭針對50/60Hz交流電源產生的磁場干擾或:

?使用直流感測探頭針對電車產生的直流干擾或50/60Hz的交流磁場干擾

?控制器具有磁場產生測試功能

?具備乙太網路及USB連接埠選項以提供遠端操作及監控

產品描述

SC24是第四代磁場消除系統，其設計主要是改善外部磁場干擾以提高高解析度的電子顯微鏡或電子束量測設備的效能。

SC24是繼先前SC20的加強版，而SC20在全世界的安裝數量已超過400臺。

消磁方法是產生一個寬頻類比的反向回饋。

內部微電腦控制系統產生反向磁場，并藉由數位信號處理量測磁場強度。

其中一個線圈安裝在電子顯微鏡房間的安裝

SC24可以安裝1或2個交流探頭或2個直流探頭。寬頻帶的直流感測探頭主要是針對周遭環境有直流磁場干擾，其主要是電車或火車所產生的干擾。典型針對SEM磁場干擾改善是提供一個磁場感應探頭并放置在靠近電子槍底部，針對TEMs是提供2個探頭并放置距離電子槍左右各300mm及高度在樣品桿位置做改善。SC24并不會對整個房間做改善，它只會在感應探頭附近做磁場削減。磁場削減的大小及范圍主要是根據磁線圈的設計及產生的反向磁場均勻性來決定的。

SC24的使用者介面是采用LCD觸控式面板，下方的面板顯示典型的1或2個寬頻的直流感測探頭并會在磁場設置完成后顯示“磁場OK”。

產品安裝

展示主要的設計安裝，針對大型所有新建的電子顯微鏡實驗室。

雙回路線圈的尺寸大小是經過計算以達到產生均勻反向磁場。SC24的規格主要是參照此安裝設計。我們通常針對不同房間尺寸提供客制化的線圈，SC24只能正常工作在Spicer consulting客制化的線圈。多芯線圈安裝以紅、綠、藍表示，但實際安裝線圈顏色為黑色或灰色且通常放置在白色塑膠線槽里。下方的線圈安裝部分則是針對新設置的TEM實驗室且有安裝Gatan imaging filter，我們建議將線圈x、y軸線圈埋在地板下面或高架地板下面。

針對既有之電鏡做磁場改善安裝，將線圈埋在地板下不是一個好選擇，我們會建議將x、y 軸線圈安裝在地板上并用橡膠線槽覆蓋保護線圈，但此安裝方式會影響GIF 在x、y 軸的磁場改善效能。

*簡單、低成本的安裝。這通常不需要將線圈安裝在地板上，因為線圈離電子槍較遠，所以對于外部磁場動態變化即可消減的磁場強度效能則降低。

針對掃描式電子顯微鏡則大多采用圖5的安裝，因為電子槍較小，所以只要產生較小的反向磁場加上找尋**化的感測探頭位置還是可以達到**磁場改善的能力。

SC24搭配 SC24/AC感測探頭可提供從2.5Hz到5kHz有效的磁場改善，圖8顯示頻率在60Hz時**消磁因子為50倍。

SC24搭配 SC24/D+AC感測探頭可提供從DC到5kHz有效的磁場改善，圖8顯示針對直流磁場**消磁因子為400倍，頻率在60Hz時**消磁因子為100倍。

“SC24/ DC+AC探頭” 包含了小型的亥姆霍茲線圈且其周圍圍繞了磁場感應元件。他們主要是補償周圍磁場對直流元件的影響，其中也包括地磁的影響。微電腦重置主要是針對感測探頭做零點校正及記憶在線圈電流的數值去設定x、y、z在感測探頭輸出為0；重置時間大約1秒。如果感測探頭被移位則必須重置探頭零點設定。

SC24提供了兩個感測探頭輸入， 它可以工作在一個探頭或兩個探頭下， 但探頭種類必須是相同的， AC或DC當SC24偵測到探頭種類之后會在回饋回路中選擇正確的濾波器， 如果兩個不同種類的探頭接上控制器， 則會在屏幕上顯示錯誤探頭信息。當連接兩個探頭時SC24會自動啟用混合器功能。兩個探頭分別安放在電子槍旁邊，混合器會計算加

權比例來調整探頭電流輸出，并在兩個感測探頭中間產生一個可調變的虛擬感應器。透過觀察電子顯微鏡的影像品質來調整**的混合器參數，混合器的磁場數值會顯示SC24的屏幕上。

當電子顯微鏡改變倍率或影像模式時，通常會產生一個很大的直流磁場變化，而且會對直流探頭產生過載的影響，所以我們通常將探頭擺放距離電子槍較遠但消磁效能佳的位置。

SC24/AC 探頭會自動對直流準位做調整，但會短暫過載幾秒鐘，過程中也許會造成影像飄移。SC24/DC+AC主要是對直流磁場做響應，所以當直流磁場改變并對探頭造成過載時，則需要對新的周遭磁場做歸零。SC24有自動重置歸零的功能。

SC24 內建磁場產生器以產生測試磁場

磁場產生器可以模擬各種不同頻率及波形的磁場來對高解析的電子顯微鏡做測試。

測試的波形可以是弦波或方波，并可以利用如下圖的調整來設定不同的頻率。方波的*小低通濾波頻率為1.6kHz，可自由選擇要測試的方向軸可以同坐消磁及生磁測試(for experts only)。自動重置按鍵可以啟用或停用，也可以設定其靈敏度，當此功能被啟動時會在屏幕上顯示。自動重置設定也可以設定反應誤差，一般出廠設定

為500nT 到5 秒。

網路

SC24 具備USB 及乙太網路。未來可藉由客戶的電腦來進行軟件的安裝，軟件大致包含遠端操控SC24 及長時間對環境磁場變化的監控。

規格

單位Gauss， Tesla

FIELD CANCELLING

Co-ordinates X， Y， Z rectangular Cartesian

Components cancelled X， Y， Z fields

外部動態**消磁能力 (X & Y)NOTE 1 4.8 μT峰峰值(installation Fig. 3)

外部動態**消磁能力 (Z)NOTE 1 3.3μT峰峰值????(installation Fig. 3)

1.采用 SC24/AC探頭

消磁因子> 50 X at 50/60 Hz 帶寬2.5 Hz - 5000Hz

消噪上限(0.5 to 5000Hz)0.6 nT RMS total

2.采用 SC24/DC+AC探頭

周遭直流磁場強度± 200 μT max??

消磁因子> 100 X at 50/60 Hz

> 400 X at DC (incremental) Bandwidth DC - 5000 Hz

消噪上限(DC to 5000Hz)0.7 nT RMS total

直流漂移NOTE 3??< 2 nT/ 24 hours

磁場量測

種類及時磁場量測

交流有效值峰峰值

DisplayDC incremental (Sensor SC24/DC+AC)

LCD觸控螢幕詳見產品敘述

探頭動態工作范圍4.2 μT峰峰值

精準度NOTE 2± 1.0 % of reading ± 1 nT

X， Y， Z real time field outputs

刻度10 V/μT (1.0V/mG)

范圍± 12 Volts

來源阻抗值10 k

連接頭3 x BNC

帶寬25 Hz - 10 kHz (Sensor SC24/AC

DC - 10 kHz (Sensor SC24/DC+AC)

測試磁場產生器

正弦波AC line frequency (50/60Hz) - line locked

方波0.1， 0.2， 0.5， 1， 2， 5， 10， 20， 50， 100， 200， 500， 1000， Hz

電源 120/240V 50/60Hz， 100VA