التطبيقات

يتضمن مبدأ التعليب SEالإلكترون Mالمجهر (SEM) انبعاث شعاع الإلكترون من مسدس الإلكترون، الذي يتم تسريعه بواسطة مجال كهربائي. يقوم شعاع الإلكترون بمسح العينة سطحًا تلو الآخر، مما يثير العينة لإصدار إشارات فيزيائية متنوعة. يتم جمع هذه الإشارات بواسطة أجهزة الكشف وتحويلها إلى إشارات فيديو بترتيب تسلسلي ومتناسب. من خلال الكشف عن إشارة معينة، وتضخيم إشارة الفيديو، ومعالجة الإشارة، يتم الحصول على صورة مسح تعكس ميزات سطح العينة على شاشة العرض. المشكلات الشائعة: 1. هل تؤثر الطبيعة المغناطيسية للعينة على اختبار SEM؟ أ. تداخل المجال المغناطيسي: يتم تركيز شعاع الإلكترون في SEM بواسطة العدسات الكهرومغناطيسية. قد تولد العناصر المغناطيسية في العينة مجالًا مغناطيسيًا يتداخل مع مسار شعاع الإلكترون، مما يؤدي إلى تشويه الصورة أو انخفاض الدقة. ب. كشف الإشارة: يشكل SEM الصور عن طريق اكتشاف Sالإلكترونات الثانوية E، Back-S متناثرة Eالإلكترونات، وغيرها من الإشارات الناتجة عن التفاعل بين الإلكترونات والعينة. إذا كانت العينة تحتوي على عناصر مغناطيسية، فقد تؤثر هذه العناصر على تشتت الإلكترون واكتشافه، مما قد يؤثر على جودة الصورة ودقة التحليل التركيبي. ج. Sالعينة التحضير: العيناتقد تمثل العينات التي تحتوي على عناصر مغناطيسية تحديات أثناء التحضير، حيث قد تلتصق هذه العناصر بالأسطح المغناطيسية الأخرى. لذلك، قد تكون هناك حاجة إلى تقنيات تحضير عينة خاصة لضمان استقرار العينة وتمثيلها. د. التحليل التركيبي: خلال Eالطاقة Dمشتت Sبكترومتر (EDS) التحليل، إذا كان العينة تحتوي على عناصر مغناطيسية، وقد تغير مجالاتها المغناطيسية مسار الأشعة السينية، مما قد يؤثر على اكتشاف الأشعة السينية. ه. تأثيرات التسخين: في بعض الحالات، قد يؤدي التفاعل بين شعاع الإلكترون والعينة إلى توليد حرارة. إذا كانت العينة تحتوي على عناصر مغناطيسية، فقد يتسبب هذا التسخين في حدوث تغييرات مغناطيسية محلية في العينة، مما قد يؤثر على نتائج تحليل SEM. 2. ما هي تأثيرات العينات المشعة على اختبار SEM؟ أ. Sالنموذج الاستقرار: يمكن أن تتسبب عمليات التحلل الإشعاعي في حدوث تغييرات في بنية العينة، مما يؤثر على استقرار نتائج التحليل وإمكانية تكرار نتائجها . ب. Sالعينة التسخين: قد يؤدي التحلل الإشعاعي إلى توليد حرارة، مما يؤدي إلى تسخين موضعي أو شامل للعينة، مما قد يؤثر على البنية المجهرية العينة والتفاعل مع شعاع الإلكترون. ج. تداخل الإشارة: العينة المشعة قد تنبعث منها جسيمات ألفا، أو جسيمات بيتا، أو أشعة جاما، والتي يمكن أن تتداخل مع أجهزة الكشف في SEM، مما يؤدي إلى زيادة ضوضاء الصورة وتدهور جودة التصوير. د. تراكم الشحنة: الجسيمات المشحونة المنبعثة من العيناتالمشعة قد تتراكم الشحنات على العينة أو في المنطقة المجاورة، مما قد يؤثر على الإلكترون تركيز الشعاع ومسحه ضوئيًا، مما يؤثر على دقة الصورة وتباينها. ه. تلف الكاشف: من المحتمل أن يؤدي الإشعاع الإشعاعي إلى إتلاف الكاشفات المستخدمة لاكتشاف الإلكترونات الثانوية والعودة-الإلكترونات المتناثرة في SEM، مما يقلل من أدائها وعمرها. و. تداخل التحليل: إذا كان SEM مزودًا بـ Eطاقة Dمشتت Sبكترو (EDS) أو أدوات التحليل الأخرى، قد يتداخل الإشعاع الإشعاعي مع الكشف بالأشعة السينية، مما يؤدي إلى نتائج غير دقيقة. 3. هل العينة استقرارها مهم لاختبار SEM؟ سيعد استقرار Pecimen أمرًا بالغ الأهمية لاختبار SEM في ظل بيئة عالية الفراغ وتشعيع مكثف لشعاع الإلكترون. قد يتسبب شعاع الإلكترون عالي الطاقة في تبخر أو ...

مع الاستخدام الواسع النطاق لأشعة جاما في الصناعات والزراعة والطب والغذاء، أصبح القياس الدقيق لجرعة الإشعاع ذا أهمية متزايدة. EPR يُعد مقياس الطيف حاليًا الطريقة المباشرة الوحيدة لاكتشاف الإلكترونات غير المتزاوجة في العينة، مما يسمح بقياس جرعة الإشعاع بدقة عن طريق اكتشاف الجذور الحرة المتولدة في المادة المشععة. يمكن تصنيف الجرعة الإشعاعية إلى جرعة منخفضة (أقل من 1 كيلو جراي)، وجرعة متوسطة (1-10 كيلو جراي)، وجرعة عالية (أكبر من 10 كيلو جراي)، ويمكن أن تتراوح آثارها من عدم وجود أعراض سريرية إلى أعراض حادة. والأعراض السريرية القاتلة المبكرة، والوفاة المبكرة. بعد عقود من البحث، تم تطوير طرق كيميائية وفيزيائية وبيولوجية مختلفة لقياس جرعة الإشعاع، بما في ذلك المنتجات متعددة الوسائط ذات المؤشرات الصوتية الضوئية. مع تطور علم الأحياء الجزيئي، تم التعرف على أن بعض الجزيئات البيولوجية، مثل الكروموسومات، حساسة للإشعاع ويمكن استخدامها لقياس جرعة الإشعاع. ومع ذلك، عند الجرعات الإشعاعية العالية، يمكن أن يؤدي تعطيل الجزيئات البيولوجية إلى إعاقة عملية الكشف، وتتطلب مقاييس الجرعات البيولوجية القائمة على هذا المبدأ أوقاتًا أطول لمعالجة العينات وتحليلها. عندما يتم تشعيع مادة ما بواسطة إشعاعات أو نيوترونات مختلفة، فإنها تولد جذورًا حرة. لذلك، يعد استخدام التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي الإلكتروني (EPR) للكشف عن الجذور الحرة المتولدة في المادة المشععة طريقة مباشرة ومريحة. تسمى مقاييس الجرعات المصممة بناءً على EPR لهذا الغرض مقاييس الجرعات EPR، والتي تتمتع بمزايا فريدة مقارنة بمقاييس الجرعات الأخرى: حساسية عالية للكشف عن مستويات الجرعات ذات الأهمية السريرية يوفر بيانات محددة وموثوقة للغاية وبدقة كافية نطاق تغطية واسع مناسب للكشف السريع يمكن العمل في بيئات مختلفة غير جراحي وغير مدمر للعينة أدوات متخصصة سهلة التشغيل الحالة 1: اختبار تشعيع الأغذية تشعيع الأغذية هو عملية استخدام الإشعاع لتأخير بعض العمليات الفسيولوجية (مثل الإنبات والنضج) في الأغذية الطازجة أو لمعالجة الأغذية لأغراض مثل مكافحة الحشرات والتطهير والتعقيم والوقاية من العفن، وبالتالي إطالة مدة صلاحيتها وتثبيتها وتحسين جودتها. تنتج الأطعمة المختلفة، بما في ذلك اللحوم والعظام والفواكه والفواكه المجففة والمواد الغذائية، إشارات EPR قابلة للاكتشاف للجذور الحرة عند تعريضها للإشعاع. وترتبط شدة إشارة الجذور الحرة بطبيعة المواد المختلفة وطرق المعالجة، وخاصة الجرعة الإشعاعية. تقنية EPR هي الطريقة الأكثر مباشرة للكشف عن الجذور الحرة. الشكل 1يُظهر أطياف EPR لعلامة تجارية معينة من الحليب المجفف قبل وبعد التشعيع، بجرعات إشعاعية تبلغ 0 كيلو جرامي، و2.0 كيلو جرامي، و4.0 كيلو جرامي، و6.0 كيلو جرامي، و8.0 كيلو جرامي. يمكن ملاحظة من الشكل أنه لا توجد تقريبًا إشارة EPR يمكن اكتشافها قبل التشعيع، ولكن بعد التشعيع، تظهر إشارة جذرية حرة واضحة بقيمة g قريبة من 2.0، وتزداد شدتها خطيًا مع الجرعة . الشكل 1: أطياف EPR للحليب المجفف عند جرعات تشعيع تبلغ 0 كيلو جراي، 2 كيلو جراي، 4 كيلو جراي، 6 كيلو جراي، و 8 كيلو جراي الحالة 2: الوقاية من الأمراض المهنية وعلاجها تحظى الوقاية من الأمراض المهنية وعلاجها بأهمية كبيرة في تقييم الحالة الصحية للعاملين حول المنشآت النووية. في أوائل الثمانينيات، اختارت الوكالة الدولية للطاقة الذرية (IAEA) الألانين كمقياس للجرعات العالية من الإشعاع ووحدت نظام قياس الألانين-EPR. يمكن أن يشكل الألانين جذورًا حرة مس...

درجة الحرارة متطلبات درجة الحرارة Eللإلكترون Mالمجاهر ليست مرتفعة بشكل خاص. عادة، تكون درجات الحرارة حوالي 26 درجة مئوية في الصيف و20 درجة مئوية في الشتاء مقبولة للراحة وكفاءة الطاقة. ومع ذلك، فإن معدل تغير درجة الحرارة مهم، حيث تكون المتطلبات الشائعة ≥0.5 درجة مئوية / 3 دقائق أو .50.5 درجة مئوية / 5 دقائق. يمكن لأنظمة تكييف الهواء المركزية عالية الجودة عادةً تلبية هذه المتطلبات. على سبيل المثال، تمتلك إحدى العلامات التجارية الشهيرة لمكيفات الهواء المنفصلة دورة مدتها أربع دقائق مع تقلبات في درجات الحرارة تبلغ حوالي درجة واحدة مئوية. عادةً لا يوفر استخدام أنظمة تكييف الهواء الدقيقة فوائد كبيرة من حيث السعر وتكاليف الصيانة وقابلية التطبيق. من الناحية العملية، Hعالية الدقة Eإلكترون Mتميل المجاهر إلى أن تكون كبيرة الحجم ولها سعات حرارية أكبر. وطالما أن التباين في درجات الحرارة داخل الغرفة ليس كبيرا، فمن غير المرجح أن يكون للتقلبات الطفيفة خلال فترة قصيرة تأثير ملحوظ. من المهم تجنب درجات الحرارة المنخفضة بشكل مفرط في غرفة المجهر الإلكتروني لمنع التكثيف وتقطر الماء على أنابيب مياه التبريد، وأنابيب النيتروجين السائل، وقوارير ديوار. على سبيل المثال، كانت هناك حالة تعرضت فيها لوحة دائرة طيفية قديمة الطراز تم وضعها بشكل غير صحيح تحت دورق ديوار للنيتروجين السائل للتلف بسبب تقطير التكثيف. فيما يتعلق بغرف المعدات المساعدة، مثل تلك التي تحتوي على خزانات مياه التبريد وضواغط الهواء ووحدات إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS) ومضخات التفريغ، فمن الضروري حساب السعة المطلوبة لنظام تكييف الهواء بناءً على تبديد الحرارة المقدم في مواصفات المعدات. إذا كانت درجة الحرارة في غرفة المعدات المساعدة مرتفعة جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى تقليل كفاءة التبريد لخزان مياه التبريد وزيادة الانجراف الحراري للعدسات. لذلك يوصى بإبقاء درجة الحرارة في غرفة المعدات المساعدة أقل من 35 درجة مئوية طوال العام. حالرطوبة تتطلب العينات المجمدة متطلبات رطوبة عالية، ويفضل بعض المستخدمين رطوبة نسبية أقل من 25%. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي الرطوبة المنخفضة للغاية إلى تفريغ الكهرباء الساكنة. ولمعالجة هذه المشكلة، يمكن تحريك آلة تحضير الكسر بالتجميد بالقرب من المجهر الإلكتروني لتقليل وقت تعرض العينات المجمدة، وبالتالي تقليل متطلبات الرطوبة. عادةً ما تكون الرطوبة النسبية التي تقل عن 65% كافية لغرفة المجهر الإلكتروني، وهو متطلب منخفض نسبيًا يمكن أن تلبيه معظم أنظمة تكييف الهواء بسهولة (بافتراض أن باب الغرفة مغلق وأن وقت دخول وخروج الأفراد هو مصغر). إذا كان المبنى تم تشييده حديثًا خلال عام، فقد يستغرق الأمر بعض الوقت للتخلص من رطوبة المبنى. في مثل هذه الحالات، يمكن إضافة مزيل الرطوبة لتنظيم الرطوبة. تدفق الهواء هناك اعتبار آخر وهو تدفق الهواء من نظام تكييف الهواء. في معظم الحالات، طالما أن منافذ تكييف الهواء (سواء كانت مثبتة أو من نوع الخزانة) لا تواجه عمود المجهر مباشرة أثناء التخطيط التخطيطي لغرفة المجهر الإلكتروني، فإن مسألة تدفق الهواء بشكل عام ليست مصدر قلق كبير. بالنسبة للميكروسكوب الإلكترونيالمرتفع الطلب، يمكن التفكير في استخدام أكياس القماش لتزويد الهواء. كما هو موضح في صيغة تدفق الهواء = سرعة الهواء × منطقة مخرج الهواء، فإن زيادة مساحة مخرج الهواء يمكن أن تقلل من سرعة الهواء مع الحفاظ على نفس تدفق الهواء. حالة ناجحة من إحدى الجامعات تتعلق بمساحة 50 مترًا مربعًا تقريبًا مجهر إلكترونيغرفة ذات مخطط أرضي مربع تقريبًا...

كما هو معروف، تتطلب المعدات الكهربائية التأريض لحماية السلامة. يجب أن يكون الغلاف الخارجي أو الأجزاء المعدنية المكشوفة للأجهزة المختلفة متصلاً مباشرة بالأرض لضمان أنه في حالة حدوث ماس كهربائي أو تسرب، يظل الجهد الكهربي الموجود على الغلاف أو الأجزاء المعدنية المكشوفة ضمن نطاق آمن للاتصال البشري ( يحدد معيار السلامة الحالي جهدًا لا يتجاوز 24 فولت)، وبالتالي ضمان السلامة الشخصية. المجاهر الإلكترونية M ليست استثناءً وتتطلب أيضًا التأريض من أجل السلامة. في حالة حدوث تسرب في النظام، يتم توفير مسار تفريغ لضمان سلامة المشغلين أو موظفي الصيانة. ومع ذلك، هناك متطلبات خاصة لـ Eالإلكترون Mالمجهر. يعمل سلك التأريض للمجهر الإلكتروني كنقطة مرجعية مشتركة "لجهد الصفر" لمختلف الأنظمة الفرعية داخل المجهر الإلكتروني (مثل أجهزة الكشف، ومضخمات معالجة الإشارات، والتحكم في شعاع الإلكترون، وما إلى ذلك)، والجهد يجب أن تكون مستقرة عند الصفر المحتمل. من الناحية النظرية، يعتبر سلك التأريض بمثابة نقطة مرجعية ذات جهد صفري. ومع ذلك، من الناحية العملية، عندما يكون هناك تيار في دائرة التأريض (يشار إلى هذا التيار عادةً باسم تيار التسرب أو التيار الأرضي، وهو المجموع المتجه لتيارات التسرب الناتجة عن المعدات الكهربائية المختلفة)، فإن أي طرف تأريض في دائرة التأريض سيكون للدائرة جهد أرضي (لأن مقاومة التأريض لأي سلك تأريض، على الرغم من صغرها، لا يمكن أن تكون صفرًا، وفقًا لقانون أوم V = IR، فإن الجهد الأرضي V لن يكون صفرًا عندما يكون تيار التسرب I غير صفر). على الرغم من أن هذا الجهد الأرضي عادةً ما يكون ضئيلًا، بالنسبة إلى Eالإلكترون Mالمجاهر التي غالبًا ما تحتاج إلى تكبير الصور بعشرات الآلاف إلى ملايين المرات، فإن غالبًا ما يكون التأثير الناتج كبيرًا ولا يمكن تجاهله. يتسبب تقلب الجهد الأرضي بشكل مباشر في حدوث آثار مشابهة للمجالات المغناطيسية وتداخل الاهتزازات عند الحواف الرأسية للصورة الممسوحة ضوئيًا، وفي الحالات الشديدة يمكن أن يسبب اهتزاز الصورة. الحل لهذه المشكلة بسيط، وهو إنشاء دائرة تأريض مخصصة خصيصًا للمجهر الإلكتروني، والتي يشار إليها باسم "الحلقة الأرضية الواحدة". يؤدي هذا إلى منع التداخل من تيارات التسرب للأجهزة الكهربائية الأخرى الموجودة على نفس دائرة الطاقة إلى Eالإلكترون Mالمجهر. لاحظ أن جسم التأريض وسلك التأريض وطرف التأريض يجب أن تكون جميعها مستقلة وغير متصلة بأي جسم موصل لضمان الاستقلال الكامل لسلك التأريض. يجب تجنب الأخطاء الشائعة التالية: 1) عدم تركيب جسم تأريض مستقل تمامًا، ولكن مجرد وضع سلك تأريض متصل بجسم تأريض مشترك. 2) على الرغم من وجود جسم تأريض منفصل، إلا أن سلك التأريض أو طرف التأريض متصل بسلك أرضي مشترك أو أجهزة كهربائية أخرى. 3) حاول تجنب استخدام "صناديق الأطراف متساوية الجهد" التي تكون عادةً متصلة بالسلك الأرضي المشترك أو تكون قصيرة إلى عارضات فولاذية خفيفة. 4) حاول تجنب استخدام سلك تأريض واحد لاثنين أو أكثر من المجاهر الإلكترونية (بعض المستخدمين لديهم مجاهر متعددة ويترددون في تركيب سلك تأريض منفصل لكل مجهر). 5) عدم استخدام الموصلات المعدنية الموجودة تحت الأرض كجسم التأريض، مثل قضبان التسليح في العوارض السفلية للمباني، لأنها ملكية عامة. لا تستعير جسم التأريض لنظام التيار الضعيف، فهي غير موثوقة. إن متطلبات مقاومة التأريض للمجاهر الإلكترونية ليست عالية في الممارسة العملية. قبل بضع سنوات، كانت هناك علامة تجارية معينة تتطلب مقاومة أقل من 100 أوم. حاليًا، تتطلب مع...

أولاً، دعونا نناقش أسباب الاهتزازات ذات التردد المنخفض. أثبتت الاختبارات المتكررة أن الاهتزازات ذات التردد المنخفض تنتج في المقام الأول عن رنين المبنى. تتشابه مواصفات البناء للمباني الصناعية والمدنية عمومًا من حيث ارتفاع الأرضية، والعمق، والامتداد، ومقاطع العوارض والأعمدة، والجدران، وعوارض الأرضية، وألواح الطوافة، وما إلى ذلك. وعلى الرغم من أنه قد تكون هناك بعض الاختلافات، خاصة فيما يتعلق بالرنين منخفض التردد، ويمكن تحديد الخصائص المشتركة. وإليك بعض الأنماط التي لوحظت في اهتزازات البناء: 1. تميل المباني ذات المخططات الأرضية الخطية أو النقطية إلى إظهار رنين أكبر منخفض التردد، في حين أن المباني ذات الأشكال الأخرى مثل T أو H أو L أو S أو U لها رنين أصغر. 2. في المباني ذات المخططات الأرضية الخطية، غالبًا ما تكون الاهتزازات على طول المحور الطويل أكثر وضوحًا من تلك الموجودة على طول المحور القصير. 3. في نفس المبنى، عادةً ما يتعرض الطابق الأول بدون طابق سفلي لأصغر الاهتزازات. ومع زيادة ارتفاع الأرضية، تزداد الاهتزازات سوءًا. الاهتزازات في الطابق الأول من المبنى الذي يحتوي على طابق سفلي تشبه تلك الموجودة في الطابق الثاني، وعادة ما يتم ملاحظة أقل الاهتزازات في أدنى مستوى من الطابق السفلي. 4. تكون الاهتزازات العمودية بشكل عام أكبر من الاهتزازات الأفقية وتكون مستقلة عن مستوى الأرضية. 5. تؤدي ألواح الأرضية السميكة إلى اختلافات أصغر بين الاهتزازات الرأسية والأفقية. وفي أغلب الحالات تكون الاهتزازات الرأسية أكبر من الاهتزازات الأفقية. 6. ما لم يكن هناك مصدر اهتزاز كبير، فإن الاهتزازات الموجودة في نفس الطابق من المبنى تكون متسقة بشكل عام. ينطبق هذا على المواقع الموجودة في منتصف الغرفة وكذلك تلك القريبة من الجدران أو الأعمدة أو العوارض العلوية. ومع ذلك، حتى لو تم أخذ القياسات في نفس الموقع دون أي حركة وبفاصل زمني بضع دقائق، فمن المرجح أن تختلف القيم. الآن بعد أن عرفنا مصادر وخصائص الاهتزازات منخفضة التردد، يمكننا اتخاذ تدابير التحسين المستهدفة وإجراء تقييمات متقدمة لظروف الاهتزاز في بيئات معينة. قد يكون تحسين الاهتزازات منخفضة التردد مكلفًا، وفي بعض الأحيان لا يكون ممكنًا بسبب القيود البيئية. وبالتالي، في التطبيقات العملية، غالبًا ما يكون من المفيد اختيار موقع أفضل أو الانتقال إليه لتشغيل مختبر المجهر الإلكتروني. بعد ذلك، دعونا نناقش تأثير الاهتزازات منخفضة التردد والحلول المحتملة. الاهتزازات الأقل من 20 هرتز لها تأثير تخريبي كبير على المجاهر الإلكترونية، كما هو موضح في الأشكال التالية. الصورة 1 الصورة 2 تم التقاط الصورة 1 والصورة 2 بواسطة نفس Sالتعليب Eالكترون Mالمجهر (كلاهما بسرعة 300 كيلو × التكبير). ومع ذلك، نظرًا لوجود تداخل الاهتزاز، الصورة 1 بها خشونة ملحوظة في الاتجاه الأفقي (في المقاطع)، ويتم تقليل وضوح الصورة ودقتها بشكل كبير. الصورة 2هي النتيجة التي تم الحصول عليها من نفس العينة بعد إزالة تداخل الاهتزاز. إذا كانت نتائج الاختبار تشير إلى أن الموقع الذي سيتم تركيب المجهر به اهتزازات مفرطة، فيجب اتخاذ التدابير المناسبة؛ خلاف ذلك، لا يمكن للشركة المصنعة للمجهر ضمان أن أداء المجهر بعد التثبيت يمكن أن يلبي معايير التصميم الأمثل. بشكل عام، يمكن اختيار عدة طرق لتحسين المشكلة أو حلها، مثل استخدام مضاد للاهتزاز الأساس، منصة عزل الاهتزاز السلبي، أو منصة عزل الاهتزاز النشط. An مضاد للاهتزاز الأساس يتطلب إنشاءًا في الموقع ويجب اتخاذ تدابير خاصة (مثل وجود طبقة وسادة ...

لا تؤثر بيئة معمل الفحص المجهري الإلكتروني بشكل مباشر على المجهر الإلكتروني نفسه، ولكنها تؤثر بدلاً من ذلك على جودة التصوير والأداء العام للمجهر. أثناء تشغيل المجهر الإلكتروني، يحتاج شعاع الإلكترون الدقيق إلى الانتقال في بيئة عالية الفراغ، ليغطي مسافة 0.7 متر (لتعليب SEإلكترون Microscope) إلى أكثر من 2 متر (لإرسال TElectron Microscope). على طول المسار، يمكن أن تتسبب العوامل الخارجية مثل المجالات المغناطيسية والاهتزازات الأرضية والضوضاء في الهواء وتدفقات الهواء في انحراف شعاع الإلكترون عن المسار المقصود، مما يؤدي إلى تدهور جودة التصوير. ولذلك، لا بد من تلبية متطلبات محددة للبيئة المحيطة. يتضمن التدريع الكهرومغناطيسي السلبي منخفض التردد في المقام الأول طريقتين، تختلفان في مادة التدريع المستخدمة: تستخدم إحدى الطرق مواد عالية النفاذية (مثل الفولاذ، وفولاذ السيليكون، وسبائك المعادن المتعددة)، والطريقة الأخرى تستخدم مواد عالية التوصيل(مثل النحاس والألومنيوم). وعلى الرغم من اختلاف مبادئ العمل في هاتين الطريقتين، إلا أنهما يحققان تخفيضًا فعالاً للمجالات المغناطيسية البيئية. أ. تعمل طريقة المواد عالية النفاذية ، والمعروفة أيضًا باسم طريقة تحويل الدائرة المغناطيسية، عن طريق إحاطة مساحة محدودة (المنطقة أ) بمواد عالية النفاذية. عندما تكون قوة المجال المغناطيسي البيئي هي Ho، فإن الإحجام المغناطيسي للمادة عالية النفاذية يكون أصغر بكثير من الهواء (فولاذ Q195 الشائع لديه نفاذية 4000، ويتراوح فولاذ السيليكون من 8000 إلى 12000، والسبائك المعدنية ذات نفاذية 24000، في حين أن الهواء له قيمة تقريبية 1). بتطبيق قانون أوم، عندما تكون Rs أصغر بكثير من Ro، تنخفض شدة المجال المغناطيسي داخل الفضاء المغلق (المنطقة A) إلى Hi، مما يؤدي إلى إزالة المغناطيسية (انظر الشكل 1 والشكل 2، حيث يمثل Ri مقاومة الهواء داخل الفضاء A، وRs يمثل إحجام مادة التدريع). داخل مادة التدريع، تخضع المجالات المغناطيسية للاهتزاز وتبدد الطاقة المغناطيسية كحرارة تحت تأثير المجال المغناطيسي. نظرًا لأن فولاذ السيليكون وسبائك المعدن تظهر تباينًا في النفاذية ولا يمكن طرقها أو ثنيها أو لحامها أثناء البناء (على الرغم من أن المعالجة الحرارية من الناحية النظرية يمكن أن تحسن هذه الخصائص، إلا أنها غير عملية بالنسبة للمنتجات الثابتة الكبيرة)، فإن أدائها الفعال هو خفضت بشكل ملحوظ. ومع ذلك، لا يزال من الممكن استخدامها لأغراض تكميلية أو تعزيزية في بعض المناطق الخاصة دون طرق أو ثني أو لحام. تعد المواد عالية النفاذية باهظة الثمن، لذلك لا يتم استخدامها بشكل عام على نطاق واسع في حماية المجهر الإلكتروني ولا يتم رؤيتها إلا في عدد قليل من المناطق المحددة (مثل فجوات الأبواب، وفتحات الدليل الموجي، وما إلى ذلك). ترتبط فعالية طريقة تحويل الدائرة المغناطيسية بشكل خطي تقريبًا بسمك مادة التدريع، والتي يمكن أن تكون رقيقة بشكل لا نهائي من الناحية النظرية. ب. طريقة المواد عالية التوصيل، والمعروفة أيضًا باسم طريقة المجال المغناطيسي المستحث، تعمل عن طريق إحاطة مساحة محدودة بمواد عالية الموصلية. يعمل المجال المغناطيسي البيئي على مادة التدريع من خلال مكون المجال الكهربائي، مما يؤدي إلى قوة دافعة كهربائية، والتي بدورها تولد تيارًا مستحثًا ومجالًا مغناطيسيًا مستحثًا. استنادًا إلى المبادئ الأساسية للكهرومغناطيسية، فإن هذا المجال المغناطيسي المستحث متساوٍ في الحجم (أصغر قليلاً بسبب المقاومة) ومعاكس في الاتجاه للمجال المغناطيسي الأصلي (مع تأخر...

لا تؤثر بيئة معمل الفحص المجهري الإلكتروني بشكل مباشر على المجهر الإلكتروني نفسه، بل تؤثر على جودة التصوير والأداء العام. أثناء تشغيل المجهر الإلكتروني، يحتاج شعاع الإلكترون الدقيق إلى الانتقال في بيئة عالية الفراغ، ليغطي مسافة 0.7 متر (لتعليب SEإلكترون Microscope) إلى أكثر من 2 متر (لإرسال TElectron Microscope). على طول المسار، يمكن أن تتسبب العوامل الخارجية مثل المجالات المغناطيسية والاهتزازات الأرضية والضوضاء في الهواء وتدفقات الهواء في انحراف شعاع الإلكترون عن المسار المقصود، مما يؤدي إلى تدهور جودة التصوير. ولذلك، لا بد من تلبية متطلبات محددة للبيئة المحيطة. Aنشط Lتردد التدفق Dنظام المغنطة S، ويتكون بشكل أساسي من كاشف ووحدة تحكم، وملف إزالة المغناطيسية، هو جهاز متخصص يستخدم لتخفيف المجالات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد من 0.001 هرتز إلى 300 هرتز، ويشار إليه باسم Dالمغنطيس. مزيلات المغناطيسية يمكن تصنيفها إلى أنواع التيار المتردد والتيار المستمر بناءً على نطاقات العمل الخاصة بها، وبعض النماذج تجمع كلا النوعين لتلبية بيئات العمل المختلفة. تشمل مزايا أجهزة إزالة المغناطيسية منخفضة التردد حجمها الصغير وخفيفة الوزن وتصميمها الموفر للمساحة وإمكانية تركيبها بعد البناء. وهي مناسبة بشكل خاص للبيئات التي يصعب فيها بناء درع مغناطيسي، مثل غرف الأبحاث. بغض النظر عن العلامة التجارية، فإن مبادئ العمل الأساسية لأجهزة إزالة المغناطيسية هي نفسها. يستخدمون كاشفًا ثلاثي المحاور لاكتشاف إشارات التداخل الكهرومغناطيسي، والتحكم ديناميكيًا وإخراج التيارات المضادة للطور من خلال وحدة تحكم PID، وتوليد مجالات مغناطيسية مضادة للطور باستخدام ملفات إزالة المغناطيسية ثلاثية الأبعاد (عادةً ثلاث مجموعات من ستة ملفات مستطيلة شبه هيلمهولتز ) ، يعمل على تحييد وإلغاء المجال المغناطيسي بشكل فعال في منطقة معينة، مما يقلله إلى مستوى كثافة أقل. يمكن أن تصل دقة إزالة المغناطيسية النظرية لأجهزة إزالة المغناطيسية إلى 0.1 متر غاوس p-p أو 10 nT، وتدعي بعض النماذج دقة أفضل، ولكن لا يمكن تحقيق ذلك إلا في مركز الكاشف ولا يمكن قياسه مباشرة بواسطة أدوات أخرى بسبب التداخل المتبادل عند القرب المسافات أو ظاهرة "السطح متساوي الجهد" على مسافات أكبر. تقوم أدوات إزالة المغناطيسية تلقائيًا بضبط تيار إزالة المغناطيسية بناءً على التغيرات في البيئة. في بعض الأحيان، يمكن أن يكون التيار كبيرا. من المهم الانتباه إلى تخطيط الأسلاك عندما تكون الأجهزة الحساسة الأخرى على مقربة لتجنب التداخل مع عملها الطبيعي. على سبيل المثال، تأثرت أجهزة التعرض لشعاع الإلكترون بأجهزة الكشف عن المجال المغناطيسي القريبة العاملة. يتراوح استهلاك الطاقة لوحدة التحكم في إزالة المغناطيسية عمومًا بين 250 وات إلى 300 وات. يمكن أن يكون كاشف مزيل المغناطيسية من النوع المركب أو من النوع المنفصل AC/DC، ولا يوجد فرق كبير في الأداء. ويتم تثبيته عمومًا في الجزء العلوي الأوسط من العمود أو بالقرب من مدفع الإلكترون (حيث قد تكون سرعة شعاع الإلكترون المنبعث من مدفع الإلكترون بطيئة، مما يجعله أكثر عرضة لتداخل المجال المغناطيسي). أثناء التثبيت الأولي، يمكن اختبار الكاشف في مواضع متعددة لتحديد الموقع الأكثر فعالية للتثبيت. عادةً ما تعتمد ملفات إزالة المغناطيسية تصميم "ملف كبير"، حيث يتم تثبيت ستة ملفات على جدران وأسقف وأرضيات مختلفة من الغرفة بعيدًا قدر الإمكان. وبدلاً من ذلك، يمكن تخصيص الإطارات المستطيلة ذات الملفات المدمجة. ومع ذلك، فإن تصميم "الإطا...

لا تؤثر بيئة معمل الفحص المجهري الإلكتروني بشكل مباشر على المجهر الإلكتروني نفسه، ولكنها تؤثر بدلاً من ذلك على جودة التصوير والأداء العام للمجهر. أثناء تشغيل المجهر الإلكتروني، يحتاج شعاع الإلكترون الدقيق إلى الانتقال في بيئة عالية الفراغ، ليغطي مسافة 0.7 متر (لـ المجهر الإلكتروني الماسحe) إلى أكثر من 2 متر (لـ المجهر الإلكتروني للإرساله). على طول المسار، يمكن أن تتسبب العوامل الخارجية مثل المجالات المغناطيسية والاهتزازات الأرضية والضوضاء في الهواء وتدفقات الهواء في انحراف شعاع الإلكترون عن المسار المقصود، مما يؤدي إلى تدهور جودة التصوير. ولذلك، لا بد من تلبية متطلبات محددة للبيئة المحيطة. كما هو معروف، تتكون الموجات الكهرومغناطيسية من مجالات مغناطيسية وكهربائية متناوبة. ومع ذلك، من المهم أخذ التردد في الاعتبار عند قياس الموجات الكهرومغناطيسية باستخدام المجالات المغناطيسية أو الكهربائية. ومن الناحية العملية، من الضروري أخذ التردد بعين الاعتبار. عند الترددات المنخفضة جدًا (حيث يميل التردد إلى الصفر، أي ما يعادل المجال المغناطيسي المستمر)، يصبح المكون المغناطيسي للموجة الكهرومغناطيسية أقوى بينما يضعف المكون الكهربائي. ومع زيادة التردد، يقوى المكون الكهربائي ويقل المكون المغناطيسي. وهذا انتقال تدريجي دون نقطة تحول واضحة. بشكل عام، من صفر إلى بضعة كيلو هرتز، يمكن تحديد مكون المجال المغناطيسي بشكل جيد، ويتم استخدام وحدات مثل غاوس أو تسلا لقياس شدة المجال. فوق 100 كيلو هرتز، يتم قياس مكون المجال الكهربائي بشكل أفضل، والوحدة المستخدمة لشدة المجال هي فولت لكل متر (V/m). عند التعامل مع بيئة كهرومغناطيسية منخفضة التردد مع مكون مجال مغناطيسي قوي، فإن تقليل المجال المغناطيسي بشكل مباشر هو أسلوب فعال. التالي، سوف نركز على التطبيق العملي لحماية مجال كهرومغناطيسي منخفض التردد (0-300 هرتز) مع قوة مجال مغناطيسي تتراوح من 0.5 إلى 50 ملليجاوس (من الذروة إلى الذروة) في حجم محمي يبلغ 40-120 مترًا مكعبًا . مع الأخذ في الاعتبار فعالية التكلفة، فإن مادة التدريع المستخدمة عادة ما تكون عبارة عن لوحة فولاذية منخفضة الكربون Q195 (المعروفة سابقًا باسم A3). نظرًا لأن فقدان التيار الدوامي لمادة سميكة واحدة أكبر من فقدان الطبقات الرقيقة المتعددة (بنفس السماكة الإجمالية)، يفضل استخدام المواد ذات الطبقة الواحدة الأكثر سمكًا ما لم تكن هناك متطلبات محددة. لنقم بإنشاء نموذج رياضي: 1. اشتقاق الصيغة نظرًا لأن طاقة الموجات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد تتكون بشكل أساسي من طاقة المجال المغناطيسي، فيمكننا استخدام مواد عالية النفاذية لتوفير مسارات تجاوز مغناطيسية لتقليل كثافة التدفق المغناطيسي داخل حجم التدريع. من خلال تطبيق طريقة تحليل دوائر التحويل المتوازية، يمكننا استخلاص صيغة الحساب للتحويل المتوازي لمسارات التدفق المغناطيسي. وإليك بعض التعاريف: هو:قوة المجال المغناطيسي الخارجي مرحبًا: قوة المجال المغناطيسي داخل حجم التدريع Hs: قوة المجال المغناطيسي داخل مادة التدريع أ: المنطقة التي تمر من خلالها الخطوط المغناطيسية عبر الدرع A = L × W Φo: نفاذية الهواء Φs: نفاذية مادة التدريع Ro: المقاومة المغناطيسية للمساحة الداخلية للدرع روبية: المقاومة المغناطيسية لمادة التدريع L: طول حجم التدريع ث: عرض حجم التدريع ح: ارتفاع حجم التدريع (أي طول القناة المغناطيسية) ب: سمك مادة التدريع من الرسم التخطيطي (الشكل 1) يمكننا الحصول على المعادلات التالية: Ro = h / (A × Φo) = h / (L × W × Φo) (1) Rs = h / ...