专利名称：一种显微镜样品观测台的制作方法
技术领域：
本实用新型属于显微观测领域，特别是利用帕尔贴元件进行样品温度控制。
众所周知，利用电流通过帕尔贴制冷器件可实现制冷或加热的作用。改变电流强度，即可改变该器件制冷或加热的程度，使器件表面温度发生变化。恒定通过的电流强度，即可使器件表面的温度恒定在某一温度。当使用器件为制冷时，冷表面的温度取决于热表面的温度和导热情况。因此，采用不同的背景温度，即可在背景温度的基础上，利用帕尔贴制冷器件的制冷和发热效应改变贴附在器件另一表面的样品的温度。此外，被显微镜观察的样品的温度如果低于室温，有可能在观察表面上凝结空气中的水蒸汽，影响观察效果。当样品温度高于室温较大时，样品有可能发生氧化(文献1，《马氏体相变的金相研究》，古里亚耶夫、彼屠尼娜著，机械工业出版社(1959))。
本实用新型的目的在于克服已有技术的不足，提供一种显微镜样品观测台，该样品观测台能有效地变温、控温和提高观察效果，能解决样品温度低于室温时水蒸气凝结在样品表面的问题以及样品温度高于室温直至200℃时样品氧化的问题。
本实用新型的目的是这样实现的利用帕尔贴器件制冷效应并以之与空气冷却、水冷却或液氮冷却方式相结合，用金属密封样品室，做成可变温、控温，供显微观察用的样品台。其特征是使电流通过帕尔贴制冷器件，实现在器件底面的背景温度的基础上，使被观察样品的温度可以在-149℃至200℃范围内变化或在此范围内的任一给定温度下恒定。样品的温度可由一个接触样品和帕尔贴制冷器件上表面的温差电偶探测。样品盒抽成真空以隔绝样品与空气的接触，避免了空气中的水蒸气凝结在样品的观察表面上，也避免了样品在较高温度下被空气中的氧气氧化。
本实用新型的样品台结构是如
图1所示，电源1为可提供0.1-10安培直流电流的电源，电流由导线引入帕尔贴制冷器件2，帕尔贴制冷器件2的上表面导热良好地与被显微镜观察的样品3密贴接触，帕尔贴制冷器件2的下表面导热良好地与金属传热基座4粘接，基座4置于一个贮存冷却液体的水槽5中，导热良好的金属密封样品盒6覆盖样品3、帕尔贴制冷器件2及下面的传热基座4的上部，样品盒6的上部开出供观察用的窗口，该窗口由起密封作用的薄玻璃片7覆盖，薄玻璃片7与样品盒6之间垫有橡胶圈8密封，样品盒6与基座4之间垫有橡胶圈9密封，一个抽真空装置10与样品盒相连，样品的温度由一个接触样品和帕尔贴制冷器件上表面的温差电偶11测出。
本实用新型的样品台的功能是以如下方式完成的将样品接触良好地贴附于帕尔贴制冷器件的上表面，样品的温度由一个接触样品和帕尔贴制冷器件上表面的温差电偶探测。帕尔贴制冷器件的下表面导热良好地粘附在导热良好的金属传热基座的上表面。一个导热良好的金属密封样品盒可隔绝空气地覆盖样品和帕尔贴制冷器件及其下面的传热基座的上部，利用抽真空装置将样品盒内部抽成真空。样品盒上面的供显微镜观察的窗口与样品盒的上表面采用橡胶圈和薄玻璃片实现隔绝空气的密封。样品盒抽成真空保证了空气中的水蒸气不会凝结在样品的观察表面上，也避免了样品在高温下被空气中的氧气氧化。在所说的水槽中通入流动的冷却水或放置冰水或放置液氮提供冷却帕尔贴制冷器件下表面的背景温度。对于帕尔贴制冷器件下表面，利用液氮可以提供大约-200℃的基本背景温度，利用冰水可以提供大约0℃的基本背景温度，利用各种温度的流动水可以提供在相应温度附近的基本背景温度。一个电源提供0.1-10A直流电流，电流可从正反两个方向流过所说的帕尔贴制冷器件，使该器件实现制冷和加热效应。帕尔贴制冷器件上表面的温度可利用上述电源提供的正向或负向电流通入帕尔贴制冷器件后在上述各种背景温度的基础上降低50℃或升高到室温或背景温度以上200℃，因此可使被显微镜观察的样品在-149℃至200℃的温度范围内变化。
本实用新型的样品台是一个可变温、控温的显微镜观察用样品台。该样品台可以使被显微镜观察的样品在-149℃至200℃的温度范围内变化；也可以在此温度范围内稳定在某一温度供较长时间的观察和拍照。在此温度范围内，样品不出现水蒸气凝结在样品表面影响观察和样品在较高温度下被氧化的问题。样品的温度可由温差电偶准确探测到。
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述图1表示本方法的结构原理图。
实施例1在25℃的室温下，观察金属样品，采用温度为20℃的流动水冷却，电源提供0.5-1安培的正向电流，以图1的方式实现样品室真空和引入电流，在热电偶上测到的样品温度可在-10到+25℃范围内变化。并可以在此温度范围内的任意温度恒定。
实施例2在25℃的室温下，观察金属样品，采用温度为0℃的冰水冷却，电源提供0.5-5安培的正向电流，以图1的方式实现样品室真空和引入电流，在热电偶上测到的样品温度可在-50到0℃范围内变化。并可以在此温度范围内的任意温度恒定。
实施例3在25℃的室温下，观察金属样品，采用温度为-199℃的液氮冷却，电源提供0.5-5安培的正向电流，以图1的方式实现样品室真空和引入电流，在热电偶上测到的样品温度可在-149到-50℃范围内变化。并可以在此温度范围内的任意温度恒定。
实施例4在25℃的室温下，观察金属样品，采用温度为20℃的流动水冷却，电源提供0.5-5安培的正向电流和反向电流，以图1的方式实现样品室真空和引入电流，在热电偶上测到的样品温度可在-30到100℃范围内变化。并可以在此温度范围内的任意温度恒定。
实施例5在25℃的室温下，观察金属样品，不在水槽内放置冷却液体，采用空气冷却，电源提供0.5-5安培的正向电流和反向电流，以图1的方式实现样品室真空和引入电流，在热电偶上测到的样品温度可在-25到+200℃范围内变化。并可以在此温度范围内的任意温度恒定。
权利要求1．一种显微镜样品观测台，其特征在于电源(1)为可提供0.1-10安培直流电流的电源，电流由导线引入帕尔贴制冷器件(2)，帕尔贴制冷器件的上表面与被显微镜观察的样品(3)密贴接触，帕尔贴制冷器件的下表面与金属传热基座(4)粘接，基座置于一个贮存冷却液体的水槽(5)中，金属密封样品盒(6)覆盖样品、帕尔贴制冷器件及下面的传热基座的上部，样品盒的上部开出供观察用的窗口，该窗口由薄玻璃片(7)覆盖，薄玻璃片与样品盒之间垫有橡胶圈(8)，样品盒与基座之间垫有橡胶圈(9)，一个抽真空装置(10)与样品盒相连，样品的温度由一个接触样品和帕尔贴制冷器件上表面的温差电偶(11)测出。
专利摘要一种显微镜样品观测台,由电源、帕尔贴制冷器件、样品、传热基座、冷却水槽、金属样品盒、薄玻璃片、橡胶圈、抽真空装置及温差电偶等构成。利用帕尔贴器件制冷效应并与冷却方式相结合,用金属导热,通过密封样品室即可使被显微镜观察的样品在－149℃至200℃的温度范围内变化;也可在此温度范围内稳定在某一温度。在此温度范围内,样品不出现水蒸气凝结在样品表面和样品在较高温度下被氧化的问题。
文档编号G01N1/42GK2444231SQ0025299
公开日2001年8月22日 申请日期2000年11月20日 优先权日2000年11月20日
发明者陈京兰, 吴光恒, 王文洪, 贾克昌, 张效昌 申请人:中国科学院物理研究所