一种透射电镜样品杆的存储和插拔模拟机构

1.本发明涉及透射电镜练习设备技术领域，具体涉及一种透射电镜样品杆的存储和插拔模拟机构。


背景技术：

2.透射电子显微镜在材料微观结构的表征中起到重要作用。现代高分辨透射电镜或者分析型透射电镜都对真空度要求很高，而且所有真空区域要求干净无污染，这就要求承载样品插入电镜中的样品杆的表面没有水汽或有机物等污染，防止污染镜筒和造成真空度降低。真空度过低时，将不能开启透射电镜的镜筒阀门。污染镜筒或者样品都不能获取良好的高分辨图像，尤其是在扫描透射模式下，局部的电子束亮度很高，容易造成被辐照样品区域附近的有机物分解而形成碳的沉积，破坏图像质量，尤其不能获取原子分辨率的图像。
3.测试结束后的样品杆如果能够保存在真空环境，则再次安装样品就不容易有水汽或有机物的污染，因此市场可见或者有研究人员开发出管状的抽真空性质设备储存样品杆。比如申请号为202010224160.x的发明专利申请可以放置多个样品杆。比如申请号为201611110688.4的专利带有真空测量与显示系统，还能对样品杆进行通电和加热测试。
4.在实际使用中，透射电镜样品杆在插入电镜时需要预抽真空，达到合适真空值之后旋转样品杆，再完全插入样品杆到电镜镜筒。取出样品杆过程则相反，需要拔出一段距离，然后反向旋转，最后拔出。上述插入或者拔出动作都有可能破坏电镜真空，造成真空故障。根据破坏真空的程度不同，恢复真空可能需要几十分钟甚至几个小时。在需要大量培训新的电镜使用者的单位，常常由于插拔样品杆过程造成电镜泄漏真空不能使用。
5.因此，如何设计一种能模拟透射电镜真空环境、自动启停抽真空、插拔样品杆过程的装置成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种透射电镜样品杆的存储和插拔模拟机构，以模拟透射电镜真空环境、自动启停抽真空、插拔样品杆过程，帮助新手熟练掌握电镜样品杆的插拔动作。
7.为解决上述技术问题，本发明提供了一种透射电镜样品杆的存储和插拔模拟机构，包括支架，该支架上设置有套筒，该套筒的一端敞口设置形成插拔口，另一端连接有抽真空装置；在所述套筒内固定设置有内衬管，该内衬管的第一端与所述插拔口之间留有距离，该内衬管的内周和所述抽真空装置连通；所述内衬管上沿其长度方向设置有第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道在所述内衬管的周向上具有间隔角度，所述内衬管上还设置有连通所述第一通道和所述第二通道的第三通道，该第三通道沿所述内衬管的圆周方向设置，且所述第一通道贯通所述内衬管的第一端；所述支架上还设置有微动开关，该微动开关与所述抽真空装置电连接，该微动开关包括簧片和连接在该簧片自由端的触点，该触点贯穿所述套筒的侧壁并伸入所述套筒内部，且该触点位于所述内衬管的第一
端和所述插拔口之间。
8.本发明的模拟机构在使用时，将电镜样品杆从套筒的插拔口插入，在插入过程中，电镜样品杆会触碰触点触发微动开关，微动开关控制抽真空装置工作，对套筒内部进行抽真空，此时，继续向前推送电镜样品杆至第一通道内，在受到阻力时旋转电镜样品杆使其沿着第三通道运动，在电镜样品杆沿第三通道运动到位后，电镜样品杆会在真空吸力的作用下沿着第二通道运动，此时，练习者需稍微用力拉住电镜样品杆以防止电镜样品杆撞击第二通道远离第三通道的一端，以保护电镜样品杆。在取出电镜样品杆时，进行反向操作即可，取出后，微动开关的触点失去压力复位，使得抽真空装置停止工作。由此可见，本发明可以有效模拟电镜样品杆的插入和拔出过程，可以帮助新人熟练掌握插拔动作，形成肌肉记忆，以降低电镜的损坏机率。此外，本发明的套筒内部可以在抽真空装置的作用下保持真空状态，则在需要时，本发明的模拟机构还可以用于存储电镜样品杆，防止电镜样品杆被污染。
9.优选地，所述套筒内周设置有台阶孔，该台阶孔沿远离所述插拔口的方向依次包括第一孔体和第二孔体，所述第一孔体的内径大于所述第二孔体的内径；所述触点贯穿所述第一孔体的侧壁；所述内衬管设置在所述第二孔体内，且所述内衬管的第二端与所述第二孔体的底壁抵接。
10.优选地，所述套筒和所述抽真空装置之间设置有阀门，该阀门上设置有能控制所述套筒和所述抽真空装置连接或断开的手柄。在将电镜样品杆存储在套筒内时，可以转动手柄关闭阀门，断开抽真空装置和套筒的连接，使得套筒内部在其自身密封性能的作用下保持真空状态，以此达到节省电能的目的。
11.优选地，所述套筒远离其插拔口的一端设置有连接管，该连接管通过所述阀门与所述抽真空装置连通。
12.优选地，所述支架包括平行间隔设置的第一立板和第二立板，所述第一立板和所述第二立板上分别设置有第一安装孔和第二安装孔，所述套筒固定穿设在所述第一安装孔和所述第二安装孔内；在所述第一立板远离所述第二立板的一侧还设置有一标识盘，该标识盘套设在所述套筒的外周，且在所述标识盘上设置有指导电镜样品杆转动的转向标记。转向标记的设置，可以指导练习者电镜样品杆在插入或拔出过程中的转动方向，防止练习者误操作损坏电镜样品杆。
13.优选地，所述支架还包括连接在所述第一立板和所述第二立板之间的若干连接杆，所述微动开关安装在所述连接杆上。
14.优选地，所述第一立板和所述第二立板的底部两侧向外延伸形成安装部，该安装部上贯通设置有连接孔。第一立板和第二立板可以通过连接孔螺栓固定在工作台上。
15.优选地，所述标识盘上还设置有第一缺口和第二缺口，所述第一缺口对准所述第一通道，所述第二缺口对准所述第二通道。第一缺口和第二缺口的设计，可以便于练习者清楚掌握第一通道和第二通道的位置，便于电镜样品杆的插入和拔出。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件
或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
17.图1为本发明实施例的透射电镜样品杆的存储和插拔模拟机构的结构示意图；
18.图2为本发明实施例的套筒、内衬管和微动开关的连接结构示意图；
19.图3为本发明实施例的内衬管的结构示意图。
20.附图标记：
21.1-支架；11-第一立板；12-第二立板；13-连接杆；2-套筒；21-第一孔体；22-第二孔体；23-连接管；3-阀门；31-手柄；4-微动开关；41-簧片；42-触点；5-内衬管；51-第一通道；52-第二通道；53-第三通道；6-标识盘；61-第一缺口；62-第二缺口；63-转向标记。
具体实施方式
22.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
23.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
24.如图1、图2和图3所示，本实施例公开了一种透射电镜样品杆的存储和插拔模拟机构，包括支架1，该支架1具体包括平行间隔设置的第一立板11和第二立板12，第一立板11和第二立板12之间连接有两根连接杆13。上述第一立板11和第二立板12的底部两侧均向外延伸形成安装部，该安装部上贯通设置有连接孔，在实际使用时，可以通过四个连接孔将支架1固定。
25.在上述第一立板11和第二立板12上分别设置有第一安装孔和第二安装孔，在上述支架1上安装有套筒2，该套筒2的两端分别过盈配合在第一安装孔和第二安装孔内，套筒2靠近第一立板11的一端敞口设置形成插拔口，另一端连接有抽真空装置(图中未示出)，如真空泵。具体地，上述套筒2内周设置有台阶孔，该台阶孔沿远离插拔口的方向依次包括第一孔体21和第二孔体22，第一孔体21的内径大于第二孔体22的内径，且在套筒2远离其插拔口的一端设置有连接管23，该连接管23通过阀门3与上述抽真空装置连通，该阀门3上设置有能控制套筒2和抽真空装置连接或断开的手柄31，上述阀门3具体为球阀。
26.套筒2的第一孔体21的侧壁上贯通开设有一过孔，在靠近该过孔的一根连接杆13上固定安装有微动开关4，该微动开关4与抽真空装置电连接，该微动开关4包括簧片41和连接在该簧片41自由端的触点42，该触点42经由上述过孔伸入第一孔体21内。本实施例中，触点42为滚轮式。
27.在上述套筒2的第二孔体22内过盈配合有内衬管5，该内衬管5的内周和抽真空装置连通。该内衬管5的第一端与套筒2内的台阶面之间留有距离，该台阶面为第一孔体21和第二孔体22之间形成的台阶面，该内衬管5的第二端与第二孔体22的底壁抵接。在内衬管5上沿其长度方向设置有第一通道51和第二通道52，第一通道51和第二通道52均为条形槽，且第一通道51和第二通道52在内衬管的周向上具有间隔角度，内衬管5上还设置有连通第一通道51和第二通道52的第三通道53，该第三通道53为弧形槽，其沿内衬管的圆周方向设置，且上述第一通道51贯通内衬管5的第一端。
28.本实施例的透射电镜样品杆的存储和插拔模拟机构在使用时，将电镜样品杆从套
筒2的插拔口插入，在插入过程中，电镜样品杆会触碰触点42触发微动开关4，微动开关4控制抽真空装置工作，对套筒2内部进行抽真空，此时，继续向前推送电镜样品杆至第一通道51内，在受到阻力时旋转电镜样品杆使其沿着第三通道53运动，在电镜样品杆沿第三通道53运动到位后，电镜样品杆会在真空吸力的作用下沿着第二通道52运动，此时，练习者需稍微用力拉住电镜样品杆以防止电镜样品杆撞击第二通道52远离第三通道53的一端，以保护电镜样品杆。在取出电镜样品杆时，进行反向操作即可，取出后，微动开关4的触点42失去压力复位，使得抽真空装置停止工作。此外，本实施例还可以用于存储电镜样品杆，在需要存储时，操作手柄31关闭阀门3，使得抽真空装置和套筒2断开连接，使得套筒2的内部保持真空状态，防止电镜样品杆被污染。需要说明的是，电镜样品杆上自带有密封圈，本实施例的套筒2的尺寸结合电镜样品杆的尺寸设计，则在电镜样品杆插入后，电镜样品杆的密封圈会与套筒2的内壁配合，以使得套筒2和电镜样品杆之间形成动密封，从而在抽真空装置停止工作时，能够维持套筒2内的相对真空状态。
29.进一步地，在第一立板11远离第二立板12的一侧还设置有一标识盘6，该标识盘6套设在套筒2的外周，且标识盘6和套筒2过盈配合。在标识盘6上设置有第一缺口61和第二缺口62，第一缺口61对准第一通道51，第二缺口62对准第二通道52，且在标识盘6上还设置有指导电镜样品杆转动的转向标记63，该转向标记63具体为一弧形双向箭头，在该弧形双向箭头靠近第一缺口61的一端设置有close标识，该弧形双向箭头靠近第二缺口62的一端设置有open标识。其中，第一缺口61和第二缺口62的设计，可以便于练习者清楚掌握第一通道51和第二通道52的位置，便于电镜样品杆的插入和拔出；转向标记63的设计，可以指导练习者电镜样品杆在插入或拔出过程中的转动方向，防止练习者误操作损坏电镜样品杆。
30.本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
31.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、系统、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
32.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。