Efectos del blindaje electromagnético en el entorno del laboratorio de microscopio electrónico (Parte 2): sistema activo de desmagnetización de baja frecuencia

El entorno de un laboratorio de microscopía electrónica no afecta directamente al microscopio electrónico en sí, sino que afecta la calidad de las imágenes y el rendimiento general. Durante el funcionamiento de un microscopio electrónico, el fino haz de electrones debe viajar en un ambiente de alto vacío, cubriendo una distancia de 0,7 metros (para Scanning Eelectrón Microscope) a más de 2 metros (para Ttransmisión Eelectrón Microscope). A lo largo del camino, factores externos como campos magnéticos, vibraciones del suelo, ruido en el aire y flujos de aire pueden hacer que el haz de electrones se desvíe de su camino previsto, lo que provoca una degradación en la calidad de la imagen. Por lo tanto, es necesario cumplir requisitos específicos para el entorno circundante.

El Asistema Lde magnetización Dactivo S, compuesto principalmente por un detector, un controlador, y bobina de desmagnetización, es un dispositivo especializado que se utiliza para mitigar campos electromagnéticos de baja frecuencia de 0,001 Hz a 300 Hz, denominado Demagnetizador.

Desmagnetizadores Se pueden clasificar en tipos de CA y CC según sus rangos de trabajo, y algunos modelos combinan ambos tipos para satisfacer diferentes entornos de trabajo. Las ventajas de los desmagnetizadores de baja frecuencia incluyen su tamaño pequeño, su diseño liviano, que ahorra espacio y la capacidad de instalarse después de la construcción. Son particularmente adecuados para entornos donde es difícil construir blindaje magnético, como salas blancas.

Independientemente de la marca, los principios básicos de funcionamiento de los desmagnetizadores son los mismos. Utilizan un detector de tres ejes para detectar señales de interferencia electromagnética, controlan dinámicamente y emiten corrientes antifase a través de un controlador PID y generan campos magnéticos antifase con bobinas de desmagnetización tridimensionales (normalmente tres juegos de seis bobinas rectangulares cuasi-Helmholtz). ), neutralizando y cancelando efectivamente el campo magnético en un área específica, reduciéndolo a un nivel de intensidad menor.

La precisión teórica de la desmagnetización de los desmagnetizadores puede alcanzar 0,1 m Gauss p-p, o 10 nT, y algunos modelos afirman tener una precisión aún mayor, pero esto solo se puede lograr en el centro del detector y no se puede medir directamente con otros instrumentos debido a la interferencia mutua en las proximidades. distancias o el fenómeno de "Superficie equipotencial" a distancias mayores.

Los desmagnetizadores ajustan automáticamente la corriente de desmagnetización en función de los cambios en el entorno. A veces, la corriente puede ser significativa. Es importante prestar atención a la disposición del cableado cuando hay otros instrumentos sensibles cerca para evitar interferencias con su funcionamiento normal. Por ejemplo, los dispositivos de exposición a haces de electrones se han visto afectados por detectores de campos magnéticos en funcionamiento cercanos.

El consumo de energía del controlador desmagnetizador generalmente es de alrededor de 250 W a 300 W.

El detector del desmagnetizador puede ser de tipo combinado o de tipo separado CA/CC, y no hay una diferencia significativa en el rendimiento. Generalmente se fija en la parte media superior de la columna o cerca del cañón de electrones (ya que el haz de electrones emitido por el cañón de electrones puede tener una velocidad lenta, lo que lo hace más propenso a la interferencia del campo magnético). Durante la instalación inicial, el detector se puede probar en múltiples posiciones para determinar la ubicación más efectiva para la fijación.

Las bobinas de desmagnetización generalmente adoptan un diseño de "bobina grande", donde seis bobinas se fijan en varias paredes, techos y pisos de la habitación lo más separados posible. Alternativamente, se pueden personalizar marcos rectangulares con bobinas incrustadas. Sin embargo, el diseño de "marco" es menos común, excepto en salas blancas o salas grandes. Esto se debe a que el efecto de desmagnetización es ligeramente inferior y puede interferir con el funcionamiento y uso de los Eelectrones Mmicroscopios.

Del principio de funcionamiento básico del desmagnetizador, se pueden sacar las siguientes conclusiones:

1) Debido a la histéresis inherente que es difícil de eliminar, siempre habrá una diferencia de fase entre el campo magnético antifase y el campo magnético de interferencia ambiental, lo que limita la efectividad de la desmagnetización.

2) En el espacio tridimensional encerrado por las bobinas de desmagnetización, el campo magnético desmagnetizado no es uniforme. Se deteriora gradualmente desde el centro del detector hacia la superficie exterior, ya que la intensidad del campo magnético es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde la fuente de señal (es decir, las bobinas de desmagnetización). Además, la uniformidad del campo magnético ambiental es generalmente superior a la generada por el desmagnetizador, lo que da como resultado un efecto de desmagnetización reducido a medida que aumenta la distancia desde el centro del detector.

3) Este fenómeno afecta particularmente al uso de desmagnetizadores en Senlatado Eelectrón Mmicroscopio en lugar de T transmisión EMicroscopio electrónico.