专利名称：扫描电镜的接收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种主要用于扫描电镜的电子背散射衍射图像接收装置，属于一种电子光学仪器。
扫描电镜是当今得到普遍应用的大型分析仪器、广泛应用于材料科学、生命科学、微电子学、农业、环境、地矿、医学、公安等众多领域，是进行显微观察及成分分析的重要手段。扫描电镜电子背散射衍射装置是用于获取块状样品中各种大小晶粒的晶体结构、晶粒间的取向关系等晶体学信息。这一技术的开发和研制扩展了扫描电镜的应用范围，使扫描电镜不仅能对材料进行形貌观察和成分分析，而且也能对材料进行晶体结构、晶粒取向等晶体学特征的分析。使晶体材料的组织、成分和取向一一对应起来，将研究材料的成分和结构在扫描电镜上有机的联系起来。但由于扫描电镜电子背散射衍射装置和相应的软件价格昂贵，国内用户难于大量购置和普遍使用。
本实用新型的目的是设计一种扫描电镜的接收装置，其结构合理，能够与现有电镜连接安装，接收电子背散射衍射图像，降低成本，扩大扫描电镜的工作范围，提高扫描电镜工作质量。
本实用新型所设计的扫描电镜的接收装置，主要由电光转换器、X-射线防护装置、摄像机、摄像机控制单元、电子束扫描控制单元及计算机构成，电光转换器、X-射线防护装置、摄像机通过连接装置固定安装于扫描电镜为波谱仪预留的窗口处，摄像机控制单元和电子束扫描控制单元由采集卡及扫描卡构成，并插装于计算机主机内，摄像机通过连接线与计算机接口连接，计算机的控制信号通过连接线与扫描电镜内的电子信号输出部分连接。
本实用新型所设计的扫描电镜的接收装置中的光电转换器包括背散射衍射探头及荧光屏探头安装于荧光屏前端。
本实用新型所设计的扫描电镜的接收装置中的连接装置主要由扫描电镜真空盖板、外缸体、支承筒、入像管、防护筒、移动把、丝杆、手轮构成，扫描电镜真空盖板与外缸体为一体结构，扫描电镜真空盖板与外缸体带有中心孔，防护筒安装于中心孔中，可沿轴向移动，防护筒前端位于扫描电镜真空盖板与外缸体构成的腔体外，其上固定安装背散射电子探头，荧光屏安装于前端外缸体中心孔内，外缸体的后端依次安装有X-射线防护窗口、聚光镜，摄像机固定安装于支承筒中，支承筒与移动把安装在一起，移动把与丝杆螺纹配合，丝杆的一端固定扫描电镜真空盖板上，由滚动轴承支撑，另一端由轴承座中的轴承支撑，轴承座与外缸体连接安装，轴承座中的轴承通过轴承压盖压紧在轴承座内，丝杆端部安装有手轮，手轮可带动丝杆转动。
为使保证摄像机沿轴向移动，本实用新型所设计的扫描电镜的接收装置的连接装置的外缸体上安装有导向键，在支承筒中带有与之配合的导向槽；外缸体与移动把配合部位亦带有导向槽，用于摄像机轴向定位。
本实用新型所设计的扫描电镜的接收装置中的摄像机采用CCD视频摄像机。
本实用新型所设计的扫描电镜的接收装置中的X-射线防护窗口为铅玻璃。
本实用新型所设计的扫描电镜的接收装置在应用时，将连接装置的扫描电镜真空盖板安装在扫描电镜为波谱仪预留窗口处，使带背散射电子探头的一端进入到电镜中相应的位置，该位置通过移动轮可以调整。摄像机由导线与计算机连接。该装置中，摄像机、采集卡、扫描卡及计算机均为现有的外购件。该接收装置的工作原理是由背散射电子探头接收电子背散射信号(菊池花样)，将所形成的菊池花样在荧光屏上呈现，实现电光转换，由聚光镜聚焦后再由摄像机记录扫描并将图像输入计算机中，由计算机中的采集卡控制图像的采集、积累，由计算机存贮及显示。计算机中的扫描卡控制电镜中电子束扫描，同时接收电镜的二次电子和背射电子图像，并完成对以上两种图像的收集、积累、显示、存储、打印。
本实用新型所设计的扫描电镜的接收装置的优点是1.可以迅速地获得电子背散射衍射花样，并对电子背散射衍射花样进行在线处理和分析；2.使用普通CCD射像机作为图像接收器，采集的菊池花样质量接近国外装置，但成本大大降低；3.实现了扫描电镜上所有信息都可直接在电脑显示屏上显示，全部图像和数据形成数字化信息，并且可存贮，有利于图像分析、标定、打印输出、保存等；4.缩短了分析标定时间，原先的扫描电镜从照相、洗相到分析标定完成大约需两天时间，而利用该装置可对电子背散射衍射花样实现在线分析标定，短时间内即可获得分析结果，大大提高了工作效率；5.该装置结构紧凑，连接、操作方便，安全可靠，电子背散射衍射花样且不影响扫描电镜的其它功能。


图1是本实用新型所设计的扫描电镜的接收装置的连接方框图。
图2是本实用新型所设计的扫描电镜的接收装置中的连接装置结构示意图。
图3是本实用新型所设计的扫描电镜的接收装置中另一种连接装置结构示意图。
下面根据附图结合具体实施例对本实用新型所设计的扫描电镜的接收装置的结构及实施方式作进一步说明。
实施例1如图1所示的扫描电镜的接收装置，主要由连接装置、摄像机、摄像机控制单元、电子束扫描控制单元、计算机、电光转换器、X-射线防护装置构成。X-射线防护装置包括X-射线防护窗口及防护筒。摄像机、摄像机控制单元、计算机均为外购件，摄像机的控制单元包括采集卡，电子束扫描控制单元包括扫描卡，分别插于计算机主板上。摄像机通过传递导线与计算机中采集卡接口连接，从而与其中的采集卡进行信号传递。电子束扫描控制单元是由扫描卡控制扫描电镜的电子束扫描，完成对样品表面的图像收集。而摄像机、电光转换器、及X-射线防护装置等均通过连接装置与扫描电镜配合安装，其安装结构如图2所示，主要由扫描电镜真空盖板10、外缸体02、支承筒22、入像管2、防护筒7、移动把01、丝杆32及手轮26构成，扫描电镜真空盖板10吊装在扫描电镜镜筒为波谱仪预留窗口处，扫描电镜真空盖板10与外缸体02为一体结构，外缸体02与扫描电镜真空盖板10带有中心孔，摄像机21由支承筒22安装于外缸体02中心孔内，入像管2与支承筒22的前端连接，入像管2由扫描电镜真空盖板10支撑，其前端位于扫描电镜真空盖板10与外缸体02组成整体的外端，入像管2的前端安装有电光转换器，即荧光屏3，荧光屏3由荧光屏座4固定，在入像管2内带有防护筒7，在入像管2内位于摄像机21的前端依次安装有X-射线防护窗口及聚光镜14，X-射线防护窗口为铅玻璃，以阻挡X-射线泄漏。背散射电子散头5由背散射探头支座固定于入像管2的上端。用于移动摄像机21的丝杆32位于外缸体02外，其一端与扫描电镜真空盖板10连接安装，另一端由与外缸体02固定的轴承座30支撑，两端均由轴承与其配合使丝杆32可转动，丝杆32的轴线与外缸体02的轴线相平行。移动把01与摄像机21的支承筒22固定安装，移动把01带有螺纹孔，移动把01通过螺纹与丝杆32配合，外缸体02上带有限位槽40，移动把与限位槽40配合，限位槽40的长度限制了摄像机21的移动距离，在外缸体02的上方安装有导向键17，导向键17与支承筒22上的导向槽配合，用于限位及导向。摄像机21通过导线与计算机连接。
该扫描电镜的接收装置的工作原理是扫描电镜真空盖板10用于与扫描电镜固定，将接收装置前端的背散射电子探头5伸入扫描电镜内，以接收电子扫描信号。荧光屏3将背散射衍射电信号转化为光信号，由摄像机21接收送至计算机内，由计算机中的收集卡及扫描卡对图像进行处理、分析、标定、显示、贮存、打印等。由上述可看出通过该接收装置，可对图像进行在线分析，提高工作效率，且可长久保存。
该扫描电镜的接收装置能够对现有的扫描电镜进行改造，扩大使用范围，且成本低，分析精确、效率高，为提高研究分析水平提供了可靠的保证。
实施例2在扫描电镜的接收装置中，还可以采取如图3所示的连接装置，其结构与实施例1中的连接装置基本相似，主要由扫描电镜真空盖板10、外缸体02、入像管2、防护筒7、丝杆32及手轮26构成，所不同的是外缸体02的两侧分别带有螺纹孔33，丝杆32有两根，丝杆32分别与螺纹孔33配合，丝杆32的端部带有齿轮34，手轮26通过齿轮35与丝杆32配合。手轮26转动可带动丝杆32转动，由于丝杆32与外缸体02螺纹配合，因此当丝杆32转动时，外缸体02沿丝杆32的轴线方向移动，以调节安装于外缸体02内部的摄像机21的距离。
这种连接装置较适用于不带冷却结构的扫描电镜的接收装置中。结构简单，没有内部的支承筒，摄像机21直接安装在外缸体02内，安装方便，成本较低。
权利要求1.一种扫描电镜的接收装置，其特征是主要由电光转换器、X-射线防护装置、摄像机、摄像机控制单元、电子束扫描控制单元及计算机构成，光电转换器、X-射线防护装置、摄像机通过连接装置固定安装于扫描电镜为波谱仪预留的窗口处，摄像机控制单元和电子束扫描控制单元由采集卡及扫描卡构成，其插装于计算机主板上，摄像机通过连接线与计算机中采集卡接口连接，计算机的控制信号通过扫描卡及连接线控制扫描电镜内电子束的扫描。
2.根据权利要求1所述的扫描电镜的接收装置，其特征还在于电光转换器为荧光屏，荧光屏的上端安装背散射电子探头。
3.根据权利要求1所述的扫描电镜的接收装置，其特征还在于X-射线防护装置包括X-射线防护窗口及防护筒。
4.根据权利要求1所述的扫描电镜的接收装置，其特征还在于连接装置主要由扫描电镜真空盖板、外缸体、支承筒、入像管、防护筒、移动把、丝杆、手轮构成，扫描电镜真空盖板与外缸体为一体结构，扫描电镜真空盖板与外缸体带有中心孔，防护筒安装于中心孔中，可沿轴向移动，防护筒前端位于扫描电镜真空盖板与外缸体构成的腔体外，其上固定安装背散射电子探头，荧光屏安装于前端外缸体中心孔内，外缸体的后端依次安装有X-射线防护窗口、聚光镜，摄像机固定安装于支承筒中，支承筒与移动把安装在一起，移动把与丝杆螺纹配合，丝杆的一端固定扫描电镜真空盖板上，由滚动轴承支撑，另一端由轴承座中的轴承支撑，轴承座与外缸体连接安装，轴承座中的轴承通过轴承压盖压紧在轴承座内，丝杆端部安装有手轮，手轮可带动丝杆转动。
5.根据权利要求1所述的扫描电镜的接收装置，其特征还在于连接装置的外缸体上安装有导向键，在支承筒中带有与之配合的导向槽；外缸体与移动把配合部位亦带有导向槽。
6.根据权利要求1所述的扫描电镜的接收装置，其特征还在于摄像机采用CCD视频摄像机。
7.根据权利要求1所述的扫描电镜的接收装置，其特征还在于X-射线防护窗口为铅玻璃。
专利摘要本实用新型涉及一种背散射衍射图像接收装置,属于电子光学仪器。该仪器主要由电光转换器、X－射线防护装置、摄像机、摄像机控制单元、电子束扫描控制单元及计算机构成。电光转换器、X－射线防护装置、摄像机通过连接装置固定安装于扫描电镜窗口处,摄像机控制单元和电子束扫描控制单元由采集卡及扫描卡构成,并插装于计算机内,摄像机通过连接线与计算机连接。本实用新型结构合理,扩大电镜的工作范围,有利于对现有电镜改造。
文档编号G01N23/203GK2443366SQ0025722
公开日2001年8月15日 申请日期2000年10月12日 优先权日2000年10月12日
发明者孙丽虹, 刘安生, 邵贝羚, 孙继光, 陈朝庆, 胡广勇, 张希顺 申请人:北京有色金属研究总院