Efeitos da blindagem eletromagnética em ambiente de laboratório de microscópio eletrônico (parte 2): sistema ativo de desmagnetização de baixa frequência

O ambiente de um laboratório de microscopia eletrônica não afeta diretamente o microscópio eletrônico em si, mas afeta a qualidade da imagem e o desempenho geral. Durante a operação de um microscópio eletrônico, o fino feixe de elétrons precisa viajar em um ambiente de alto vácuo, cobrindo uma distância de 0,7 metros (para Senlatamento Eelétron Microscope) a mais de 2 metros (para Ttransmissão Eelétron Microscope). Ao longo do caminho, fatores externos como campos magnéticos, vibrações do solo, ruído no ar e fluxos de ar podem fazer com que o feixe de elétrons se desvie do caminho pretendido, levando a uma degradação na qualidade da imagem. Portanto, requisitos específicos precisam ser atendidos para o ambiente circundante.

O Asistema Lde frequência de fluxo Demagnetização S, composto principalmente por um detector, controlador, e bobina de desmagnetização, é um dispositivo especializado usado para mitigar campos eletromagnéticos de baixa frequência de 0,001 Hz a 300 Hz, conhecido como emmagnetizador D.

Desmagnetizadores podem ser categorizados em tipos AC e DC com base em suas faixas de trabalho, e alguns modelos combinam os dois tipos para atender a diferentes ambientes de trabalho. As vantagens dos desmagnetizadores de baixa frequência incluem seu tamanho pequeno, peso leve, design que economiza espaço e a capacidade de instalação pós-construção. Eles são particularmente adequados para ambientes onde é difícil construir blindagem magnética, como salas limpas.

Independentemente da marca, os princípios básicos de funcionamento dos desmagnetizadores são os mesmos. Eles usam um detector de três eixos para detectar sinais de interferência eletromagnética, controlar dinamicamente e emitir correntes anti-fase através de um controlador PID e gerar campos magnéticos anti-fase com bobinas de desmagnetização tridimensionais (normalmente três conjuntos de seis bobinas retangulares quase-Helmholtz ), neutralizando e cancelando efetivamente o campo magnético em uma área específica, reduzindo-o a um nível de intensidade mais baixo.

A precisão teórica da desmagnetização dos desmagnetizadores pode chegar a 0,1m Gauss p-p, ou 10 nT, e alguns modelos afirmam uma precisão ainda melhor, mas isso só é alcançável no centro do detector e não pode ser medido diretamente por outros instrumentos devido à interferência mútua em locais próximos. distâncias ou o fenômeno da "Superfície Equipotencial" em distâncias maiores.

Os desmagnetizadores ajustam automaticamente a corrente de desmagnetização com base nas mudanças no ambiente. Às vezes, a corrente pode ser significativa. É importante prestar atenção ao layout da fiação quando outros instrumentos sensíveis estiverem próximos para evitar interferência em sua operação normal. Por exemplo, dispositivos de exposição a feixes de elétrons foram afetados por detectores de campo magnético operando nas proximidades.

O consumo de energia do controlador desmagnetizador é geralmente em torno de 250W a 300W.

O detector do desmagnetizador pode ser do tipo combinado ou do tipo separado CA/CC e não há diferença significativa no desempenho. Geralmente é fixado na parte médio-superior da coluna ou próximo ao canhão de elétrons (já que o feixe de elétrons emitido pelo canhão de elétrons pode ter velocidade lenta, tornando-o mais sujeito a interferências de campo magnético). Durante a instalação inicial, o detector pode ser testado em múltiplas posições para determinar o local mais eficaz para fixação.

As bobinas de desmagnetização geralmente adotam um design de "bobina grande", onde seis bobinas são fixadas em várias paredes, tetos e pisos da sala, o mais distantes possível. Alternativamente, molduras retangulares com bobinas embutidas podem ser personalizadas. No entanto, o design em “moldura” é menos comum, exceto em salas limpas ou salas grandes. Isso ocorre porque o efeito de desmagnetização é ligeiramente inferior e pode interferir na operação e uso dos microscópios Eelétrons M.

Do princípio básico de funcionamento do desmagnetizador, as seguintes conclusões podem ser tiradas:

1) Devido à histerese inerente que é difícil de eliminar, sempre haverá uma diferença de fase entre o campo magnético anti-fase e o campo magnético de interferência ambiente, limitando a eficácia da desmagnetização.

2) No espaço tridimensional delimitado pelas bobinas de desmagnetização, o campo magnético desmagnetizado não é uniforme. Ele se deteriora gradualmente do centro do detector em direção à superfície externa, pois a intensidade do campo magnético é inversamente proporcional ao quadrado da distância da fonte do sinal (isto é, as bobinas de desmagnetização). Além disso, a uniformidade do campo magnético ambiente é geralmente superior àquela gerada pelo desmagnetizador, resultando num efeito de desmagnetização reduzido à medida que a distância do centro do detector aumenta.

3) Este fenômeno afeta particularmente o uso de desmagnetizadores em Senlatados Eelétrons Mmicroscópio em vez de T transmissão Emicroscópio eletrônico.