ระบบสุญญากาศสําหรับสภาพแวดล้อมการวิเคราะห์ที่สะอาดและเชื่อถือได้
ปั๊มสุญญากาศมีบทบาทสําคัญในเครื่องมือวิเคราะห์หลายประเภท โดยการสร้างสภาวะสุญญากาศที่ถูกต้อง ซึ่งจําเป็นสําหรับการวัดค่าที่แม่นยํา เที่ยงตรง และเชื่อถือได้ ปั๊มสุญญากาศจะขจัดอากาศและก๊าซอื่นๆ ออกจากห้องของเครื่องมือและการเตรียมตัวอย่าง โดยการสร้างสภาพแวดล้อมสุญญากาศที่ลดการรบกวนที่อาจเกิดขึ้นจากก๊าซในบรรยากาศที่ตกค้างอยู่ ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจจับสัญญาณจากตัวอย่างที่มีขนาดเล็กที่สุด ซึ่งมีความสําคัญต่อประสิทธิภาพของการใช้งานเชิงวิเคราะห์ที่หลากหลาย
มีปั๊มสุญญากาศหลายประเภท ตั้งแต่ปั๊มใบพัดโรตารี่ (RV และ E2M ) ปั๊มหลักแบบสโครลและหลายจังหวะ ( nXRi และ nXLi ) ไปจนถึงปั๊มรองแบบเทอร์โบโมเลกุลและตัวดักไอออนที่ใช้ในเครื่องมือวิเคราะห์
ปั๊มหลักจะระบายออกสู่ความดันบรรยากาศและบรรลุความดันในระดับสุญญากาศต่ําและปานกลาง ปั๊มเหล่านี้สามารถใช้น้ํามันหรือ 'แห้ง
ปั๊มรองที่บรรลุระดับสุญญากาศสูงและสูงพิเศษจําเป็นต้องมีปั๊มหลักรองรับ ประเภทของปั๊มสุญญากาศที่ใช้ขึ้นอยู่กับข้อกําหนดเฉพาะของการใช้งานเชิงวิเคราะห์
ปั๊มสุญญากาศและตัวควบคุมทั้งหมดของเราได้รับการพัฒนาโดยคํานึงถึง OEM ชั้นนําในด้านเครื่องมือวิเคราะห์
ในบางกรณี เมื่อปั๊มที่มีจําหน่ายทันทีไม่ตรงกับพื้นที่ที่มีอยู่หรือข้อกําหนดด้านประสิทธิภาพของกระบวนการของคุณ ทีม "การพัฒนาผลิตภัณฑ์แบบกําหนดเอง" (BPD) ของเราจะพัฒนาโซลูชันสุญญากาศที่ปรับแต่งเอง ซึ่งออกแบบร่วมกับคุณโดยเฉพาะสําหรับการใช้งานของคุณ
ระบบสุญญากาศสําหรับแมสสเปกโตรเมทรี
แมสสเปกโตรเมทรี (MS) เป็นเทคนิคทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการวัดมวลและปริมาณสัมพัทธ์ของอะตอมและโมเลกุลในตัวอย่าง โดยพื้นฐานแล้ว สามารถพิจารณาว่าเป็นเครื่องวิเคราะห์สารเคมีได้ ประการแรก ตัวอย่างจําเป็นต้อง "เกิดไอออน" ซึ่งสามารถทําได้ด้วยเทคนิคต่างๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของตัวอย่าง จากนั้นไอออนจะถูกแยกออกจากกันอีกครั้งโดยใช้วิธีการที่เหมาะสมที่สุดตามอัตราส่วนมวลต่อประจุ จากนั้นจึงตรวจพบและประมวลผลสัญญาณในขั้นสุดท้ายเพื่อให้ได้สเปกตรัมมวลที่ได้
แมสสเปกโตรเมทรีมีการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงสาขาเคมี ชีววิทยา วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม เภสัชวิทยา และยา ซึ่งสามารถใช้เพื่อระบุสารประกอบที่ไม่รู้จัก เพื่อหาปริมาณสารประกอบเฉพาะในตัวอย่าง และเพื่อช่วยกําหนดโครงสร้างของโมเลกุลที่ซับซ้อน
ความถูกต้องและความเที่ยงตรงของการตรวจวัดด้วยแมสสเปกโตรเมตรีขึ้นอยู่กับระดับสุญญากาศที่แตกต่างกัน ปั๊มสุญญากาศจะขจัดโมเลกุลก๊าซที่ตกค้างซึ่งอาจรบกวนกระบวนการตรวจวัด และทําให้มั่นใจได้ว่าเครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลจะทํางานภายใต้สภาวะสุญญากาศที่ต้องการ
เทคโนโลยีปั๊มสุญญากาศทั่วไปสําหรับการวัดมวลสเปกโตรเมตริก ได้แก่
ปั๊มใบพัดโรตารี่ (RV และ E2M)
กลไกของปั๊มใบพัดโรตารี่ซีลน้ํามัน (RVP) ประกอบด้วยชุดใบพัดเลื่อนที่ยึดอยู่ในโรเตอร์ซึ่งหมุนเยื้องศูนย์ภายในตัวเรือนสเตเตอร์ทรงกระบอก เมื่อใบพัดที่หล่อลื่นด้วยน้ํามันหมุนไปพร้อมกับโรเตอร์ แรงเหวี่ยงจะกดใบพัดเข้ากับผนังของตัวเรือนสเตเตอร์โดยแรงเหวี่ยง ก๊าซที่เข้าสู่ปั๊มจะถูกจํากัดโดยใบพัดและอัดเป็นปริมาตรที่ลดลงจนกว่าจะถึงช่องทางออกของปั๊มเมื่อถูกปล่อยออกสู่บรรยากาศ ใช้ RVP หนึ่งหรือสองจังหวะและให้แรงดันสูงสุดที่แตกต่างกัน
ปั๊ม Roots หลายจังหวะ (MSR) (nXRi และ nXLi)
ในรูปแบบที่เรียบง่ายที่สุด MSR เป็นปั๊ม Roots แบบแห้งที่ใช้โรเตอร์ 'โลบ' ที่เชื่อมต่อกันซึ่งหมุนตรงกันข้ามกันสองตัว ซึ่งหมุนภายในตัวเรือนสเตเตอร์โปรไฟล์ที่ตรงกัน ก๊าซจะเข้าสู่ปั๊มแห้งผ่านหน้าแปลนทางเข้าที่ตั้งฉากกับโรเตอร์ จากนั้นจะถูก "แยก" ระหว่างโรเตอร์ที่หมุนอย่างรวดเร็ว (ซึ่งหมุนในทิศทางตรงกันข้าม) อัด และป้อนไปยังขั้นตอนถัดไป รูปทรงเรขาคณิตของโรเตอร์จะสร้างการบีบอัด ดังนั้นแต่ละจังหวะจะสร้างแรงดันที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยทั่วไปแล้ว ปั๊ม MSR จะใช้โรเตอร์เจ็ดจังหวะบนเพลาที่ใช้ร่วมกัน จังหวะไอเสียของชุดหนึ่งจะเชื่อมต่อกับจังหวะขาเข้าของชุดถัดไป และอื่นๆ จากนั้นก๊าซอัดจะถูกปล่อยออกสู่บรรยากาศผ่านจังหวะไอเสียสุดท้าย
ปั๊มสโครล
ปั๊มสโครลแบบแห้งประกอบด้วยรูปทรงเรขาคณิตของสโครลรูปเกลียวคอยล์ร่วมสองตัวที่อยู่ภายในตัวเรือนสุญญากาศ รูปแบบสโครลหนึ่งจะคงที่ ในขณะที่สโครลวงกลมอีกตัวหนึ่งจะเคลื่อนที่แบบเยื้องศูนย์โดยไม่หมุนภายในอีกตัวหนึ่ง ก๊าซเข้าสู่ปลายเปิด (ด้านนอก) ของเกลียว และในขณะที่หนึ่งในเกลียวหมุนอยู่ ก๊าซจํานวนหนึ่งจะถูกแยกออกจากกันระหว่างสโครลและจะถูก "บีบอัดและขนส่ง" ระหว่างเกลียวสองตัว เมื่อก๊าซ "สลัก" ที่ถูกแยกออกจากกันนี้เคลื่อนไปทางตรงกลางของกลไก ปริมาตรที่กินจะลดลง ดังนั้นก๊าซที่ถูกแยกออกนี้จึงถูกอัดอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งถูกปล่อยออกสู่ความดันบรรยากาศผ่านวาล์วกันกลับที่ตรงกลางของตัวเรือน
ปั๊มเทอร์โบโมเลกุล (TMP)
ปั๊มเหล่านี้ทํางานโดยใช้ใบพัดกังหันที่มีความเร็วในการหมุนสูงมาก (ประมาณ 1,000 Hz) เพื่อขจัดโมเลกุลก๊าซออกจากห้องสุญญากาศของเครื่องมือและเข้าสู่ทางเข้าของปั๊ม มีการใช้งานอย่างกว้างขวางเนื่องจากสามารถสร้างระดับสุญญากาศที่ต้องการได้หลากหลาย ตั้งแต่ 10 -2 ถึง 10 -10 mbar สําหรับกระบวนการต่างๆ ที่ใช้ในเครื่องมือ
โซลูชันที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ
OEM มักมีข้อกําหนดเฉพาะ ซึ่งในกรณีนี้ กลุ่ม Edwards Bespoke Product Development (BPD) จะร่วมออกแบบโซลูชันสุญญากาศที่ตรงกับความต้องการของลูกค้าอย่างแน่นอน
ระบบสุญญากาศสําหรับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
นักวิทยาศาสตร์ที่ทํางานกับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กทรอนิกส์ระบุขนาดของสารที่เล็กที่สุดในโลก และต้องการปั๊มสุญญากาศที่เงียบ ปราศจากการสั่นสะเทือน และเชื่อถือได้
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (EM) ใช้ระดับสุญญากาศที่หลากหลายภายในกล้องจุลทรรศน์เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพตามที่ต้องการ ในกรณีของปืนอิเล็กตรอนที่ 'แหล่งกําเนิด' จําเป็นต้องมีสภาพแวดล้อม UHV เพื่อป้องกันความเสียหายต่อแหล่งกําเนิดอิเล็กตรอน นอกจากนี้ยังช่วยให้ลําแสงอิเล็กตรอนเดินทางจากแหล่งกําเนิดผ่านคอลัมน์อิเล็กตรอนไปยังตัวอย่างโดยไม่ถูกกระจายหรือดูดซับโดยโมเลกุลก๊าซที่ตกค้าง จากนั้นลําแสงอิเล็กตรอนจะทําปฏิกิริยากับตัวอย่าง สร้างสัญญาณที่ตรวจพบและใช้เพื่อสร้างภาพ
เพื่อให้ได้ภาพความละเอียดสูง สุญญากาศในห้องกล้องจุลทรรศน์ต้องมีคุณภาพสูงและสม่ําเสมอ รวมถึงสภาวะ UHV ในบางกรณี ดังนั้นจึงจําเป็นต้องใช้ปั๊มสุญญากาศ
เทคโนโลยีปั๊มสุญญากาศต่างๆ ถูกนํามาใช้ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กทรอนิกส์ โดยทั่วไปจะเป็น:
- ปั๊มใบพัดโรตารี่
- ปั๊มเมมเบรน,
- ปั๊มสโครล
- ปั๊มเทอร์โบโมเลกุล
- และปั๊มไอออน
ขึ้นอยู่กับตําแหน่งที่ใช้ปั๊มสุญญากาศในกล้องจุลทรรศน์ ต้องลดการสั่นสะเทือนจากปั๊มให้เหลือน้อยที่สุดเพื่อป้องกันการรบกวนภาพ ในการกําหนดค่า EM บางอย่าง (Environmental Scanning EM) ปั๊มต้องสามารถปั๊มสภาพแวดล้อมของไอน้ําที่ระดับ ~10 mbar ได้อย่างต่อเนื่อง
ตอนนี้เรานําเสนอปั๊มไอออน การระเหิดไทเทเนียม และปั๊มจ่ายแบบไม่ระเหยเพื่อเสริมปั๊มกลไกของเรา ผลิตภัณฑ์ที่ครบถ้วนของเราเพื่อส่งมอบแรงดันในการทํางานตั้งแต่บรรยากาศจนถึง UHV ทําให้มีโซลูชันสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบอย่างแท้จริง
ปั๊มเก็บไอออน (IGP)
IGP สามารถสร้างสุญญากาศได้ตั้งแต่ 10 -6 ถึง 10 -12 mbar โดยขึ้นอยู่กับปริมาณและประเภทของก๊าซที่มีอยู่ ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กทรอนิกส์ โดยทั่วไปจะใช้บนคอลัมน์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งไม่มีชิ้นส่วนกลไกที่เคลื่อนที่ทําให้สามารถสร้างสภาวะ UHV ที่ปราศจากการสั่นสะเทือนได้
จําเป็นต้องลดระดับสุญญากาศให้อยู่ในระดับสูงก่อนที่จะเปิดสวิตช์ ซึ่งโดยปกติแล้วจะทําได้โดยใช้ปั๊มเทอร์โบโมเลกุลร่วมกับปั๊มสํารอง (ไดอะแฟรม สโครล หรือใบพัดโรตารี่)
เมื่อได้ระดับสุญญากาศที่ต้องการ (ปกติ 10 -6 mbar หรือน้อยกว่า) ก็สามารถเปิด IGP ได้
ปั๊มสุญญากาศ IGP มีให้เลือกสามประเภทพื้นฐาน ได้แก่
ทั้งสามรุ่นประกอบด้วยห้องสุญญากาศ ซึ่งมีขนาดแตกต่างกันไปตามความเร็วของปั๊ม หน้าแปลน Conflat และตัวนําไฟฟ้าแรงดันสูง ภายนอกมีจานแม่เหล็กเฟอร์ไรต์คู่เชื่อมต่อกันโดยข้อต่อที่สร้างสนามแม่เหล็กในระดับ 0.12 T
ปั๊มไดโอดทั่วไป (CV)
ปั๊ม CV เหมาะสมที่สุดสําหรับการใช้งานที่ต้องการก๊าซปฏิกิริยา (เช่น ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไฮโดรคาร์บอน ไนโตรเจน และไอน้ํา ฯลฯ) อย่างต่อเนื่อง ภายในประกอบด้วยแผ่นแคโทดไทเทเนียมสองคู่ที่ยึดอยู่ที่ศักย์กราวด์ซึ่ง "แซนด์วิช" ชุดท่อแอโนดสเตนเลสที่แยกทางไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าสูงโดยทั่วไปคือ 7kV จะถูกนําไปใช้กับหลอดแอโนด ซึ่งทําให้อิเล็กตรอนอิสระปล่อยออกมา อิเล็กตรอนเหล่านี้เคลื่อนที่ในรูปแบบเกลียว (เกิดจากสนามแม่เหล็ก) และในท้ายที่สุดอาจกระแทกโมเลกุลก๊าซที่เคาะอิเล็กตรอนเพื่อสร้างไอออนที่มีประจุบวก จากนั้นไอออนนี้จะถูกผลักออกจากหลอดแอโนดที่มีประจุบวกและถูกดึงไปยังแผ่นแคโทดที่ต่อสายดิน ซึ่งจะกระทบกับพื้นผิวที่ความเร็วสูงซึ่งเกิดปฏิกิริยาเคมีกับแผ่นแคโทดไทเทเนียม นอกจากนี้ยังเริ่มสปัตเตอร์ไทเทเนียม ซึ่งจะก่อตัวเป็นชั้นปั๊มไทเทเนียมที่ใช้งานอยู่
ปั๊ม Differential Ion (DI) หรือ Noble Diode
ปั๊มตัวรับ DI มีความสามารถในการปั๊มก๊าซบริสุทธิ์ที่เหนือกว่า แต่สูญเสียการปั๊มก๊าซปฏิกิริยาบางส่วนเป็นผลมาจากนั้น แผ่นไทเทเนียมจะถูกแทนที่ด้วยแผ่นแทนทาลัม โมเลกุลก๊าซจะเกิดไอออนไนซ์อีกครั้งโดยการระเบิดอิเล็กตรอน แต่เมื่อโมเลกุลก๊าซเร่งความเร็วและกระแทกแผ่นเทนทาลัมแอโนด โมเลกุลก๊าซจะสะท้อนเป็นสารที่เป็นกลางที่มีพลังงานสูงซึ่งจะรวมตัวกันบนพื้นผิวและในที่สุดจะถูกปั๊มด้วยเทนทาลัมสปัตเตอร์
ปั๊ม Triode
ปั๊มสุญญากาศไตรโอดมีโครงสร้างที่แตกต่างกันเล็กน้อย ที่นี่ หลอดจะถูกต่อกราวด์ และแผ่นแคโทดจะถูกแทนที่ด้วยแถบไทเทเนียมแอโนดที่ศักย์ไฟฟ้าแรงสูงที่เป็นลบ ไอออนจะถูกสร้างขึ้นตามปกติและเร่งความเร็วไปยังแถบเหล่านี้ที่แถบดังกล่าวจะกระแทกและปล่อยออกมาในขณะที่สารที่เป็นกลางที่มีพลังงานสูงจะฝังตัวลงในผนังห้องและถูกปั๊มด้วยไทเทเนียมสปัตเตอร์ แถบไทเทเนียมมีขอบคม และเนื่องจากมีศักยภาพเชิงลบสูง จึงมีแนวโน้มที่จะเกิด "หูฟัง" ซึ่งอาจเกิด "ไฟกระพริบ" เป็นระยะๆ ทําให้เกิดความไม่เสถียรทางไฟฟ้าเมื่อเวลาผ่านไป
ระบบสุญญากาศสําหรับกล่องถุงมือ
กล่องถุงมือเป็นพื้นที่ทํางานที่ปิดสนิทสําหรับการจัดการวัสดุที่แยกกันอย่างสมบูรณ์ ปราศจากออกซิเจนหรือความชื้น เพื่อให้เกิดการแยกนี้ ปั๊มสุญญากาศจะไล่อากาศที่เหลืออยู่ในห้องออกจากกล่องถุงมือ ซึ่งจะถูกไล่ออกด้วยก๊าซเฉื่อย เช่น ไนโตรเจนหรืออาร์กอน และปิดผนึก สภาพแวดล้อมแรงดันต่ําที่ปั๊มสุญญากาศสร้างขึ้นจะป้องกันไม่ให้บรรยากาศภายนอกเข้าไปในกล่องถุงมือ
ปั๊มสุญญากาศหลายประเภทที่สามารถใช้สําหรับกล่องถุงมือได้ รวมถึงปั๊มไดอะแฟรม ปั๊มใบพัดโรตารี่ และปั๊มสโครล การเลือกปั๊มขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะของการใช้งาน เช่น อัตราการไหลของก๊าซ ระดับสุญญากาศ และข้อกําหนดในการบํารุงรักษา
ระบบสุญญากาศสําหรับการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ (XRD)
XRD เป็นเทคนิคที่ใช้ในการวิเคราะห์โครงสร้างของวัสดุโดยการตรวจสอบว่าวัสดุมีปฏิกิริยากับรังสีเอ็กซ์อย่างไร เมื่อเล็งรังสีเอ็กซ์ไปที่ตัวอย่าง รังสีเอ็กซ์จะเลี้ยวเบนในรูปแบบเฉพาะที่สามารถวิเคราะห์เพื่อหาโครงสร้างผลึกของตัวอย่างได้
สุญญากาศถูกใช้ในการเอ็กซเรย์วิทยุเพื่อขจัดโมเลกุลในบรรยากาศ ซึ่งสามารถกระจายและดูดกลืนรังสีเอ็กซ์ได้ ส่งผลให้อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนลดลงและข้อมูลที่ถูกต้องน้อยลง ด้วยการขจัดโมเลกุลอากาศและสร้างสุญญากาศ รังสีเอ็กซ์จึงสามารถทําปฏิกิริยากับตัวอย่างได้โดยไม่มีการรบกวน ส่งผลให้ข้อมูลมีคุณภาพดีขึ้น
นอกจากนี้ยังใช้สุญญากาศในการเอ็กซเรย์เพื่อลดการปนเปื้อนของตัวอย่าง เมื่อตัวอย่างสัมผัสกับอากาศ ตัวอย่างอาจปนเปื้อนจากฝุ่นละออง ไอน้ํา และอนุภาคอื่นๆ ในอากาศ ซึ่งอาจรบกวนรูปแบบการเลี้ยวเบน การใช้สุญญากาศจะปกป้องตัวอย่างจากสิ่งปนเปื้อนเหล่านี้ ส่งผลให้การวิเคราะห์มีความแม่นยํามากขึ้น
ในการสร้างสุญญากาศในเครื่องมือเอ็กซ์เรย์ จะใช้ปั๊มสุญญากาศเพื่อขจัดโมเลกุลอากาศออกจากช่องใส่ตัวอย่าง สามารถใช้ปั๊มสุญญากาศประเภทต่างๆ เช่น ปั๊มใบพัดโรตารี่ ปั๊มไดอะแฟรม และปั๊มเทอร์โบโมเลกุลาร์ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อกําหนดเฉพาะของเครื่องมือและตัวอย่างที่จะวิเคราะห์
