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    用以實現乾淨可靠分析環境的真空系統

    真空泵浦在許多類型的分析儀器中扮演關鍵角色,它能建立正確的真空條件,是準確、精準且可靠的測量所不可或缺。真空泵浦建立真空環境,藉以減少殘留大氣氣體的潛在干擾,進而清除儀器室內以及樣本準備環境中的空氣和其他氣體。這樣就能從最小樣品偵測到訊號,對於各種分析應用至關重要。 

    真空泵浦有多種類型,包括旋轉葉片 (RVE2M)、渦捲和多段魯式初級泵浦 (nXRinXLi),以及應用於分析儀器上的渦輪分子離子吸附二級泵浦。

    兩位科學家在實驗室中工作

    初級泵浦能排氣至大氣,將壓力維持在低至中真空度;它們可以使用機油,也可以是「乾的」。
    能夠達到高與超高真空度的二級泵浦需要有初級泵浦輔助。使用的真空泵浦類型取決於分析應用的特定需求。 

    我們所有的真空泵浦及控制器都是以分析儀器領域主要 OEM 作為目標使用群開發製造而成

    在某些情況下,若是現成的泵浦並不符合您流程中的空間或效能需求,那麼我們的「訂製產品開發」(BPD) 團隊可為您研製客製化的真空解決方案。這會是與您共同設計、專用於您的應用的產品。 

    適用於質譜分析的真空系統

    質譜分析儀 (MS) 應用一套用於測量樣本中原子和分子質量和相對量的科學技術。基本上,它可以被視為化學分析儀。首先,樣本需要「離子化」,這可根據樣本類型以各種不同技術進行。接著,需根據離子的質量充電比,以最合適的方法將離子分離。最後,儀器會進行偵測,並將訊號進行處理以產出質譜分析結果。 

    質譜分析在化學、生物學、環境科學、藥理學和醫學等領域皆有使用,應用範圍廣泛。它可用於識別未知的化合物、量化樣品中的特定化合物含量,並協助判定複雜分子的結構。

    質譜分析測量的準確性和精準度取決於不同的真空度。真空泵浦可移除可能干擾測量程序的殘留氣體分子,確保質譜儀可在所需真空條件下運作。

    特殊裝置上的目標病毒疫苗

    質譜分析常用的真空泵浦技術包括:

    旋轉葉片泵浦 (RV 和 E2M)

    油封式旋轉葉片泵浦 (RVP) 由固定在轉子中的一組滑動葉片組成,轉子在圓柱形定子外殼內偏心旋轉。當油潤滑式葉片與轉子一起旋轉時,離心力會將葉片壓入定子外殼的壁上。進入泵浦的氣體會受葉片限制,並壓縮為較小體積,送至泵浦出口,然後排放至大氣中。一段式與兩段式 RVP 可分別提供不同的最終壓力。

    多段魯式泵浦 (MSR) (nXRi 和 nXLi)

    就根本而言,MSR 是乾式魯式泵浦,由兩個反向旋轉的互連「葉片」轉子,在廓形相符的定子外殼內旋轉。氣體經由垂直於轉子的進氣口法蘭進入乾式泵浦,然後被「隔離」進 (各以相反方向) 快速旋轉的轉子之間,經過壓縮,再送往下一個階段。轉子的幾何形狀會產生壓縮效果,因此每個階段都會漸進產生較高的壓力。MSR 泵浦在共用軸上一般會配置七個轉子階段,前一段的排氣階段連接至下一段的進氣階段,依此類推。最後,壓縮的氣體會在最終的排氣階段排出至大氣。

    渦捲泵浦

    乾式渦捲泵浦具有兩個互相嚙合的螺旋形渦捲幾何,裝在一個真空外殼裡。其中一個渦捲是固定的,而另一個渦捲則在前一個渦捲內偏心移動,但不旋轉。氣體進入螺旋 (外部) 開口端,隨著螺旋環繞,渦捲間會隔離出一定量的氣體,並在兩個螺旋之間「擠壓和運送」。此隔離的氣體「區塊」會向裝置中央移動,而其體積會在過程中持續壓縮減小,直到達到殼體中央,並於此透過止回閥排出並恢復至大氣壓力。

    渦輪分子泵浦 (TMP)

    這些泵浦的運作方式是使用極高速的旋轉渦輪葉片 (1,000 Hz 等級),將氣體分子從儀器真空腔體中移除,然後送進泵浦的進氣口。這種泵浦廣泛使用的原因在於,它們可以針對儀器流程需求,建立介於 10-2 至 10-10 mbar 之間的各種真空度。

    客製化設計的解決方案

    OEM 經常有特殊需求,而愛德華訂製產品開發 (BPD) 團隊能夠與客戶合作,製造出符合客戶特定需求的真空解決方案。

    用於電子顯微鏡的真空系統

    使用電子顯微鏡的科學家能辨識出地球上最小的物質,他們需要安靜、無震動且可靠的真空泵浦。 

    電子顯微鏡 (EM) 藉由在內部產生一系列不同的真空度,來達到所需的效能。舉例來說,「來源」的電子槍需要在 UHV 環境中運作,以避免電子源受損。這也能讓電子束從電子源移動並穿過電子腔,然後抵達樣本,不被殘餘氣體分子散射或吸收。電子束接著會與樣本互動,產生訊號,而這些訊號被偵測後則用於產生影像。 

    若要產生高解析度影像,在顯微鏡室內必須維持在穩定且高品質的真空狀態,在部分情況中甚至必須滿足 UHV 條件,因此需要使用真空泵浦。 

    電子顯微鏡中使用多種真空泵浦技術;其中最常見的是:

    視真空泵浦在顯微鏡中的部署位置而定,泵浦震動幅度需盡可能降至最低,以避免影像受到干擾。在部分 EM 配置 (環境掃描 EM) 中,泵浦必須能夠持續抽取約 10 mbar 環境內的水蒸氣。 

    裝有電子顯微鏡的工作站

    我們的 Gamma Vacuum 系列可提供離子、鈦昇華和非蒸散型吸附泵浦,能用以輔助我們的機械泵浦。這讓我們的產品陣容更加完備,提供從大氣環境乃至超高真空的工作壓力,為您帶來最全面的真空解決方案。 

    離子吸附泵浦 (IGP)

    視存在的氣體量與類型而定,IGP 可產生介於 10-6 乃至 10-12 mbar 之間的真空。在電子顯微鏡中,它們一般使用於電子腔,因為它們沒有活動的機械零件,可以產生無震動的 UHV 環境。 

    必須先降至高真空度才能開啟。這通常是透過渦輪分子泵浦搭配前級泵浦 (隔膜泵浦、渦捲泵浦或旋轉葉片泵浦) 來進行。

    達到所需的真空度 (通常是 10-6 mbar 或以下) 之後,便可開啟 IGP。

    IGP 真空泵浦有三種基本類型可供選用:

    這三種泵浦類型都是由一個真空腔體 (腔體大小根據泵浦的速度而各不相同)、一個 ConFlat 法蘭和一個高電壓饋通所組成。它們在外部都有一對鐵氧體磁板與軛鐵連接,可產生 0.12 T 的磁場。

    傳統二極管 (CV) 泵浦

    CV 泵浦最適合用於需要抽吸活性氣體 (例如氧氣、氫氣、碳氫化合物、氮氣和水蒸氣等) 的應用。它的內部包含一對以接地電位保存的鈦陰極板,用以「夾住」是一系列電氣絕緣的不銹鋼陽極管。泵浦藉由在陽極管施加高電壓 (通常為 7kV),釋放出自由電子。這些電子會以螺旋動作 (受磁場影響所致) 行進,最終可能會碰撞氣體分子,撞掉一個電子以產生一個帶正電的離子。然後,該離子會被帶正電的陽極管排斥,並被吸引到接地的陰極板上,以高速衝擊表面,與鈦陰極板發生化學反應。泵浦也會啟動鈦濺射機制,形成主動吸附式的鈦金屬抽吸層。

    差分離子 (DI) 或貴金屬二極管泵浦

    DI 吸附泵浦具有優異的惰性氣體抽吸能力,但也會因此損失一些活性氣體抽吸的能力。鈦板替換為鉭板。氣體分子再次受電子衝擊而離子化,但是當它們加速並撞擊鉭陽極板時,會被反射為高能量中性粒子,然後結合到表面上,最後被濺射的鉭吸附。

    三極管泵浦

    三極管真空泵浦結構稍有不同。在這裡,真空管接地,陰極板替換為帶負高電壓電位的陽極鈦片。離子以一般的方式產生,然後加速衝向這些鈦片,造成衝擊,並釋放為高能量中性粒子,最終嵌至真空腔體壁,並由濺射鈦吸附。鈦片的邊緣相當鋒利,並且處於高負電位,很容易產生「晶鬚」,晶鬚會定期地「閃絡」,長期下來可能導致電力不穩定。

    適用於手套箱的真空系統

    手套箱是密閉的工作空間,可用以在完全隔離的狀態下處理材料,不受氧氣或濕氣影響。為達此隔離效果,真空泵浦會將環境中的殘留空氣從手套箱中排出,然後以惰性氣體 (例如氮或氬) 進行迫淨,接著加以密封。真空泵浦建立的低壓環境可防止外部空氣進入手套箱。 

    手套箱可以使用多種不同類型的真空泵浦,包括隔膜泵浦、旋轉葉片泵浦和渦捲泵浦。泵浦的選擇取決於應用的特定需求,例如氣流速率、真空度和維護需求。  

    惰性氣體框架手套箱

    適用於 X 光繞射 (XRD) 的真空系統

    XRD 是一種透過觀察材料與 X 光互動的方式來分析材料結構的技術。當 X 光照射在樣本上時,X 光會以可分析的特定模式繞射,可供判定樣本的晶體結構。 

    XRD 中利用真空去除大氣分子,因為大氣分子會散射和吸收 X 光,導致訊雜比降低與資料不準確。藉由去除空氣分子並產生真空,可確保 X 光與樣本互動時不受干擾,帶來更好的資料品質。 

    在 XRD 中也會使用真空來減少樣本污染。樣本暴露於空氣中時,可能會受到灰塵、水蒸氣和其他空氣微粒汙染,進而干擾繞射模式。真空可保護樣本不受這些污染物影響,使分析結果更精確。 

    XRD 儀器透過真空泵浦,在內部創造真空環境,以移除樣本腔體中的空氣分子。視儀器的特定需求和分析的樣本而定,可由旋轉葉片泵浦、隔膜泵浦和渦輪分子泵浦等多種不同類型的真空泵浦進行選用。 

    原子或分子結構的 AI 生成影像
    愛德華員工站在走廊上微笑