[发明专利]用于电子显微镜的对中装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于电子显微镜的对中装置，具体是一种在超高真空内，发射源部件与镜筒部件连接的绝缘平行对中装置，属于仪器仪表领域，具体涉及电子显微镜技术。

背景技术

发射源部件(电子枪)是一个微小的高亮度电子源，通常工作在30kV加速电压下，是电子光学系统中的关键部件，其作用就是为整个透镜系统提供一个稳定的电子源以形成电子束。由于电子束直径很小，透镜系统中的路径很长，对绝缘、平行、同轴精度要求都比较高，因此需要一种专门的对中装置，可以一端连接发射源部件，另一端连接透镜系统的镜筒部件，且满足发射源部件与镜筒部件之间绝缘、平行、同轴精度高的要求。

中国专利文献号为CN2761819Y公开了一种抽油机光杆对中装置，其卡箍头和封井器上分别焊接有上、下法兰,上法兰上均布开有四个长圆孔,且长圆孔是相互平行的,下法兰上开有与上法兰相对应的四个圆孔,上、下法兰有密封垫,上、下法兰用螺栓、螺母通过长圆孔和圆孔连接。该对中装置的上下法兰可以分别与发射源部件和镜筒部件连接，但是在使用过程中发现该对中装置的对中精度与电子显微镜中发射源部件的灯丝与镜筒中心要求的同轴度精度相差很大，原因分析如下：首先，在该对中装置中，长圆孔以及圆孔的加工过程中容易出现误差，该误差对抽油烟光杆来说是允许的，但是对于要求精度很高的电子显微镜来说，该误差很可能导致灯丝发出的电子束无法穿过镜筒部件中的小孔，即使能穿过，也会因为透镜系统长度较长而出现较大偏差；再者，该对中装置中通过螺栓穿过上下法兰相对应的四个圆孔来固定上下法兰的位置关系，但是螺栓螺母配合方式本身就存在一定精度误差；再者，电子显微镜在使用中，上下法兰间存在30KV的加速电压，因此要求上下法兰间的支承件具有绝缘性能，显然该对中装置中螺栓螺母的配合方式不能满足电子显微镜中要求的绝缘性。因此该对中装置中固定上下法兰位置关系的方式不适用于电子显微镜中。

基于此基础，同时为了解决电子显微镜中发射源部件灯丝与镜筒中心的高对中精度的问题，本申请人尝试在上下法兰上以法兰中间用于电子束穿过的通过孔为中心，沿该孔径向圆周方向分别开安装孔，同时确保上下法兰的圆周方向上的圆孔的中心正对，然后采用将高精度的绝缘球卡于上下对应的圆孔中来保证上下法兰的对中精度，但是在对上下法兰圆周方向上的圆孔的加工过程中存在孔尺寸误差、形位误差较大的问题，分析如下：圆周方向的圆孔的加工主要在镗床上进行，镗刀安装在主轴上，随主轴一同旋转为主运动用于镗孔，上下法兰固定在工件安装台上进行x、y、z方向的移动为进给运动，镗刀在圆周方向上对上下法兰镗完一个孔后，工件安装台需要沿圆周方向旋转一定角度以使镗刀对工件安装台上的上法兰或者下法兰进行下一个孔的加工，工件安装台沿圆周方向的运动是x、y两个方向运动的结合，众所周知，工件运动的方向越多，误差则会越大，而电子显微镜的工装对于误差的敏感度很高，在圆孔加工过程中工件安装台上的上法兰或者下法兰运动方向越少，加工过程中出现的误差越小。同时，根据镗床加工孔的特点可知加工不同的孔存在较大的尺寸误差，主要体现在直径误差上，此处所说的较大，是相对于电子显微镜应用领域来说的，因此以在镗床上加工圆孔的形式制成的对中装置在用于发射源部件与镜筒部件对中时，导致的结果是高精度的绝缘球的上下球面嵌入上下法兰圆周方向的圆孔上后，上法兰的电子束通过孔与下法兰的电子束通过孔中心对中精度较低，影响电子束的通过以及整个电子显微镜的使用。当然孔加工过程出现误差是不可避免的现象，但是对于电子显微镜来说，要尽可能地减小该误差。由以上分析得出，采用在上下法兰沿电子束通过孔的圆周方向的相对位置上加工圆孔的方式的对中装置不能满足电子显微镜的发射源部件与镜筒部件在安装过程中的对中精度高的要求。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是现有技术中的对中装置的上下连接座在圆周方向的圆孔加工过程中产生的尺寸误差、形位误差较大，不能满足电子显微镜所要求的对中精度的问题，从而提供一种通过在上下连接座端面成型圆弧槽，使绝缘球球面嵌入圆弧槽中来保证对中精度的方式代替现有技术中在上下连接座端面成型圆孔，使绝缘球的球面嵌入圆孔孔中来进行对中的方式，以满足电子显微镜所要求的对中精度的对中装置，且该对中装置满足电子显微镜中发射源部件与镜筒部件间的绝缘要求。