張承青電鏡實驗室環境約稿[8]:溫度溼度和風速噪聲(還有結束語)

2020-11-28 儀器信息網

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本期將分享張承青老師為大家整理的關於電鏡實驗室環境對電鏡的影響的系列約稿經驗分享,以下為系列之八,以饗讀者。(本文經授權發布,分享內容為作者個人觀點, 僅供讀者學習參考,不代表本網觀點)

系列之八 溫度溼度和風速噪聲(還有結束語)

先說說溫度。電鏡實驗室對溫度要求其實並不高,一般從舒適性、節能等方面考慮,可以選擇夏天26度冬天20度。實際上電鏡對溫度變化率要求較高,常見的有≦0.5℃/3分鐘、≦0.5℃/5分鐘等。一般好一點的中央空調基本都可以滿足要求(實測某國產名牌櫃式空調,四分鐘為一循環周期,上下波動1℃)。曾有選用精密空調的,意義不大(從價格、維護成本、適用性等方面考慮)。其實越是精度高的電鏡越是厚重,熱容量也就越大,只要房間內溫度變化絕對值不是很大,短時間內溫度上下略有跳動很難看出影響。

電鏡室內的溫度也不宜過低,那樣冷卻水管、液氮管和杜瓦瓶等處容易結露滴水。某老式能譜儀的線路板設計不妥,直接就在液氮杜瓦瓶下方,稍不當心就因為結露滴水燒毀線路板。

至於輔助設備間,因為循環冷卻水箱、空壓機、UPS、真空泵等都是發熱大戶,所以必須按照設備說明書給出的發熱量來計算所需的空調機規格。此前閒暇時曾經一一查過說明書,空壓機、UPS、真空泵等都明確說明可在55℃或70℃下工作。雖然輔助設備間溫度怎麼也不會到那麼高,但也說明問題不大,本人曾在盛夏天氣維修某大學的循環冷卻水箱,當時一進輔助間熱浪撲面而來,測得溫度高達40℃,各輔助設備正常工作平安無事。不過有一點必須注意,輔助間溫度過高會降低循環冷卻水箱的冷卻效率,致使冷卻水出口水溫偏高,嚴重時會致使透鏡的熱漂移加大,所以建議輔助間溫度全年都不要高於35℃就可以啦。

再來看看溼度。冷凍樣品對溼度要求很高,有些用戶希望相對溼度在25%以下。但是溼度過低很容易產生靜電,一會來一下一會來一下,那滋味也不好受。我們的對策是把冷凍制樣機搬到電鏡近旁,儘量縮短冷凍樣品在室內的暴露時間,同時儘量加快操作速度、縮短在空氣中的暴露時間,這樣就可以適當減低溼度要求。

一般電鏡室的相對溼度在65%以下就可以,這個要求其實很低,一般空調都很容易達到(當然必須保持房門關閉,儘量縮短人員進出的開門時間)。如果是一年以內的新房子,建築溼氣短期無法排除,那麼可以臨時性適當配備去溼機就可以搞定(注意排水哦)。

還可以在中央空調的風路上加電熱板去溼,不過這樣可能要多花些錢,效果嘛,差不多吧。

空調送風有時令人糾結。風小了吧,難以保證空調正常工作;風大了吧,又怕超過電鏡要求標準。其實在大多數情況下只要在規劃電鏡室室內布局時,注意空調出風口(無論掛機或者櫃機)不要正對鏡筒就是了。對於要求高的電鏡可以考慮用布袋送風。

從風量=風速×風口面積可知,加大面積就可以在保證送風量不變前提下減小風速。南京某大學有一個成功案例:電鏡室約50平米,平面接近正方形,在房間兩對角屋頂放置兩個下送風風口(截面1m×1m),在另外兩對角屋頂放置兩個迴風口(截面0.8m×0.8m)這樣兩對氣流分別沿四面牆壁附近流動,很好完成送風任務的同時,還在鏡筒(基本位於房間中央)附近形成一個「靜風區」,多次測試風速達到0.00m/s(當時找不到精度更高的風速計)。

另外有一種布袋式送風效果不錯風速極小,可是對外觀略有影響。

噪聲是另一個不大不小的問題。一般打電話的音量就會使100kx以上的圖像產生水平幹擾條紋(類似於磁場幹擾產生的毛刺,不過往往從上至下是分段的)。如果不能將噪聲源(幸好噪聲幹擾頻率一般在50~2000 Hz,我們人類可以直接聽到並大致判斷大小強弱)搬離至遠處,那就只有在四壁和頂面鋪裝經過阻燃處理的泡沫材料吸音這唯一的一招了,這時牆面自然要選用微孔板(鐵板、鋁塑板均可)。一般40~80mm厚的泡沫材料,即可以產生明顯吸音效果。

一般情況下,關上門,不說話,噪聲幹擾就不大。

結束語

本系列討論到此就要結束啦。

在電子顯微鏡的設計製造方面,我們與世界先進水平相比還有很大差距,這點必須承認。但由於我國地域遼闊,各地環境又是千差萬別,從山頂到山溝、從高樓到地下、從靜謐的校園到嘈雜的工廠、從山腰巨巖到黃土高坡、從喧譁市區到寧靜原野、從青藏高原到海邊沙灘、從地鐵站上方到高鐵線近旁、從振動磁場都異常複雜的鋼廠到半導體廠的超淨間,到處都有電鏡實驗室,這樣我們就得到了各種情況下的實踐機會,進而得到許多實踐經驗和實測數據(包括正反兩面)。所以,在電鏡環境改善技術領域,我們絲毫沒有落後於人,甚至可以說是後來居上走在了業界的前列。

由於本人條件所限,再繼續深入下去就很困難了。有幸借儀器信息網平臺,傳遞一些體驗,發布一些領悟,以拋磚引玉,為促進我國的電鏡事業發展,盡綿薄之力。

最後,預祝朋友們將來取得更大成就!

2020.11

張承青

作者簡介

作者張承青,退休前在某電鏡公司工作多年,曾經做過約兩千個(次)電鏡環境調查、測試,參與多個電鏡實驗室設計及改造設計規劃,在低頻電磁環境改善和低頻振動改善等方面有些體會,迄今仍在這些方面繼續探索。

附1:張承青系列約稿互動貼連結(點擊留言,與張老師留言互動):

 https://bbs.instrument.com.cn/topic/7655934_1

附2:張承青系列約稿發布回顧

擬定主題

發布時間

文章連結

序言   電鏡實驗室環境對電鏡的影響

20201013

連結

系列之一   電子顯微鏡實驗室環境調查的必要性

20201015

連結

系列之二   電鏡實驗室的電磁環境改善

20201020

連結

系列之三        

20201022

連結

系列之四   主動式低頻消磁系統

20201027

連結

系列之五   幾種改善電磁環境方法比較

20201029

連結

系列之六   低頻振動環境改善

2020113

連結

系列之七   談談電子顯微鏡的接地

2020115

連結

系列之八   溫度溼度和風速噪聲

20201111

本文

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附3:相關專家系列約稿

安徽大學林中清掃描電鏡系列約稿


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