阅读说明：本技术 超高真空分析检测装置的减振系统 (Vibration reduction system of ultrahigh vacuum analysis and detection device ) 是由 刘大猛 庞华 房亮 王冲 雒建斌 于 2019-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种超高真空分析检测装置的减振系统,其分析检测装置和所述超高真空管道安装在气浮光学平台上方,真空抽送系统安装在气浮光学平台下方,真空抽送系统的部分结构与地面连接,超高真空管道上设置有快拆接口,超高真空管道中间设置有双波纹管连接段,分子泵采用一拖三的方式,超高真空样品腔内具有弹簧-电磁阻尼复合减振系统,通过上述复合、系统化减振,可降低装置的振动幅度,满足超高真空分析检测装置对振动幅度的要求。(The invention discloses a vibration reduction system of an ultrahigh vacuum analysis and detection device, wherein the analysis and detection device and an ultrahigh vacuum pipeline are arranged above an air floatation optical platform, a vacuum pumping system is arranged below the air floatation optical platform, part of the structure of the vacuum pumping system is connected with the ground, a quick-release interface is arranged on the ultrahigh vacuum pipeline, a double-corrugated-pipe connecting section is arranged in the middle of the ultrahigh vacuum pipeline, a molecular pump adopts a one-to-three mode, a spring-electromagnetic damping composite vibration reduction system is arranged in an ultrahigh vacuum sample cavity, and the vibration amplitude of the device can be reduced through the composite and systematic vibration reduction, so that the requirement of the ultrahigh vacuum analysis and detection device on the vibration amplitude is met.)

超高真空分析检测装置的减振系统

技术领域

本发明涉及一种减振系统，具体涉及一种超高真空分析检测装置的减振系统，特别是一种应用于高分辨原位实时摩擦能量耗散测量系统中的超高真空分析检测装置中的减振系统。

背景技术

摩擦是物质世界普遍存在的现象，近年来超滑现象的发现引起了摩擦学、机械学、物理学乃至化学领域学者的高度关注，研究超滑现象的内在机理需要借助高分辨原位实时摩擦能量耗散测量系统。

超高真空分析检测装置是高分辨原位实时摩擦能量耗散测量系统重要组成部分，是进行样品超滑现象分析研究的重要场所，超高真空传样系统将不同的超高真空分析检测装置互联起来，使得待检测样品在超高真空的环境下传递到不同的分析检测装置中，从而进行不同类型的分析检测，传递效率高，实验效率高。通常，不同超高真空分析检测装置之间连接有超高真空管道，待检测样品在超高真空管道内运送到不同超高真空分析检测装置；各超高真空分析检测装置以及超高真空管道分别与真空泵连接，以形成真空环境。

但是，上述超真空系统中的一些机构，例如步进电机、制冷机、真空泵等，在工作过程中会产生振动，而振动会对部分分析检测装置的检测结果造成严重影响，因此，如何降低超高真空分析检测装置的振动成为亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高真空分析检测装置的减振系统，以降低装置的振动幅度，满足超高真空分析检测装置对振动幅度的要求。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明超高真空分析检测装置的减振系统，包括分析检测装置、超高真空管道和真空抽送系统，所述分析检测装置的样品腔为超高真空环境，所述超高真空管道内设有样品传送装置，所述分析检测装置数量为多个，多个分析检测装置的样品腔之间通过超高真空管道连通，待检测样品由所述超高真空管道内的所述样品传送装置传递到所述分析检测装置的样品腔内，还包括气浮光学平台，所述气浮光学平台底部由多个气腿进行支撑，使得气浮光学平台与地面之间具有一定距离，气浮光学平台起到横向减振作用，气腿起到纵向减振作用；所述气浮光学平台横截面为蜂窝状结构，所述气浮光学平台为多个，所述分析检测装置和所述超高真空管道安装在气浮光学平台上方，所述真空抽送系统安装在气浮光学平台下方，使得整个系统重心下移，稳定性高，所述真空抽送系统的部分结构与地面连接，从而进行进一步减振，所述超高真空管道上设置有快拆接口，所述超高真空管道中间设置有双波纹管连接段，双波纹管起到减振作用，且可抵消大气压力，不变形。

进一步地，所述样品腔内具有弹簧-电磁阻尼复合减振系统，所述弹簧-电磁阻尼复合减振系统包括外部框架、样品台支座、内部扫描样品台和电磁涡流阻尼栅格；所述外部框架包括上基座和下基板，所述上基座顶面与样品腔固定，底面均匀固定有4根向下延伸的支架管道，所述支架管道内均悬吊有弹簧，所述下基板固定在所述4根支架管道的下端，所述样品台支座通过所述弹簧悬吊在所述外部框架内，从而隔绝振动从腔体向样品台支座传递的通道，且所述样品台支座和所述下基板之间设置有所述电磁涡流阻尼栅格，其与弹簧系统相配合可增加振动衰减的速度，并防止系统产生共振，所述内部扫描样品台设置在所述样品台支座上。所述上基座和下基板均为圆形且直径相同。

进一步地，所述真空抽送系统包括分子泵和离子泵，每个分析监测装置的相应样品腔单独配设一个离子泵，多个所述样品腔共用一个分子泵。

进一步地，每个所述分析检测装置分别独立设置在一个气浮光学平台上，相邻两气浮光学平台之间相互隔离不接触，以供不同分析检测装置进行独立实验，隔绝振源；所述快拆接口设置在相邻的分析检测装置之间的超高真空管道上，可进行快速拆分或连接，拆分后可隔绝振动，例如将与不参与该次检测的分析检测装置相连的超高真空管道部分分离。

进一步地，所述分析检测装置分别为摩擦过程声子探测组件、摩擦剪切过程分子结构取向探测组件、高灵敏度摩擦发射探测组件。

此外，在光学平台上设置有烘烤加热盘，当需对装置烘烤时，在真空管道和分析检测装置外侧扣设烘烤罩(烘烤帐篷)，并将烘烤加热盘也扣设于烘烤罩内，使用烘烤加热盘进行加热，以对真空管道及真空腔进行加热。如此设置，无需缠绕烘烤带，避免了繁琐的缠绕烘烤带的过程，又可以避免烘烤带重叠可能引发火灾的安全隐患。在烘烤完毕后拆除帐篷，在管道外侧不会留下加热痕迹，保持仪器外侧干净美观。

本发明同时采用多种减振方式对超真空分析检测装置进行复合、系统化减振，可达到如下效果：(1)采用气浮光学平台进行横向减振，采用气腿进行纵向减振。(2)光学平台由多个台板拼接而成，台板之间可拆卸，从而使得不同台板上面的检测装置可单独运行，并与其他不运行的装置之间进行振动隔离。(3)将真空泵等振源安装于光学平台下方，并与底面固定，使得整个系统重心下移，稳定性高，所述真空抽送系统的部分结构与地面连接，进一步减振。(4)采用分子泵一拖三的方式，减少振动相对剧烈的分子泵的使用。(5)超高真空管道具有快拆接口，可将不使用的区域拆分后隔离振源。(6)通过弹簧-电磁阻尼复合减振系统，可进一步隔绝真空腔体与扫描样品台之间的振动传递，减振效果好。

通过本发明的减振系统的综合减振，可使超高真空分析检测装置的内部扫描样品台水平方向振动振幅低于±10nm，竖直方向振动的振幅低于±100nm。

附图说明

图1为本发明超高真空分析检测装置的减振系统的立体结构示图。

图2为本发明超高真空分析检测装置的减振系统的结构主视图。

图3为本发明超高真空分析检测装置的减振系统的结构俯视图。

图4为本发明弹簧-电磁阻尼复合减振系统的立体结构示图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-3所示，本发明超高真空分析检测装置的减振系统，包括分析检测装置(1、2、3)、超高真空管道4和真空抽送系7统，所述分析检测装置(1、2、3)的样品腔为超高真空环境，所述超高真空管道4内设有样品传送装置，所述分析检测装置数量为3个，3个分析检测装置的样品腔之间通过超高真空管道4连通，待检测样品由所述超高真空管道4内的所述样品传送装置传递到所述分析检测装置(1、2、3)的样品腔内，还包括气浮光学平台5，所述气浮光学平台5底部由多个气腿6进行支撑，使得气浮光学平台5与地面之间具有一定距离，气浮光学平台5起到横向减振作用，气腿6起到纵向减振作用；所述气浮光学平台5横截面为蜂窝状结构，所述气浮光学平台5为3个，所述分析检测装置(1、2、3)和所述超高真空管道4安装在气浮光学平台5上方，所述真空抽送系统7安装在气浮光学平台5下方，使得整个系统重心下移，稳定性高，所述真空抽送系统7的部分结构与地面连接，从而进行进一步减振，所述超高真空管道4上设置有快拆接口，所述超高真空管道中间设置有双波纹管8连接段，双波纹管8起到减振作用，且可抵消大气压力，不变形。

如图4所示，弹簧-电磁阻尼复合减振系统包括外部框架、样品台支座13、内部扫描样品台14和电磁涡流阻尼栅格15；所述外部框架包括上基座10和下基板11，所述上基座顶面与样品腔固定，底面均匀固定有4根向下延伸的支架管道12，所述支架管道12内均悬吊有弹簧(附图未示出)，所述下基板11固定在所述4根支架管道12的下端，所述样品台支座13通过所述弹簧悬吊在所述外部框架内，且所述样品台支座13和所述下基板11之间设置有所述电磁涡流阻尼栅格15，所述内部扫描样品台14设置在所述样品台支座上13。所述上基座10和下基板11均为圆形且直径相同。

所述真空抽送系统7包括分子泵和离子泵，每个分析监测装置的相应样品腔单独配设一个离子泵，多个所述样品腔共用一个分子泵。具体地，分子泵采用爱德华STP系列全磁浮分子泵，泵口的震动可以控制到100nm以内，并且可以增加减振模块，继续稳定到10nm以内。离子泵采用与NEG复合的Gamma Vacuum离子泵。

每个所述分析检测装置(1/2/3)分别独立设置在一个气浮光学平台5上，相邻两气浮光学平台5之间相互隔离不接触，以供不同分析检测装置进行独立实验，隔绝振源；所述快拆接口设置在相邻的分析检测装置之间的超高真空管道4上，可进行快速拆分或连接，拆分后可隔绝振动，例如将与不参与该次检测的分析检测装置相连的超高真空管道部分分离。

所述分析检测装置(1、2、3)分别为摩擦过程声子探测组件、摩擦剪切过程分子结构取向探测组件、高灵敏度摩擦发射探测组件。

此外，在光学平台上设置有烘烤加热盘9，当需对装置烘烤时，在真空管道和分析检测装置外侧扣设烘烤罩(烘烤帐篷)，并将烘烤加热盘也扣设于烘烤罩内，使用烘烤加热盘进行加热，以对真空管道及真空腔进行加热。如此设置，无需缠绕烘烤带，避免了繁琐的缠绕烘烤带的过程，又可以避免烘烤带重叠可能引发火灾的安全隐患。在烘烤完毕后拆除帐篷，在管道外侧不会留下加热痕迹，保持仪器外侧干净美观。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。