Назначение
Микроскоп электронный сканирующий Quattro S (далее - микроскоп Quattro S) предназначен для измерений линейных размеров, формы и ориентации наноструктур и микрорельефа поверхностей различных объектов.
Описание
Принцип работы микроскопа Quattro S основан на физических эффектах взаимодействия сфокусированного пучка электронов с поверхностью объекта (образца). Электронный луч непрерывно сканирует тот участок поверхности объекта, изображение которого формируется микроскопом. При этом каждая точка поверхности объекта, в границах поля зрения микроскопа, отображается соответствующей точкой на формируемом изображении. При взаимодействии электронного луча с поверхностью объекта единовременно возникает сразу несколько сигналов и формируется конкретное изображение в зависимости от того, какой детектор сигнала в данный момент включен.
Микроскоп Quattro S измеряет длину проекции геометрических расстояний на горизонтальную плоскость, т.е. расстояние между соответствующими точками на плоской и горизонтально ориентированной поверхности объекта, позволяет получать увеличенное изображение различных образцов, достигая увеличения до 1000000 крат.
Микроскоп Quattro S представляет собой стационарный лабораторный прибор, состоящий из основной консоли, включающей электронно-оптическую колонну с источником электронов и систему линз; вакуумной системы; вакуумной камеры для образцов с установленным пятиосевым моторизированным столиком для перемещения образцов; блока электроники, включающего модули сканирования и обнаружения, и управляющего (серверного) компьютера со специализированным программным обеспечением xT и операционной средой Windows 7. Опционально можно установить дополнительный компьютер с ЖК-монитором, который либо используется как расширенный рабочий стол основного управляющего компьютера, либо как дополнительный компьютер с другими программными утилитами.
Источником электронов высокой энергии является электронная колонна с высокостабильным полевым источником типа Шоттки.
Микроскоп Quattro S работает в трех операционных вакуумных режимах: высокого вакуума (HiVac), низкого вакуума (LoVac) и сверхнизкого вакуума естественной влажной/газовой среды (ESEM). Вакуумная система микроскопа Quattro S полностью автоматизирована.
Вакуумная аналитическая камера микроскопа Quattro S поддерживает одновременное размещение следующих детекторов, позволяющих получать электронно-микроскопические изображения: детектор вторичных электронов (SED) и детектор обратно-рассеянных электронов (BSED).
Предметный столик камеры образцов моторизирован по 5 осям (X, Y, Z, наклон и вращение) с углом наклона от минус 15° до 90° и вращением вокруг оси сканирования на 360°.
Все движения предметного столика задаются и контролируются программным обеспечением микроскопа Quattro S. Исследуемые образцы устанавливают в вакуумную камеру с помощью держателей: держателя для одного образца, который крепится непосредственно к предметному столику, и универсальных держателей для нескольких образцов.
Управление всеми системами микроскопа Quattro S, контроль его состояния, настройка и обработка данных измерений осуществляются с помощью мыши и клавиатуры основного управляющего компьютера со специализированным программным обеспечением, подключаемым к блоку электроники. Все данные и изображения могут быть выведены на ЖК-монитор управляющего компьютера, сохранены в компьютере или выведены на USB-накопитель при задании в программном обеспечении системы микроскопа Quattro S соответствующей команды.
Общий вид микроскопа Quattro S представлен на рисунке 1.
Пломбирование микроскопа Quattro S не предусмотрено.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке в виде клейма.
Программное обеспечение
Программное обеспечение микроскопа Quattro S xT работает в операционной системе Windows 7, со следующими функциональными возможностями каждой части пользовательского интерфейса:
- xT Microscope Server (Сервер управления): запускает и останавливает основные функции микроскопа Quattro S;
- Microscope Control (User Interface (UI)) (Интерфейс пользователя): контролирует все системные функции, включая визуализацию, сбор, вывод изображений и видео; обнаружение,
анализ, измерение и обработку данных измерений; сканирование, увеличение, навигацию по столику, давлению в камере и колонне и т.д.;
- Account Manager (Менеджер учетных записей): настраивает доступ пользователей к операционной системе Windows 7 и пользовательскому интерфейсу Microscope Control.
Конструкция микроскопа Quattro S исключает возможность несанкционированного влияния на метрологически значимую часть программного обеспечения и измерительную информацию посредством ограничения прав учетной записи пользователя. Для программного обеспечения микроскопа Quattro S предусмотрено 2 уровня доступа: пользовательский и сервисный.
Идентификационные данные программного обеспечения микроскопа Quattro S приведены в таблице 1.
Уровень защиты программного обеспечения микроскопа Quattro S «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Влияние ПО учтено изготовителем при нормировании метрологических характеристик микроскопа Quattro S.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения (ПО)
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | xT |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 15.2.2 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
| Идентификационное наименование основного модуля интерфейса ПО (сервер управления) | xT Microscope Server |
| Идентификационное наименование модуля пользовательского интерфейса ПО | Microscope Control (User Interface (UI)) |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений линейных размеров - при низком вакууме и сверхнизком вакууме естественной среды | от 300 нм до 2 мкм |
| - при высоком вакууме | от 300 нм до 1 мм |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений линейных размеров, % | ±3 |
| Разрешение (при оптимальном рабочем расстоянии в зависимости от вакуумного режима и типа детектора), нм, не более: - высокий вакуум в камере, детектор вторичных электронов, ускоряющее напряжение 30 кВ | 1,0 |
| - высокий вакуум в камере, детектор вторичных электронов, ускоряющее напряжение 1 кВ | 3,0 |
| - низкий вакуум и сверхнизкий вакуум естественной среды в камере, детектор вторичных электронов, ускоряющее напряжение 30 кВ | 1,3 |
| - низкий вакуум в камере, детектор вторичных электронов, ускоряющее напряжение 3 кВ | 3,0 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон показаний линейных размеров - при низком вакууме и сверхнизком вакууме естественной среды - при высоком вакууме | от 10 нм до 500 мкм от 10 нм до 4 мм |
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон регулирования увеличения, крат | от 29 до 1000000 |
| Давление в камере (в зависимости от вакуумного режима), Па: -высокий вакуум -низкий вакуум -сверхнизкий вакуум естественной влажной/газовой среды | менее 6 • 10-4 от 10 до 200 от 10 до 4000 при использовании азота; от 10 до 2600 при использовании паров воды |
| Ускоряющее напряжение электронно-оптической колонны, кВ | от 0,2 до 30 |
| Ток пучка, А | от 1-10-12 до 4,5 • 10-8 |
| Параметры электрического питания: - питающее напряжение, В - частота, Гц | 230±23 50±1 |
| Габаритные размеры, мм, не более: - длина - ширина - высота | 1368 890 1768 |
| Масса, кг, не более | 1233 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °C - относительная влажность воздуха, %, не более | от +17 до +23 80 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист «Руководства по эксплуатации» типографским способом или в виде наклейки.
Комплектность
Таблица 4_
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Микроскоп электронный сканирующий | Quattro S | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации, включающее Руководство пользователя программного обеспечения | | 1 шт. |
| Методика поверки | МП 94-223-2020 | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в главе 5 «Выполнение работ» эксплуатационного документа «Микроскоп электронный сканирующий Quattro S. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы, устанавливающие требования к микроскопу электронному сканирующему Quattro S
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 декабря 2018 г. № 2840 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений длины в диапазоне от 110-9 до 100 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм».
81342-21: Методика поверки МП 94-223-2020Скачать8.9 Мб
