[发明专利]一种扫描隧道显微镜针尖腐蚀仪

摘要

本发明公开了一种扫描隧道显微镜针尖腐蚀仪，包括机械组件、工作电路和控制电源。控制电源包括控制电路和操控面板。控制电路包括调压稳压模块、电压测量模块、电流测量模块、阈值设定模块、采样比较模块和电压输出模块，调压稳压模块所用采样电阻R2位于高电位处，采样比较模块采用LM319型比较器。由于本发明所设计控制电路将以往针尖腐蚀仪控制电路中的采样电阻从整个负载电压采集系统中移走，改在高电位处，通过这样的方式可以精确测量实时电流，同时保证负载电阻两端的恒压输出，而电流随着负载电阻的增大而逐渐减小，这样单参量的变化是容易控制和分析的，增强了腐蚀过程的稳定性，从而提高了针尖制作的成功率。

主权项

一种扫描隧道显微镜针尖腐蚀仪，其特征在于：包括机械组件、工作电路和控制电源；所述的机械组件包括底座(1)、支架(2)、上盖(3)、顶盖旋钮(4)、铜套A(5)、螺纹杆(6)、指针(7)、升降固定块(8)、阳极电极杆(9)、固定旋钮(10)、电极固定端(11)、三爪卡具A(12)、旋钮(13)、三爪卡具B(14)、负极电极杆(15)、圆盘(16)、电极环(17)、烧杯(18)和铜套B(19)；所述底座(1)分别与支架(2)、圆盘(16)采用螺钉连接固定，起到总体的支承作用；所述上盖(3)与支架(2)采用螺钉连接固定；所述螺纹杆(6)两端分别与铜套A(5)和铜套B(19)间隙配合，铜套A(5)和铜套B(19)分别固定在上盖(3)和底座(1)上；所述顶盖旋钮(4)上标有刻度，采用螺钉与螺纹杆(6)紧固连接；所述指针(7)通过螺钉固定在上盖(3)上，其配合顶盖旋钮(4)上的刻度确定顶盖旋钮(4)的旋转角度；所述电极固定端(11)通过螺钉固定在升降固定块(8)上，固定旋钮(10)与电极固定端(11)之间为螺纹配合，阳极电极杆(9)通过固定旋钮(10)固定在电极固定端(11)上；所述三爪卡具A(12)和三爪卡具B(14)分别通过螺钉固定在阳极电极杆(9)上，三爪卡具A(12)和三爪卡具B(14)将钨丝垂直夹紧；所述负极电极杆(15)采用螺钉固定在底座(1)上，旋钮(13)与负极电极杆(15)螺纹配合，旋转旋钮(13)将电极环(17)夹紧固定在负极电极杆(15)上；所述圆盘(16)采用螺钉固定在底座(1)上，盛有腐蚀溶液的烧杯(18)置于圆盘(16)的圆孔之中，电极环(17)没入烧杯(18)所盛溶液液面以下；所述的工作电路包括阳极电极杆(9)、电极固定端(11)、三爪卡具A(12)、旋钮(13)、三爪卡具B(14)、负极电极杆(15)、圆盘(16)、电极环(17)和烧杯(18)；电极固定端(11)通过电线接电源正极，电流通过与电极固定端(11)连接的阳极电极杆(9)传导到三爪卡具A(12)和三爪卡具B(14)所夹持的钨丝；所述负极电极杆(15)接电源负极，并与电极环(17)通过螺钉连接；三爪卡具A(12)和三爪卡具B(14)所夹持的钨丝与电极环(17)共同处于烧杯(18)所盛的腐蚀溶液中但不直接接触，通电时钨丝在腐蚀溶液中发生电解反应使电路构成回路；所述的控制电源包括控制电路和操控面板。所述控制电路包括调压稳压模块、电压测量模块、电流测量模块、阈值设定模块、采样比较模块、差分比较模块和电压输出模块，所述的调压稳压模块分别与电压测量模块和电流测量模块连接，所述的电压测量模块还与电压输出模块连接；所述的电压输出模块通过开关K1B分别与采样比较模块和差分比较模块连接；所述的采样比较模块经阈值设定模块、开关K1C后与电流测量模块连接，所述的差分比较模块的另一端经开关K1C后与电流测量模块连接；所述的调压稳压模块所用采样电阻R2位于高电位处，所述的采样比较模块采用LM319型比较器；所述的调压稳压模块通过变阻器RT1输出0～10v直流电压，输出电压通过P1接口接负载，即针尖腐蚀仪的正负极；所述的电压测量模块采集负载电压，然后由P2接口外接电源内部集成的处理模块将实际的负载电压显示到操控面板上；所述的电流测量模块采集采样电阻R2两端的电压，然后由P3接口外接电源内部集成的处理模块得到通过采样电阻R2的电流即腐蚀电流并显示在操控面板上；所述的操控面板是一块位于控制电源外壳正面中间位置的触摸屏，操控面板上设置有电压设定voltage、电流监控current、电流切断阈值设定threshold、差分设定Differential、针尖高度调节监控TipAdj、工作模式和开关显示框。