Dòng NanoCeramic (NC) NanoSensor mới từ cổng hoàng hậu, một nhà sản xuất chuyên nghiệp của Vương quốc Anh về các sản phẩm định vị nano có độ chính xác cao, cung cấp phép đo kích thước nano được thiết kế riêng cho những môi trường nghiên cứu đòi hỏi khắt khe nhất – kết hợp khả năng tương thích với môi trường chân không siêu cao (UHV) và độ cứng bức xạ với hoạt động ở nhiệt độ đông lạnh cho đến nhiệt độ cao.

Đối với bối cảnh, Queensgate's Danh mục sản phẩm NanoSensor bao gồm một họ đã được thiết lập gồm các hệ thống đo vị trí không tiếp xúc (các sê-ri NX) dựa trên nguyên tắc vi lượng điện dung. Hai tấm cảm biến – mục tiêu và đầu dò – tạo thành một tụ điện bản song song, với khoảng cách giữa các bản được đo bằng bộ điều khiển điện tử.

Phạm vi đo từ 20 µm đến 1250 µm có sẵn với đáp ứng tần số lên đến 20 kHz (lý tưởng để theo dõi rung động và phát hiện tiếng ồn trong thiết bị đo đạc chính xác). Hơn nữa, Cảm biến nano sê-ri NX đảm bảo độ tuyến tính xuống tới 0.02% và độ phân giải phép đo thấp tới 7 giờ tối (RMS) – tất cả nằm trong một cụm không tự phát nhiệt và với các thiết kế được chọn phù hợp cho hoạt động của UHV xuống tới 10^-9 Torr.

Được tạo ra để đo lường

Dựa trên các nguyên tắc cơ bản giống nhau, các Loạt NC đại diện cho một phần mở rộng của sản phẩm NX để triển khai trong các điều kiện khắc nghiệt – trên thực tế, một dòng NanoSensors tùy chỉnh đưa khả năng tương thích UHV lên một tầm cao mới (10^-10 Torr) trong khi cung cấp hoạt động ổn định, đáng tin cậy trong môi trường bức xạ mạnh (với 10⁷ cáp Gy) và trong phạm vi nhiệt độ rộng (từ 80 K đến 423 K).

John Clarke, kỹ sư thiết kế cơ khí chính tại Queensgate giải thích: “Chúng tôi đang sử dụng các kỹ thuật sản xuất đạt tiêu chuẩn quân sự và hàng không vũ trụ để sản xuất dòng NC. “Mặc dù các cảm biến, phần lớn, là thiết kế tùy chỉnh, nhưng khả năng sản xuất của công nghệ NC sao cho chúng tôi có thể cung cấp nhiều tọa độ hiệu suất – và rất chính xác – ở một mức giá cạnh tranh.”

Trung tâm của hệ thống con đo lường NC là các tấm cảm biến điện dung gốm, mạ vàng (thường dựa trên “vàng trắng”, một hợp kim bạch kim-vàng), trong khi hầu hết các kiểu máy cũng bao gồm một lớp tráng men gốm thủy tinh để bảo vệ các mặt cảm biến và ngăn ngừa sự cố. ngắn giữa các tấm. Điều quan trọng không kém là vỏ cảm biến dành riêng cho ứng dụng của NC – đặc biệt là khi nói đến việc đảm bảo thiết kế giãn nở nhiệt thấp. Ví dụ, vỏ Invar cung cấp sự ổn định nhiệt ở nhiệt độ đông lạnh (xuống tới 80 K); thép không gỉ SS316 là lý tưởng khi kết hợp độ mở rộng của cảm biến với cấu trúc thép không gỉ; và vỏ nhôm không từ tính được sử dụng tốt nhất khi kết hợp giãn nở nhiệt với cấu trúc nhôm.

Clarke lưu ý: “Về cơ bản, dòng NC bao gồm một gói các tiến bộ và đổi mới về vật liệu để đảm bảo khả năng tương thích trên nhiều ứng dụng môi trường khắc nghiệt.” Một trường hợp điển hình: một trong những triển khai NC NanoSensor đầu tiên – để theo dõi sự uốn cong tinh thể silicon trong bộ đơn sắc Bragg trên đường tia synchrotron – đã kết hợp độ phân giải phép đo 2–5 nm với 100 phạm vi µm và hoạt động ở nhiệt độ đông lạnh (xấp xỉ 80 K).

Cấu trúc thoát khí thấp cũng cho phép triển khai trong điều kiện UHV (giảm tới 10^-9 Torr), trong khi cấu trúc cáp và gốm/kim loại “cứng bức xạ” đảm bảo cảm biến có thể chịu được liều bức xạ tương đương tối đa trong chùm tia 143 Gy/giờ. Clarke cho biết thêm: “Giải pháp NC ban đầu này đã đáp ứng tất cả các yêu cầu về mặt thúc đẩy hiệu suất.

Đó là tất cả về kiểm soát

Một tính năng nổi bật của dòng cảm biến NC (và dòng sản phẩm NX chính) là thiết bị điện tử điều khiển kỹ thuật số chất lượng cao – kết hợp độ nhiễu thấp, đầu ra kỹ thuật số 20 bit và tốc độ cập nhật 50 kHz như một phần của hệ thống đo lường tích hợp. Ngoài ra còn có khả năng truyền động bằng cáp dài hơn (so với các mẫu tương tự thế hệ trước) để đảm bảo đầu ra kỹ thuật số ít nhạy cảm hơn với tiếng ồn.

Clarke giải thích: “Tất cả những điều đó có nghĩa là người dùng cuối dễ dàng tích hợp các cảm biến NC vào hệ thống điều khiển của họ mà không gây nhiễu tín hiệu. “Chuyển đổi sang kỹ thuật số ngay lập tức có nghĩa là người dùng cuối có thể truyền tín hiệu cảm biến xuống cáp kỹ thuật số tới PC, nơi tín hiệu có thể được phân tích và đưa vào vòng điều khiển.”

Các thông số kỹ thuật khác của dòng NC bao gồm đầu ra có độ tuyến tính cao trước khi hiệu chuẩn (điển hình là 0.05%), với tuyến tính hiệu chuẩn được hiệu chỉnh kỹ thuật số bậc 0.005 thành XNUMX% (điển hình). Ngoài ra còn có trao đổi plug-and-play hoặc sửa chữa thiết bị điện tử điều khiển khi không thể tiếp cận các đầu cảm biến – ví dụ như trong buồng chân không.

Dòng NC là một dòng sản phẩm mở rộng. Nếu mẫu được yêu cầu không có sẵn, Queensgate sẽ sản xuất theo thông số kỹ thuật tùy chỉnh tuân theo tiêu chí số lượng đặt hàng tối thiểu.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/capacitive-displacement-nanosensors-are-made-to-measure-in-extreme-environments/