一种透射电镜冷冻样品杆的制作方法

1.本发明涉及一种透射电镜冷冻样品杆。


背景技术：

2.透射电子显微镜(transmission electron microscope，tem)是研究物质微观结构的现代化大型仪器设备，在物理、化学、材料科学及生命科学等领域都有着广泛的应用。样品杆是透射电镜最重要的组件之一，样品杆上设有用于承载样品的载样台。现有技术中，载样台通常是开放型的，不能将载样台上的样品封盖遮挡，在不观察样品时，载样台上的样品将持续与外界接触，不利于样品的保护，尤其是对一些容易见光发生反应的样品来说，开放型的载样台存在使样品发生见光反应的隐患。


技术实现要素：

3.因此，针对上述问题，本发明提出一种结构优化的透射电镜冷冻样品杆。
4.本发明采用如下技术方案实现：
5.本发明提出一种透射电镜冷冻样品杆，包括制冷壶、与所述制冷壶固定连接的导冷杆组件以及固定设置在所述导冷杆组件上的载样台，还包括遮蔽盖，所述遮蔽盖可活动连接在所述导冷杆组件上，并通过所述遮蔽盖相对所述载样台的活动以遮蔽或开放所述载样台。
6.其中，为节省空间占用，使得透射电镜冷冻样品杆取样端的结构更加紧凑合理，优选所述遮蔽盖可滑动连接在所述导冷杆组件上。
7.其中，为起到更好的保护和遮光效果，也使遮蔽盖与导冷杆组件的滑动连接配合更加稳定，优选所述遮蔽盖呈框形结构，所述遮蔽盖可滑动套设在所述导冷杆组件上。
8.其中，为避免造成冻伤，提高安全性，优选透射电镜冷冻样品杆还包括用于驱动所述遮蔽盖相对所述载样台活动的驱动组件，所述驱动组件包括一用于人工施力的操作部，所述操作部远离所述载样台设置。
9.其中，为使驱动组件的空间占用小，结构紧凑，传动效率高，也便于使用者进行操作，优选所述驱动组件包括一传动杆，所述传动杆一端与所述遮蔽盖联动连接，另一端穿过所述导冷杆组件并延伸至所述制冷壶背离所述导冷杆组件的一侧，所述操作部与所述传动杆另一端联动连接。
10.其中，优选地，所述驱动组件还包括滑轨，所述操作部是可滑动配合在所述滑轨内的滑块，所述滑轨固定连接在所述制冷壶背离所述导冷杆组件的一侧，所述传动杆另一端与所述滑块固定连接。
11.其中，优选地，所述滑轨呈长条状，以形成一个握持部位。
12.其中，为节省铜材，并利用导冷内杆的延伸结构以导向传动杆，所述导冷杆组件包括导冷内杆以及外套于所述导冷内杆的外套管，所述外套管与所述制冷壶固定连接，所述导冷内杆一端设于所述制冷壶内，另一端伸出所述外套管，所述载样台固定设置在所述导
冷内杆伸出外套管的一端；所述导冷内杆为空心结构，所述传动杆穿设于所述导冷内杆的空心内腔。为隔绝冷传导，增长保冷时间，优选所述外套管与所述导冷内杆之间形成真空夹层。
13.其中，为避免导冷杆组件温度过低而影响透射电镜冷冻样品杆与其他电镜或仪器的配合，所述外套管内壁上还固定设有加热贴片以控制所述导冷杆组件的温度。
14.其中，为隔绝冷传导，增长保冷时间，优选所述制冷壶为双层结构，包括内层的液氨壶以及外层的外壳体，所述液氨壶和外壳体之间形成真空夹层。为增大导冷路径，减少热量传导，增长保冷时间，优选所述液氨壶包括设于所述外壳体内的壶身、露出所述外壳体之外的壶口以及连接所述壶口和壶身的连接管，所述连接管周身设有至少一圈波纹状的褶皱。
15.本发明具有以下有益效果：本发明的透射电镜冷冻样品杆在不需要观察样品时，可以滑动遮蔽盖遮蔽载样台，以避免载样台上的样品与外界接触，起到保护样品的效果；而且通过遮蔽盖能隔绝外部光源，防止样品发生见光反应。
附图说明
16.图1是实施例中透射电镜冷冻样品杆的立体示意图；
17.图2是实施例中透射电镜冷冻样品杆的右视图；
18.图3是图2中a-a处的剖视图；
19.图4是实施例中一种可行的遮蔽盖的替代方案的示意图。
具体实施方式
20.为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
21.现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
22.参阅图1-3所示，作为本发明的优选实施例，提供一种透射电镜冷冻样品杆，包括制冷壶1、导冷杆组件2以及固定设置在导冷杆组件2上的载样台3，其中制冷壶1作为冷源，导冷杆组件2与制冷壶1固定连接，并将制冷壶1产生的低温传导至载样台3，以使载样台3上的样品处于低温状态。在导冷杆组件2上还可滑动连接有一遮蔽盖4，遮蔽盖4通过其相对载样台3的滑动以遮蔽或开放载样台3，那么本实施例的透射电镜冷冻样品杆在不需要观察样品时，可以滑动遮蔽盖4遮蔽载样台3，以避免载样台3上的样品与外界接触，起到保护样品的效果；而且更重要的是，通过遮蔽盖4能隔绝外部光源，防止样品发生见光反应。需要再次观察样品时，滑动遮蔽盖4开放载样台3，则可以继续进行观察的工作。
23.本实施例中，遮蔽盖4呈方框形结构，遮蔽盖4是可滑动地套设在导冷杆组件2上。在其他实施例中，遮蔽盖4也可以是其他的结构，例如一片状的封盖，本实施例采用框形的遮蔽盖4可滑动地套设在导冷杆组件2上，一方面框形的遮蔽盖4可以从载样台3四周围合载样台3，对载样台3上的样品起到更好的保护和遮光效果，另一方面也使遮蔽盖4与导冷杆组件2的滑动连接配合更加稳定，降低了对遮蔽盖4安装时的位置精度要求。
24.本实施例中，遮蔽盖4是可滑动连接在导冷杆组件2上的，在其他实施例中，也可以将遮蔽盖4可转动连接在导冷杆组件2上，即不论是可滑动连接或可转动连接或其他的可活动连接方式均是可行的。例如，图4示出了本实施例的遮蔽盖4的一种替代方案，遮蔽盖4a呈片状结构，遮蔽盖4a可转动连接在导冷杆组件2a上，通过遮蔽盖4a的转动以遮蔽或开放载样台3a。相比于这种替代方案来说，本实施例中采用遮蔽盖4可滑动连接在导冷杆组件2上的方案可以节省空间占用，使得透射电镜冷冻样品杆取样端的结构更加紧凑合理。
25.在制冷壶1工作时，载样台3附近的温度很低，使用者不便于直接用手拨动遮蔽盖4进行滑动，否则可能造成冻伤等健康问题。为了提高安全性和方便操作遮蔽盖4滑动，本实施例中还设有驱动遮蔽盖4滑动的驱动组件，驱动组件具体包括传动杆5、滑轨6和滑块7，滑轨6固定连接在制冷壶1背离导冷杆组件2的一侧，滑块7可滑动配合在滑轨6内，传动杆5一端与遮蔽盖4联动连接(具体在本实施例中采用铰接，在其他实施例中也可以是卡接、螺接等固定连接)，传动杆5另一端穿过导冷杆组件2和传动杆5并延伸至制冷壶1背离导冷杆组件2的一侧，滑块7和传动杆5另一端固定连接(也可以采用铰接)，从而手动拨动滑块7在滑轨6内滑动时，通过传动杆5带动遮蔽盖4进行滑动。由于作为人工施力操作部位的滑块7是设置在制冷壶1背离导冷杆组件2的一侧，离载样台3很远，因此操作滑块7时不会有冻伤的问题出现。
26.在其他实施例中，作为人工施力操作部位的滑块7可以设置在其他远离载样台3的位置，例如可以将滑块7和滑轨6设置在制冷壶1径向的外侧位置，再通过在制冷壶1外周设置连杆机构来联动连接滑块7和遮蔽盖4。但本实施例通过设置传动杆5穿设过导冷杆组件2再与滑块7固定连接，使得传动杆5可以滑动装配在导冷杆组件2内并借助导冷杆组件2的延伸方向以延伸至制冷壶1背离导冷杆组件2的一侧，使得驱动组件的空间占用小，结构紧凑，传动效率高，滑轨6和滑块7设置在背离导冷杆组件2的一侧也便于使用者进行操作。
27.在其他实施例中，滑块7也可以被替换为其他结构的用于人工施力的操作部，例如操作部采用一旋钮实现，传动杆铰接在旋钮端面上(形成一个曲柄滑块机构)，通过旋动旋钮以驱使传动杆滑动。在合理的机械机构设计下，可以采用滑动和转动的互相转化来实现驱动组件的驱动，因此其驱动组件的用于人工施力的操作部可以是转动式的也可以是滑动式，可根据实际产品的结构布局和成本考虑来决定。本实施例优选采用滑轨6和滑块7的滑动驱动的方案，这种滑动驱动的方式结构简单、传动效率高、且动作直观、操作方便。
28.在本实施例中，滑轨6呈长条状结构，以形成一个握持部位。使用者在托举透射电镜冷冻样品杆时，可以一手托住制冷壶1，另一手握住滑轨6，从而稳定把持住透射电镜冷冻样品杆。
29.参阅图1、3，导冷杆组件2包括导冷内杆21以及外套于导冷内杆21的外套管22，外套管22与制冷壶1固定连接，导冷内杆21一端设于制冷壶1内以传导低温，导冷内杆21另一端伸出外套管22，载样台3固定设置在导冷内杆21伸出外套管22的一端。本实施例中，导冷内杆21具体采用铜棒，铜棒导冷更加稳定且不易产生波动。导冷内杆21为空心结构，传动杆5是穿设于导冷内杆21的空心内腔，在本实施例中将导冷内杆21设为空心结构不仅可以节省铜材，还可以利用导冷内杆21的延伸结构起到导向传动杆5的效果。进一步的，本实施例还在外套管22内壁上固定设有加热贴片(图中未示出)，该加热贴片可以侦测导冷杆组件2的温度，并通过电气自动控制技术对导冷杆组件2进行加热，避免导冷杆组件2温度过低而
影响透射电镜冷冻样品杆与其他电镜或仪器的配合。
30.参阅图3，制冷壶1为双层结构，包括内层的液氨壶11以及外层的外壳体12，在液氨壶11和外壳体12之间形成夹层。与之类似的，外套管22和导冷内杆21之间也形成夹层，外套管22内腔与外壳体12内腔相通，在制冷壶1上还设有抽气阀8，通过抽气阀8将液氨壶11和外壳体12之间的夹层、以及外套管22和导冷内杆21之间的夹层抽成真空，设置真空夹层可以有效隔绝冷传导，增长保冷时间。
31.另外，为了更进一步地增长保冷时间，还可以在液氨壶11和外壳体12之间的夹层、以及外套管22和导冷内杆21之间的夹层中设置一薄壁结构，以隔绝冷传导。外套管22与外壳体12的连接处可以采用多个连接点连接而非面与面连接的方式，以减少接触面积，减少热量传导。
32.继续参阅图3，该液氨壶11具体包括设于外壳体12内的壶身111、露出外壳体12之外的壶口113以及连接壶口113和壶身111的连接管112，壶身111内储存液氨以供冷，壶口113用于添加液氨，实际应用时，壶口113上还设有一封盖以进行密封(图中未示出)。该连接管112周身设有数圈(至少一圈)波纹状的褶皱，通过该波纹状的褶皱增大壶身111向壶口113导冷的路径，减少热量传导，进一步增长保冷时间。
33.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均落入本发明的保护范围。