本發(fā)明涉及薄膜測試，尤其涉及一種窗口薄膜測試系統(tǒng)。

背景技術：

1、目前常見的窗口薄膜具有高強度、高硬度、高耐熱性、高耐腐性和低熱膨脹系數(shù)等特點，這種窗口薄膜是掃描透射軟x射線顯微成像技術(scanning?transmission?x-raymicroscopy，stxm)應用中十分理想的生物樣品支持膜，利用同步輻射光源中的stxm技術可以對自然狀態(tài)下的生物樣品進行亞微米級的空間與化學分析。窗口薄膜還可作為真空窗口，隔開高真空的軟x射線部分與大氣壓，用于生物活細胞研究，也可作為同步輻射光束線中的污染阻擋層。

2、然而，這種窗口薄膜的厚度很薄，有可能在高真空環(huán)境以及高壓環(huán)境下發(fā)生破裂，為了驗證窗口薄膜在高真空環(huán)境以及高壓環(huán)境下能否正常工作，必須對窗口薄膜進行的耐壓測試。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種窗口薄膜測試系統(tǒng)，通過測量圖像中干涉條紋的半徑確定待測區(qū)域的形變量，后續(xù)采用窗口薄膜進行實驗等工作時，可以直接根據(jù)需要的形變量確定待測窗口薄膜在工作狀態(tài)下時的所需要的氣壓，提供工作效率，并且防止待測窗口薄膜在實際工作狀態(tài)下發(fā)生破裂。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明實施例提供了一種窗口薄膜測試系統(tǒng)，包括：

3、窗口薄膜成像裝置、氣壓調節(jié)監(jiān)測裝置、薄膜固定裝置和樣品臺；

4、薄膜固定裝置用于固定待測窗口薄膜，且待測窗口薄膜與薄膜固定裝置之間形成密封腔；薄膜固定裝置具有透光窗口，透光窗口與待測窗口薄膜相對設置；

5、樣品臺設置于待測窗口薄膜遠離透光窗口的一側；樣品臺用于向待測窗口薄膜遠離透光窗口的表面發(fā)射預設波段的光；

6、氣壓調節(jié)監(jiān)測裝置用于調節(jié)待測窗口薄膜兩側的氣壓差，使待測窗口薄膜的待測區(qū)域發(fā)生形變；

7、窗口薄膜成像裝置用于通過透光窗口向待測窗口薄膜的待測區(qū)域發(fā)射預設波段的光，通過透光窗口獲取待測窗口薄膜待測區(qū)域表面設置有液滴時的干涉條紋圖像，并根據(jù)干涉條紋圖像確定待測區(qū)域的形變量。

8、可選地，待測區(qū)域的形變量包括待測窗口薄膜凸起的高度；待測區(qū)域形變時與樣品臺接觸；

9、窗口薄膜成像裝置用于根據(jù)干涉條紋圖像中的暗紋的半徑與第一公式確定待測窗口薄膜凸起的高度，或者根據(jù)干涉調整圖像中的亮紋的半徑與第二公式確定待測窗口薄膜凸起的高度；

10、其中，第一公式為：

11、

12、第二公式為：

13、

14、其中，第λ是預設波段的光的波長；d是待測窗口薄膜的薄膜窗口的寬度；d為待測窗口薄膜凸起的高度，r是第k個暗紋的半徑，r'是第k個亮紋的半徑。

15、可選地，窗口薄膜測試系統(tǒng)還包括：

16、上位機；

17、上位機用于獲取氣壓調節(jié)監(jiān)測裝置施加的氣壓，并獲取窗口薄膜成像裝置確定的形變量，根據(jù)多次獲取的氣壓和形變量確定氣壓和形變量的對應關系；

18、上位機還用于獲取樣品臺與窗口薄膜未形變時的第一距離，根據(jù)窗口薄膜工作時與樣品臺的位置關系和第一距離確定窗口薄膜的需求形變量，根據(jù)需求形變量，和氣壓與形變量的對應關系，確定需要向窗口薄膜施加的需求氣壓；其中，窗口薄膜工作時與樣品臺的位置關系包括窗口薄膜與樣品臺接觸，窗口薄膜與樣品臺不接觸以及窗口薄膜底部與樣品臺擠壓。

19、可選地，窗口薄膜成像裝置還用于獲取待測窗口薄膜待測區(qū)域未設置液滴時的形變圖像，根據(jù)形變圖像確定待測窗口薄膜可承受的最大壓力。

20、可選地，待測窗口薄膜成像裝置包括光源模塊和圖像模塊；

21、光源模塊用于通過透光窗口向待測窗口薄膜的待測區(qū)域發(fā)射預設波段的光；

22、圖像模塊用于通過透光窗口獲取待測窗口薄膜待測區(qū)域表面設置有液滴時的干涉條紋圖像，并根據(jù)干涉條紋圖像確定待測區(qū)域的形變量。

23、可選地，光源模塊包括沿光路依次排列的光源、第一凸透鏡、第二凸透鏡、分光片和物鏡；物鏡設置于分光片鄰近待測窗口薄膜的一側，光源發(fā)射預設波段的光經第一凸透鏡、第二凸透鏡、分光片和物鏡后，通過透光窗口照射到待測窗口薄膜上；

24、圖像模塊包括沿光路依次排列的濾光片、第三凸透鏡和相機；由待測窗口薄膜和液滴反射預設波段的光，經物鏡、分光片、濾光片和第三凸透鏡后進入相機；

25、濾光片用于濾除環(huán)境光。

26、可選地，薄膜固定裝置包括密封結構和支撐結構；密封結構位于待測窗口薄膜和支撐結構之間，支撐結構、密封結構和待測窗口薄膜之間的區(qū)域為密封腔，支撐結構設置有透光窗口。

27、可選地，氣壓調節(jié)監(jiān)測裝置用于向密封腔內注入氣體，以調節(jié)待測窗口薄膜兩側的氣壓差；

28、氣壓調節(jié)監(jiān)測裝置包括閥門組和壓力傳感器組；閥門組和壓力傳感器組均與上位機電連接；閥門組用于調節(jié)向密封腔體內注入的氣體的壓力；壓力傳感器組用于測量氣體壓力；上位機用于根據(jù)壓力傳感組測量的氣體值壓力控制閥門組的開度。

29、可選地，閥門組包括調壓閥、電子比例閥和電磁閥；壓力傳感器組包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器；

30、在調壓閥和第三壓力傳感器之間依次排列第一壓力傳感器、電子比例閥、第二壓力傳感器和電磁閥；第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓力傳感器均與上位機電連接；電子比例閥和電磁閥均與上位機電連接；

31、電子比例閥用于調節(jié)氣壓；電磁閥用于控制氣路的通斷。調壓閥用于對氣體進行減壓調節(jié)；第一壓力傳感器用于測量經過調壓閥調節(jié)的氣體壓力值；第二壓力傳感器用于測量經過電子比例閥調節(jié)的氣體壓力值；第三壓力傳感器用于測量經過電磁閥的氣體壓力值。

32、可選地，上位機與相機電連接；上位機用于顯示相機獲取待測窗口薄膜待測區(qū)域表面設置有液滴時的干涉條紋圖像。

33、在本發(fā)明實施例所提供的技術方案中，樣品臺設置于待測窗口薄膜遠離透光窗口的一側，氣壓調節(jié)監(jiān)測裝置用于調節(jié)待測窗口薄膜兩側的氣壓差，使待測窗口薄膜的待測區(qū)域發(fā)生形變；樣品臺用于向待測窗口薄膜遠離透光窗口的表面發(fā)射預設波段的光，窗口薄膜成像裝置用于通過透光窗口向待測窗口薄膜的待測區(qū)域發(fā)射預設波段的光，通過透光窗口獲取待測窗口薄膜待測區(qū)域表面設置有液滴時的干涉條紋圖像，通過測量圖像中干涉條紋的半徑確定待測區(qū)域的形變量，后續(xù)采用窗口薄膜進行實驗等工作時，可以直接根據(jù)需要的形變量確定待測窗口薄膜在工作狀態(tài)下時的所需要的氣壓，提供工作效率，并且防止待測窗口薄膜在實際工作狀態(tài)下發(fā)生破裂。

34、應當理解，本部分所描述的內容并非旨在標識本發(fā)明的實施例的關鍵或重要特征，也不用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。

技術特征：

1.一種窗口薄膜測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的窗口薄膜測試系統(tǒng)，其特征在于，

3.根據(jù)權利要求1所述的窗口薄膜測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權利要求1所述的窗口薄膜測試系統(tǒng)，其特征在于，

5.根據(jù)權利要求1所述的窗口薄膜測試系統(tǒng)，其特征在于，

6.根據(jù)權利要求5所述的窗口薄膜測試系統(tǒng)，其特征在于，

7.根據(jù)權利要求1所述的窗口薄膜測試系統(tǒng)，其特征在于，

8.根據(jù)權利要求3所述的窗口薄膜測試系統(tǒng)，其特征在于，

9.根據(jù)權利要求8所述的窗口薄膜測試系統(tǒng)，其特征在于，

10.根據(jù)權利要求8所述的窗口薄膜測試系統(tǒng)，其特征在于，

技術總結
本發(fā)明公開了一種窗口薄膜測試系統(tǒng)，系統(tǒng)包括:樣品臺設置于待測窗口薄膜遠離透光窗口的一側；樣品臺向待測窗口薄膜遠離透光窗口的表面發(fā)射預設波段的光；氣壓調節(jié)監(jiān)測裝置用于調節(jié)待測窗口薄膜兩側的氣壓差；窗口薄膜成像裝置用于通過透光窗口向待測窗口薄膜的待測區(qū)域發(fā)射預設波段的光，通過透光窗口獲取待測窗口薄膜待測區(qū)域表面設置有液滴時的干涉條紋圖像，并根據(jù)干涉條紋圖像確定待測區(qū)域的形變量，本發(fā)明通過測量圖像中干涉條紋的半徑確定待測區(qū)域的形變量，后續(xù)采用窗口薄膜進行實驗等工作時，可以直接根據(jù)需要的形變量確定待測窗口薄膜在工作狀態(tài)下時的所需要的氣壓，提供工作效率，并且防止待測窗口薄膜在實際工作狀態(tài)下發(fā)生破裂。

技術研發(fā)人員：沈銳,許克標,賀羽
受保護的技術使用者：國儀量子技術（合肥）股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/9/9