ジャンクで目指す
走査型電子顕微鏡のページ
その１6：予備実験と装置の製作
２０１５年
１０月２５日
今週は日曜日のみのガレージ作業でした。電源ユニットの高耐圧化の続きです。電圧計に付属しているフロントパネルは電圧計の大きさよりだいぶ小さかったです。先週の加工でくり抜いたフロントパネルの穴は小さかったです。再加工して上側の薄い部分は切り取ります。
Ｑｃａｄで図面を書いて、その後ＨｅｅｋｓＣＮＣでＧコードを生成しレーザ加工機で黒アクリルから２枚切り出します。
完成した絶縁プレートを２枚重ねて電源ユニットのアルミパネルに仮止めしてみます。電圧計の固定ネジは樹脂にする必要があります。樹脂ネジは近所のホームセンタでは３ｍｍは長さ１５ｍｍまでしか売ってませんでした。モノタロウに頼んでおきます。
１０月３１日
この週は土曜のみのガレージ作業でした。モノタロウで頼んでおいた３ｍｍの２０ｍｍ長の樹脂ねじが着ました。
下はついでに頼んだスラストベアリングです。磁石を使わない普通のモーションフードスルーを作る予定です。
樹脂ねじで電圧計を固定しました。左がフィラメント、右が高圧です。中央のスイッチはアクリル棒でレバーを絶縁しました。
電圧計をフロントパネルに固定して裏側の配線を戻します。右側半分が戻りました。
１１月０８日
先週の続き、日曜の午前中のみ作業。熱電対温度計のコネクタのＬ字金具をアクリルで作り直しました。
熱電対温度計の本体とサーミスタ温度計も戻しました。
１１月１５日
またまた、日曜の午前中のみ作業。パネルの配線を戻していきます。
ほぼ、復活しました。全体の動作確認をする必要があります。
２０１６年
３月２０日
ドカの１１９８ＳＰが一段落したので再開します（笑）。取りあえず、粗引きすると、全然真空になりません。
メインバルブから上は問題なさそうで、下図の青枠の拡散ポンプを通る経路のどこかで漏れいてます。拡散ポンプとボールバルブの接続部が怪しいです。次回分解、再組立てしてみます。
３月２６日
先週の続きです。漏れている所を調べます。油拡散ポンプの手前にはボールバルブと油拡散ポンプを繋ぐＬ字ジョイントがあります。ここに栓をすると。漏れなくて問題なし。
３月２７日
以前に拡散ポンプのドレンからのオイル漏れで薄いシリコンゴムを挟んで厚みを増し、緊急対策したシールがいまいちなので３ｍｍ厚のシリコンゴムから作りました。小さめの穴を開けてドリルに挿して、ボール盤で回しながら電療リュータで円錐に加工します。黒いのがオリジナルの硬化したシールです。
ドレンにはこんなテーパが付いてます。ここはオイルに浸かっているので、漏れの原因じゃないと思われます。
各時間測定に使っている、キッチンタイマの電池が無くなったので交換しようとしたらＬＲ４４じゃなく、薄いＬＲ１１３０でした。ＬＲ４４なら秋月で１０個１００円なのに〜１００円ショップで２個で１００円でした。
取りあえず、工作無しで簡単にできそうなこと〜水冷バッフルを取って、拡散ポンプにメインバルブを取り付けてみます。漏れてます。拡散ポンプ本体、ガスケットが怪しです。メインバルブは逆側からは問題ないので、ここでも問題なさそうです。次回、メインバルブの代りにブランクフランジを作ってみます。直径が１３０ｍｍと大きいので、ＣＮＣフライスでは一度に切れないです。
４月３日
ブランクフランジを作ります。１２．２５ｍｍのアルミ板を簡易コンタで切り出して、９ｍｍの取り付け穴を６個開けます。ＣＮＣは使わず、手動で作製しました（笑）。
早速、取り付けてみます。漏れてます。ポンプからのポコポコ音が終わり、その後、真空計の針が微かに真空側に動いたとことでストップ。なので、完全に漏れている訳では無いです。
しょうがないので、ゴムホースに栓をして、全体を水に沈めて加圧してみました。加圧ではゴムホースが膨張して抜けてきます（笑）。手で持って加圧している間には大きな漏れは確認できませんでした。次回、ちゃんとした栓をして再度確認します。
４月９日
モノタロウで３／４のエルボを購入しました。
真空用のゴムホースを使って加圧すると膨らんで抜けて来くので、エルボで直接油拡散ポンプを加圧します。大きな漏れはありません。
油拡散ポンプから大きな漏れが無いのに圧力が下がらないのは、ポンプ内部から何か湧き出してるということです。多分、動作オイルに水分が混じって、湧き出してるんだと思われます。油拡散ポンプ内を洗浄します。お風呂でスチーム洗浄後、パーツクリーナでオイル分を取ります。１１月から放置していたので拡散ポンプのオイルに水分が入ったと思われます。メインバルブとボールバルブを閉めておけば防止できそうです。
ブランクフランジを付けて、粗引きしてみます。直りました。良かった。次回は本引き予定です。
４月１７日
ブランクフランジを外して、代りに水冷バッフルとメインバルブにしてみます。ダメです。圧力が下がりません、何で？
原因が複数あったのでしょうか？ここでは一番怪しいメインバルブをスキップしてみます。ブランクフランジに７０ｍｍのＯリング溝を作って確認しようとしたんですが、水冷バッフルの上側面と寸法がぎりぎりでいまいちでした。メインバルブも７０ｍｍでぎりぎりです。もしかすると本来合っていないのかも？８０ｍｍで作れば良かった、次回８０ｍｍで試してみます。
４月２４日
８０ｍｍのＯリンクでブランクフランジを作り直しました。
上記のブランクフランジを冷却バッフルの上に取り付けてみます。ダメです、漏れています。
ガスケットの検査。油拡散ポンプにガスケットを挟んでブランクフランジを取り付けてみます。問題無いです。
ブランクフランジの代りにメインバルブを取り付けます。問題無いです。
水冷バッフルをスチーム洗浄して乾燥させて再度挑戦。ダメです漏れています。水冷バッフルが怪しいです。確かにガスケット面が少し荒れています。しかし、今までは問題なかったので不思議です。もう少し調べてみます。
５月５日
ブラインドフランジに１／８ＮＴＰのニップルを付けて漏れ検査を行います。まずはメインバルブとブラインドフランジを直接取り付けて確認します。問題無いです。
今度は水冷バッフルを挟んでみます。漏れています。漏れているのは水冷バッフル本体か、水冷バッフルとメインバルブの間のシールどちらかだと思われます。次回、もう一つブラインドフランジを作って確認してみます。
５月８日
この週末は日曜日のみ休みでした。もう一つブラインドフランジを作って水冷バッフルをブラインドフランジで挟みます。ダメです。圧力は下がりません。これでメインバルブが原因から除かれました。
そのままバケツの中に入れてコンプレッサのエアで加圧します。水路から泡が出るのを確認しました。これで油拡散ポンプに水分が入っていた理由が分かりました。数ヶ月そのままにしていたから水分が入ったんじゃなかったです。次回、水路を加圧して漏れ箇所が特定できるか試してみます。水冷バッフルの中は込み入っているので漏れ箇所の修正は難しそうです。
５月１４日
先週の続き。ブラインドフランジを外して水冷バッフルをバケツの中にいれて、水路を加圧すると泡が出てきました。場所は水路の接続部の逆側のドンツキ部です。
早速、ディスクグランダで開腹手術です（笑）。
再度、バケツの中に入れ、漏れ箇所を確認します。黄色枠から漏れていました。
５月１５日
水冷バッフルの外側はステンレスのＴＩＧ溶接で作られいいるようですが、水路とバッフルはロウ付けでしょうか？ＴＩＧのようなビードはありません。色はステンレスの色と変わらない艶のある銀色。エアリュータで開腹の穴を大きくします。
以前、お風呂用の湯沸器の修理の時には見つからなかった銀ロウとフラックスが見つかりました。銀ロウは１０ｃｍ位で短いです。
パーツクリーナで脱脂して、カチカチに固まっていたフラックスを水で溶いて、短く切った銀ロウをいっしょに漏れ箇所に乗せます。
早速、カセットコンロのボンベを使った安バナーでロウ付けしてみます。炎が大きく、温度が上がずロウがキレイに流れません。イマイチです（笑）。
再度、バケツの水に入れて水路を加圧します。この時点では漏れなくなりました。銀ロウは少し銅色で赤っぽいです。
開腹部を覆うステンレス板の曲げ加工をします。２ｍｍのステンレス板を油圧プレスの自作ベンダで大まかに曲げます。その後、アンビルで叩いて微調整を行います。
所定の大きさに切り取り、ステンレス板が完成しました。次回、溶接の予定です。
５月２２日
水冷バッフルを縫合します（笑）。４隅を仮止めして、全周をＴＩＧ溶接しました。発電機のバッテリが上がって、３時間くらい充電してからやっと溶接できました。
早速、ブラインドフランジで挟んで、粗引きします。直りました〜良かった〜
５月２８日
修理した水冷バッフルを組み込んでポンプ部を組み立てます。粗引きします。問題ないみたいです。直りました。
５月２９日
水冷の配管も付け直して、本引きします。２０分くらい油拡散ポンプを稼働させます。イオンゲージでTORRでー４乗まで、パスカルだと−３乗まで下がっています。以前はー４乗だったので、後で調査必要です。
加速電圧４ＫＶで電子銃のテストします。油拡散ポンプのヒータ部のケースが１６０℃、上部は２９℃、室温は３０℃です。オシロの蛍光面にスポットが出ました。１０月の状態まで戻りました。良かった〜
６月４日
電磁レンズを作る準備として、電子銃と蛍光面をなるべく離して電子の軌道を確認します。フィラメントから出る光と比べると手前にずれています。
６月５日
電子銃のアライメントを調整して、再度テストします。
スポットが少し、奥側に移動しましたが、フィラメントの光も奥側に移動している感じです。
高圧電源の絶縁プレートをレーザ加工機でもう一組作り、電源内に組み込みました。合計で３枚入っています。高圧を放電させる機構を作る予定です。
６月１１日
１．５時間くらいでー３オーダ（パスカル）になります。以前より悪いです。何処かで漏れているかもしれません。
高圧の放電機構を作ります。壊れてたレオスタットを分解してシャフトを取り出し、アクリル棒で延長ロッドを作りました。
シャフトにツマミと延長ロッドを取り付けます。この週末は２輪でガレージに来たので、レーザ加工用のノートＰＣが無く、アクリル板の切り出しが出来ません。次回、アクリルを切り出します。
６月１１日
電子銃のアノードまでの長さを少し短くしてみます。既成品の樹脂スペーサを加工。
組み立てます。スペーサの長さは２０ｍｍから約１５ｍｍに短くしました。
早速、実験しようと思ったところフィラメントが断線しました。大気圧でフィラメント電源を入れてしまったのですが、ボリュームは絞ってあって電圧はほとんど出ていなかった筈ですが、不思議です。白いのは酸化タングステン？でしょうか（笑）。
フィラメントを再作しました。エージングします。
