Ideal Vacuum XPD-200 Pulsar Impulsventiltreiber für 28-V-Hochgeschwindigkeits-Impulsmagnetventile, analoge Steuerungen, Tischgerät

Der XPD-200 Pulsar-Ventiltreiber von Ideal Vacuum ist ein Tisch- oder Rack-Treiber für Hochgeschwindigkeits-Magnetventile (28 V DC). Unterstützt werden unter anderem die Pulsventile der Parker-Serien 9 und 99 sowie Pulsventile von Ideal Vacuum. Die Pulsdauer ist im Bereich von Mikrosekunden bis Millisekunden wählbar. Für eine präzise Zeitsteuerung kann der externe Triggermodus über die rückseitige BNC-Buchse für TTL-Triggersignale genutzt werden. Für die Ersteinrichtung und Testzwecke steht ein wählbarer interner 10-Hz-Triggermodus zur Verfügung. Der Pulsar arbeitet mit 120 V AC (einphasig) und erreicht Wiederholraten bis zu 250 Hz. Ein abgeschirmtes Anschlusskabel für die Ventile ist im Lieferumfang enthalten.

Dieses Pulsar-Modell verfügt über analoge Bedienelemente und ein analoges Display.

Der Pulsar wird häufig zur Erzeugung gepulster Molekularstrahlquellen für Laserspektroskopie-Experimente eingesetzt. Kurze, zeitlich präzise Überschall-Gaspulse können erzeugt werden, um die Probe zum eintreffenden Laserpuls zu transportieren. Dadurch wird die benötigte Probenmenge im Vergleich zu kontinuierlichen Strahlsystemen drastisch reduziert.

Zu den Vorteilen der gepulsten Jet-Spektroskopie gehören:

• Ein geringerer Probenverbrauch bedeutet niedrigere Betriebskosten und weniger Zeitaufwand für die Synthese von Proben und Vorläuferverbindungen.
• Durch die reduzierte Gasbelastung von Vakuumsystemen können kleinere, kostengünstigere Pumpen eingesetzt werden, um das gleiche Vakuumniveau aufrechtzuerhalten.
• Weniger Gas im System bedeutet geringere Hintergrundabsorption und ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis.
• Kurze Überschallimpulse kühlen sich bei der Ausdehnung des Gases stark ab, wodurch die Dopplerverbreiterung und die spektrale Komplexität reduziert werden.

Impulstreiber-Wellenformsteuerung:

• Öffnungs-Hochspannungsimpuls – Liefert die benötigte Energie, um den Magnetanker schnell in Bewegung zu setzen und das Ventil zu öffnen. Die Breite des Hochspannungsimpulses kann vom Benutzer über den vorderen Drehknopf „HV-Breite“ eingestellt werden.
• Niederspannungshaltefunktion – Liefert die Energie, die benötigt wird, um das Ventil offen zu halten. Die Breite der Niederspannungshaltefunktion kann vom Benutzer über den vorderen Drehknopf „LV-Breite“ eingestellt werden.
• Dämpfungsspannung – Liefert die Energie, die zum schnellen Schließen des Ventils und zur Minimierung des Nachschwingens des Magnetankers benötigt wird. Die Dämpfungsintensität kann vom Benutzer über den vorderen Drehknopf „Dämpfung“ eingestellt werden.

Durch die Optimierung der Wellenformfunktion des Impulsventiltreibers wird eine maximale Gasdichte erreicht, wodurch eine höhere Konzentration Molekülspezies im Detektionsbereich erzielt wird, während gleichzeitig die Gesamtgasbelastung minimiert wird. Der Impulsventiltreiber Ideal Vacuum Pulsar verfügt über einen BNC-Ausgang zur Wellenformanzeige auf einem Oszilloskop.



Effiziente Kühlung während der Überschallstrahlexpansion:
Unser Pulsar-Pulsventiltreiber von Ideal Spectroscopy ist so konzipiert, dass er während der Überschallstrahlexpansion optimale Kühlungsbedingungen schafft. Der Gegendruck des Zufuhrgases lässt sich anpassen, um die Kühlbedingungen zu verändern. Beispielsweise reduziert ein niedrigerer Gegendruck die Kühlleistung während der Überschallexpansion. Die Abbildung unten zeigt einen Ausschnitt des laserinduzierten Fluoreszenzspektrums (LIF) der 0-0-Bande von Monofluorcarben (HCF) unter verschiedenen Kühlbedingungen. Die Messungen wurden in unserem Produktprüflabor bei Ideal Spectroscopy durchgeführt. Die HCF-Zwischenmoleküle wurden durch eine elektrische Entladung im engsten Bereich einer Überschallexpansion erzeugt. Dort sind zwei ringförmige Elektroden senkrecht im Strömungskanal eines Delrin-Zylinders angebracht. In der oberen Kurve der Abbildung ist die Überschallexpansion mit einer Rotationstemperatur von 110 Kelvin wärmer. Hierbei wurden 20 PSI Zufuhrgas an unser Pulsar-Pulsventil angelegt. Das Zufuhrgas besteht aus einem Gemisch von 5 % CH₂FCF₃ in Argon. Das Spektrum in der unteren Kurve ist mit einer Rotationstemperatur von nur 10 Kelvin deutlich kühler, obwohl 150 PSI des gleichen Zufuhrgasgemisches durch unser Pulsar-Ventil geleitet wurden. Eine effiziente Strahlkühlung während der Überschallexpansion ist wünschenswert, da sie das Molekülspektrum erheblich vereinfacht und das Signal-Rausch-Verhältnis (S/N) durch die Konzentration der Moleküle auf niedrigere Rotationsniveaus mit niedrigen J''- und Ka''-Werten verbessert. HCF ist ein asymmetrisches Kreiselmolekül.


Zeitbeispiel für eine Überschalllaserablationsquelle:
Die Laserablation wird häufig mit einer Überschall-Freistrahl-Expansion kombiniert, um innerhalb des Trägergasstroms eine chemisch reichhaltige Zone mit intermediären Molekülen und Clustern zu erzeugen. Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für die zeitliche Abfolge eines Experiments zur Detektion dieser reaktiven intermediären Moleküle mittels laserinduzierter Fluoreszenz. Das Experiment, das mit einer Wiederholrate von 10 Hz arbeitet, beginnt, sobald der Pulsar-Pulsmagnetventiltreiber extern durch den Labortaktgeber, einen digitalen Verzögerungs-/Pulsgenerator, zum Zeitpunkt T = 0 µs getriggert wird. Es dauert eine gewisse Zeit, bis sich das Pulsar-Pulsmagnetventil öffnet und das Gas sich im Strömungskanal jenseits des Ventilausgangs ausdehnt. Der Ablationslaser wird in der Mitte des Gaspulses zum Zeitpunkt T = 450 µs gezündet und liefert 10 mJ Licht mit einer Wellenlänge von 532 nm aus einem 5 ns langen Nd:YAG-Laser, um ein Metalltarget zu abtragen, das senkrecht zum Strömungskanal etwa 2 cm unterhalb des Pulsar-Pulsmagnetventilausgangs angebracht ist. Der LIF-Laser durchquert die Jet-Expansion etwa 5 cm stromabwärts des gepulsten Ventilaustritts und wird bei T = 575 µs zum Feuern ausgelöst. Dabei wird die Fluoreszenz der jetgekühlten Zwischenmoleküle senkrecht sowohl zum LIF-Laser als auch zur Gasexpansion mittels eines Photomultiplier-Röhrchens (PMT) detektiert.



ANWENDUNGEN

• Magnetventil-Ansteuerung
• Atmosphärenforschung
• Experimente zur Laserspektroskopie – einschließlich
• Laserinduzierte Fluoreszenz (LIF)
• Resonanzverstärkte Multiphotonenionisation (REMPI)
• Photoelektronenspektroskopie
• Molekularstrahlexperimente
• Mikrowellen-Rotationsspektroskopie
• Sub-Doppler-Infrarotspektroskopie

MERKMALE

• NIM-Behälterregal oder Tischmontage
• Benutzersteuerung von Wellenform und Impulsdauer
• Extern ausgelöster Modus
• 10-Hz-Interner Triggermodus für Test- und Diagnosezwecke
• BNC-Buchsen auf der Rückseite für Trigger-Eingang und Wellenformmonitor
• Kann Wiederholraten bis zu 250 Hertz erzeugen (maximales Tastverhältnis 50 %)
• Kompatibel mit Ideal Vacuum Pulsar-Ventilen
• Kompatibel mit Parker Valve Serie 9 und 99
• Schirmkabel für den Anschluss an das Ventil enthalten