Ремонт объективов для микроскопов

14 мкм. Остальные ошибки не более половины оставшейся величины (36 мкм). Следовательно, отклонения положения опорных торцов револьвера по высоте должны быть не более 18/2 = 9 мкм.
7. Смещение оси конденсора относительно оси микроскопа не более

0.15 мм.
8. Неперпендикулярность плоской поверхности фронтальной линзы конденсора не более 30′.

Там же обсуждается жесткость конструкций микроскопов и говорится, что штативы МБР-1, МБИ-3, МББ-1, МИН-8 и им подобные не обладают достаточной жесткостью. Это видно на практике, но не мешает работать при наблюдении глазом. Тоже, по видимому, относится и к большинству современных учебных, рабочих и биологических микроскопов.

Первые два пункта нам (любителям) проверить не по силам. Для этого нужны плоское зеркало, автоколлимационный окуляр и специальный объектив, который должен иметь определенное фокусное расстояние (точнее задний отрезок) и обязательно должен быть помещен в прецизионную оправу с опорной плоскостью строго перпендикулярной оптической оси объектива.

Проверку и юстировку узлов микроскопа рекомендуется делать на исправном, в плане механики, микроскопе.
Начать стоит с проверки тубуса. Окуляр должен быть с перекрестием, а лучше со шкалой. В качестве образца хорошо иметь объект-микрометр. Если нет, то подойдет любой контрастный образец, но в этом случае окуляр должен быть обязательно со шкалой.
Установив объектив 20-40 крат, фокусируемся на образце. Вращая окуляр вокруг своей оси, находим и запоминаем место на его шкале, которое не смещается относительно изображения объекта. Через это место проходит геометрическая ось окуляра.
Ослабив винт крепления окулярного тубуса, поворачиваем тубус на угол 30-45°. Затянув винт, смотрим на изображение. Запоминаем. Снова ослабляем винт, поворачиваем, затягиваем и смотрим. И так пока не сделаем полный оборот. В идеале неподвижной областью на изображении должна оказаться та, которая приходится на геометрическую ось окуляра. Допустимым будем считать отклонение в 1 мм (1/10 радиуса поля зрения хорошего объектива). Что соответствует 50 мкм на объект-микрометре с 20 кратным объективом или 25 мкм – с 40 кратным объективом. Если смещение будет больше, то нужно юстировать призму. Если же такое большое смещение оказалось у прямого тубуса, то стоит искать ему замену. Призма в наклонном тубусе крепится с помощью двух винтов и фигурной прижимной планки.
Юстировка призмы сведется к выведению неподвижной части изображения образца на геометрическую ось окуляра. Ослабив два винта, слегка сдвигаем призму и затягиваем винты. Смотрим в окуляр и запоминаем перемещением неподвижной области. Анализируем, куда теперь нужно сметить призму. Смещаем. Смотрим. Анализируем. Через несколько повторений это получится. После юстировки стоит проверить ее правильность, вращая окуляр вокруг своей оси и тубус вокруг своей. Во время юстировки и проверки винт фиксации тубуса нужно обязательно затягивать. Конечно, можно добиться, что смещение изображения образца будет менее 1 мм.
Теперь есть один проверенный узел микроскопа!
Проверку точности центрирования отверстий револьвера можно провести одновременно с проверкой высоты положения опорных торцов. Для этого стоит взять объектив с увеличением 40-60 крат и объект микрометр (без него не измерить смещение центров). Вкручиваем объектив в одно из отверстий. Фокусируемся. Запоминаем положение изображения препарата и записываем значение на маховике плавной фокусировки. Повернув револьвер в сторону, не сбив объект-микрометр на предметном столике, вкручиваем этот же объектив в следующее отверстие револьвера. Фокусируемся. Измеряем смещение изображения относительно первой установки объектива и записываем значение на маховике плавной фокусировки. Проделываем это для всех отверстий револьвера. По-хорошему это стоит проделать хотя бы по три раза для каждого отверстия, чтобы оценить точность измерений и убедится в повторяемости. Если центровка вдруг окажется хуже, то придется смириться с этим. Начать искать новый револьвер, а два соседних отверстия с минимальным отклонением положения центров вкрутить объективы 40х и 90х (или 100х). Разность высот опорных торцов можно уменьшить, подложив кольца из фольги под самые «высокие».
Для проверки параллельности оси микроскопа направлению перемещения понадобится слабый объектив с рабочим расстояние 5-10 мм (рабочее расстояние побольше, и кратность, тоже побольше), стеклянные плоскопараллельные пластинки толщиной (одна 4-6 мм, вторая до 10-15 мм, но можно и без неё), образец, окуляр с перекрестием или сеткой с кратностью «чем больше тем лучше). Плоскопараллельность пластинки проверяется микрометром: максимальная клиновидность должна быть не более 10мкм/10 мм. Проверка заключается в следующем: производится фокусировка на образец, затем на него кладется пластинка и вновь производится фокусировка (только с помощью механизма плавной фокусировки). Вычисляется разность положений изображения в первом и втором случаях Δ. Эффективное изменение положения высоты образца вычисляется по формуле h eff =d(n-1)/n, где d – толщина пластинки в мм, а n – ее показатель преломления (обычно близок к 1.5). Угол между направлением перемещения и осью тубуса вычисляется по формуле arctg (Δ/h eff ). Аналогичное проделывается с толстой пластинкой, если она есть в наличии, с той разницей, что перефокусировка осуществляется маховичками грубой фокувировки. Если углы составляют менее 15′ и 20′ соответственно, то можно успокоится.
Теперь можно заняться проверкой параллельности плоскости предметного столика и опорной плоскости (плоскостей) тубуса (револьвера). Потребуется массивная штуковина с плоскими, параллельными друг другу торцами размером около 25-50 мм и высотой 20-40 мм. В моем случае это была концевая стеклянная мера. Можно набрать стопу из обрезков толстого витринного стекла. Параллельность поверхностей у них проверяется методам указанным выше. Еще потребуются тонкие щупы, в качестве которых можно использовать полоски фольги. Их толщину измеряют микрометром. Процедура простая. Почти вплотную к лежащей на предметном столике штуковине (или стопке стекол) подводится опорный торец тубуса (револьвера). Щупами измеряется максимальный и минимальный зазор между поверхностями. По диаметру опорного торца и разности толщин определяется угол наклона. Если он белее 4′, то перекос нужно устранить, ослабляя винты крепления столика к кронштейну микроскопа и подкладывая в нужных местах и количествах кусочки фольги между ним и столиком.
Если оси объективов вкрученных в револьвер не совпадают с геометрической осью окуляра, то при переходе от одного объектива к другому изображение, объекта видимое в окуляр, будет смещаться. Исходя из этого, проводится проверка. В литературе часто говорится, что при переходе от объектива с малым увеличением к объективу с большим увеличением смещение изображения должно быть не белее трети поля зрения. При этом не приводятся конкретные числа: увеличение объективов и линейное поле зрения окуляра. Критерии качества здесь можно ввести самому. Стоит, наверное, считать хорошим результатом, когда при переходе с 8х объектива на 40х изображение смещается не более чем на 2 мм (немного больше трети радиуса поля зрения 20 кратного окуляра с полем зрения 9 мм, что соответствует угловому значению поля 2ω 40°).
Если не устраивает имеющееся положение дел с совпадением осей объективов и окуляра, то можно его попытаться исправить. Для этого надо найти в конструкции микроскопа регулировочные или установочные винты или приспособления, которые отвечают за смещение оси объектива относительно оси окуляра. В штативах серии МБР, МБИ или БИОЛАМ перемещение объективов в одном направлении осуществляется винтом, установленным сверху механизма с револьвером, а в другом направлении – пружиной фиксирующей револьвер. Последовательность действий такая: устанавливается объектив с бОльшим увеличением (например, 20х) и на геометрическую ось окуляра выводится изображение характерного объекта на образце, перемещением самого образца; затем устанавливается более слабый объектив и изображение также приводится на геометрическую ось, но уже перемещением объектива (вращением винта на механизме револьвера). И так повторяется много раз (может 10, 20, 40 или более раз), все зависит от увеличения окуляра, разности увеличений объективов и точности приведения изображения на геометрическую ось окуляра. На рисунке в утрированном масштабе показан процесс. Он иллюстрирует, что в процессе этих действий расстояние между осями объективов и окуляра уменьшается. Добившись, что изображение объекта не смещается в вертикальном направлении (для МБР и подобных штативов), можно остановится, если получен удовлетворительный результат. Если охота продолжить путь к совершенству, то нужно выкрутить объектив и сдвинуть плоскую пружину-фиксатор немного влево или вправо, ослабив винту ее крепления. Установив сильный и слабый окуляр, зафиксировать: уменьшилось или увеличилось смещение изображения при смене объективов. Если уменьшилось, то сдвинуть пружину-фиксатор еще в том же направлении, в противном случае сдвинуть ее сильнее в обратном направлении.

Офтоп: вопросы и комментарии в теме указанной в первом сообщении. Замечания к этому посту в личку.

Проводил кое-какие «эксперименты/замеры», связанные с подвижкой призмы наклонного тубуса. После этого потребовалась юстировка для приведения в исходное положение. В противном случае при переходе к объективу большего увеличения объект наблюдения уходит от центра или может вовсе покинуть поле зрения. Юстировка основана на тех же принципах, что и в описанном выше способе. А именно, вращение визуальной насадки для поиска оси объектива. Внес в процедуру некоторые изменения для упрощения, большей формализации и меньшей субъективности.

1. Сфокусироваться на небольшом контрастном объекте.
2. Поместить объект в центр поля зрения. Большая точность на этом этапе не требуется. Достаточно центрировать «на глаз».
3. Установить цифровую камеру в окулярный тубус. Точность центровки матрицы относительно оси тубуса не влияет на точность юстировки. Единственное обязательное требование: камера должна быть достаточно надежно закреплена, чтобы не смещаться в тубусе при дальнейшем вращении визуальной насадки вокруг оси ластохвоста.
4. Записать пиксельные координаты (x_0; y_0) объекта на изображении. Я получал координаты непосредственно из программы для своей микроскопной камеры. Если камера не поддерживается измерительным софтом, то можно сделать снимок и получить координаты в графическом редакторе.
5. Ослабить винт крепления визуальной насадки. Повернуть насадку на 180 градусов. Затянуть винт. Записать новые координаты объекта (x_180; y_180).
6. Вычислить середину отрезка между точками (x_0; y_0) и (x_180; y_180). Середина этого отрезка соответствует оси объектива. Выражаясь точнее, эта точка является пересечением оси объектива с плоскостью изображения.
7. Вернуть визуальную насадку в исходное положение, повернув на 180 градусов.
8. Повторить пункты 4-7 для нескольких объективов, чтобы учесть погрешность их взаимной парацентричности. Таким образом будет получено несколько точек, каждая из которых соответствует оси одного из объективов. Вычислить координаты центральной точки как среднее арифметическое. Рисунок ниже иллюстрирует все расчеты.

9. Поместить центральную точку на изображение по расчетным координатам. Перемещением столика вывести небольшой контрастный объект в центральную точку. В программе для моей микроскопной камеры можно отметить центральную точку прямо в режиме LiveView. Если такая возможность отсутствует, то можно использовать полупрозрачное наложение в графическом редакторе. Главное в этом пункте, чтобы объект был помещен в координатах центральной точки.
10. В окулярный тубус установить окуляр с меткой в центре (с перекрестием, шкалой, сеткой и т.п.). Проверка центрировки метки выполняется вращением так же, как в вышеописанном способе.
11. Подвинуть призму так, чтобы объект совпал с центральной меткой в окуляре.

П.С. Теперь можно с объектива 10х сразу «прыгать» на 100х.

Зарегистрирован: 07 ноя 2016, 07:18
Сообщения: 1557