РР ССВЖРЦН А ЧТО ЖЕ ТАКОЕ СОВОЗРАЧНАЯ МОДЕЛЬ СЕЗГОР РЁРЁР ДРЕВО ИЛИ РТА

Микроскоп измерительный – это разновидность оптического инструментария, который позволяет определить линейные и угловые размеры исследуемого объекта. Благодаря их возможности и свойствам бесконтактно удается провести анализ любого предмета с изучением его геометрических свойств. Предметами измерений могут быть и отверстия, и резьбовые элементы, и другие объекты. Такие оптические устройства широко распространены и ежедневно используются в сфере машиностроения, как материаловедческие микроскопы
, а также в лабораторных условиях и научных институтах.

Среди инструментальных микроскопов можно выделить две большие группы:

• Универсальные микроскопы;
• Инструментальные микроскопы.

Проводить наблюдение и исследование непрозрачных объектов в отраженном свете, а также их фотографирование сегодня возможно с использованием металлографического микроскопа. Устройство металлографического микроскопа состоит из двух систем – окуляра и объектива, которые представлены тремя системами: осветительной, механической и оптической. Более детально остановимся на каждой из них.

1. Осветительная система в микроскопе представлена лампой накаливания, линзами (они предназначены и используются для снижения рассеивания лучей света и улучшения качества полученного изображения), фильтрами (устраняют лучи определенной волны, повышая четкость получаемого изображения) и диафрагмой (ее предназначение в микроскопе связано с ограничением сечения луча света и регуляцией интенсивности освещения).
2. Что касается механической системы, то она представлена корпусом, предметным столиком с микрошлифом и тубусом с винтами, которые позволяют смещать предметный столик по горизонтали. Ну и, конечно же, оптическая система. На ее долю приходится основная роль и функция в микроскопе, ведь от того, какая оптика используется, будет зависеть качество получаемого результата.
3. Оптическая система представлена в микроскопе двумя преломляющими призмами, зеркалом, объективами и окулярами с фотокамерой, что позволяет делать снимки и сохранять их.

Все существующие оптические методы и
средства измерений размеров элементов
могут быть разделены на следующие группы
по способу измерения :

— в пространстве предмета (отсчет
перемещения объекта или микроскопа по
шкале

— в плоскости увеличенного изображения

-по дифракционной картине

Ко второй группе относятся универсальные
измерительные микроскопы

УИМ -21 УИМ -23 и УИМ -29 . Микроскопы серии
УИМ являются универсальными и имеют
большой диапозон измерений ( L=
0-200 мм )

Дискретность отсчета около 0.5 мкм и
погрешность измерения порядка ±(1+ L\100)
мкм , определяемую основной погрешностью
штриховой стеклянной шкалы.

Микроскоп универсальный измерительный
УИМ-21 предназначен для измерения линейных
и угловых размеров разнообразных изделий
в прямоугольных и полярных координатах.
В частности, на микроскопе можно
производить измерения всевозможных
резьбовых изделий, режущего инструмента,
профильных шаблонов и лекал, кулачков,
конусов, метчиков, резьбонарезных
гребенок, а также измерения радиусов
закруглений и расстояний между осями
отверстий различной формы.

По роду работ, которые можно производить
на микроскопе, он является универсальным
в полном смысле слова. Универсальный
измерительный микроскоп широко
применяется как на заводах машиностроительной
и приборостроительной промышленности,
так и в научно-исследовательских
институтах.

Пределы измерения длин:

в продольном направлении 200 мм;

в поперечном направлении 100 мм.

Предел измерения углов 360 град.

Цена наименьшего деления спирального
окулярного микрометра 0,001 мм.

Габаритные размеры 1145 х 1060 х 705 мм.

Масса микроскопа 414 кг.

Конструкция универсального измерительного
микроскопа (УИМ-21) предполагает размещение
исследуемого объекта на предметном
столе каретки продольного перемещения,
а головной микроскоп — на каретке
поперечного перемещения. Сами перемещения
осуществляются путем вращения двух
микровинтов. Головной микроскоп оснащен
двумя окулярами для контроля линейных
и угловых размеров соответственно. Для
отсчета перемещения служат стеклянные
миллиметровые шкалы продольного и
поперечного хода и отсчетные микроскопы
со спиральными нониусами. Универсальный
измерительный микроскоп оборудован
вращающимся столиком для ведения записей
результатов измерения.

Измерительный
микроскоп: 1 — основание; 2 — осветитель;
3 — кронштейн; 4 — окулярная головка; 5 —
визирный микроскоп; 6 — поворотный стол;
7 и 9 — винты перемещения салазок поворотного
стола; 8 — маховик поворота стола

На
универсальном измерительном микроскопе
УИМ-23 бесконтактным способом можно
измерять диаметры цилиндров до 200 мм,
диаметры отверстий от 0 2 до 50 мм, расстояния
между центрами отверстий, их расположение
в прямоугольных и полярных координатах,
все элементы резьб, углы и радиусы
шаблонов, элементы зубчатых колес и др.
В микроскопе применены оптические
системы, проектирующие изображение
измеряемого изделия на экран 1, изображение
шкал продольного и поперечного хода на
экраны 2 т 3, расположенные перед
наблюдателем. К прибору прилагается
большое количество приспособлений,
расширяющих область применения прибора

Конструкция уим.

Конструкция
УИМ
(рис. 2) включает ряд элементов для
осуществления различных видов измерений.
Так, обе каретки снабжены винтами 8 и 9
для медленных перемещений; визирный
микроскоп 7 может устанавливаться по
высоте перемещением по колонке 10.

Отсчетные микроскопы
3 и 4 чаще всего имеют спиральные нониусы.

Измеряют микроскопы
размеры, расположенные в одной плоскости.
Наиболее часто измеряют параметры
резьбы, но при этом принимаются меры,
чтобы измерение осуществлялось в одной
плоскости.

В визирном микроскопе
встроена угломерная шкала, по которой
можно отсчитывать значения углов также
визированием по сторонам, образующим
угол.

На УИМ иногда
осуществляются и трехкоординатные
измерения. Для этого вместо микроскопа
7 на колонке 10 устанавливается специальный
кронштейн с оптическим длиномером.
Деталь при измерении помещают на плоской
поверхности стола или в центрах,
расположенных в бабках.

1 — основание; 2-
каретка продольного перемещения; 3-
каретка поперечного перемещения; 4- стол
предметный; 5- отсчетный микроскоп
продольного перемещения; 6- отсчетный
микроскоп поперечного перемещения;

7- тубус визирного
микроскопа; 8- отсчетный микроскоп
окулярной угломерной головки; 9- штриховая
окулярная головка; 10- колонка; 11- маховик
наклона колонки; 12- центральное
осветительное устройство.

Руководство по работе на универсальном измерительном микроскопе.

И

змерение
на универсальном измерительном микроскопе
можно производить проекционным (теневым)
методом и методом осевого сечения.

При измерении
проекционным методом

в проходящем свете изделие помещают на
плоский стол или укрепляют в центрах
на пути световых лучей, идущих из
центрального осветителя. Если изделие
не прозрачно, то, наблюдая в окуляр
главного микроскопа, увидим в поле
зрения теневое изображение изделия.
Для визирования по краю тени в фокальной
плоскости окуляра установлена сетка,
состоящая из пунктирных линий (рис.

5).

ри работе в отраженном свете изделие
освещается сверху посредством осветителя
(рис.

6) ,

центральное освещение при этом выключают.

При
измерении
методом осевого сечения

к изделию вплотную придвигают измерительные
ножи с нанесенными на поверхности,
параллельно лезвию ножа, тонкими рисками.
Ножи определяют собой плоскость измерения
(для тел вращения эта плоскость будет
осевым сечением). При этом методе наводка
пунктирных линий сетки производится
не по теневому контуру изделия, а по
риске и лезвию ножа.

рименение измерительных ножей
требует специального осветительного
приспособления 1 (рис. 7). В корпус этого
приспособления вставлена полупрозрачная
пластинка, благодаря которой часть
лучей, идущих из осветительного
устройства, проходит в объектив, а часть
— отражается и освещает поверхность
ножа с нанесенной риской, наблюдаемой
в поле зрения микроскопа.

В
процессе измерения в поперечном
направлении перемещают микроскоп, а в
продольном
—
стол с изделием. Для отсчета перемещения
служат стеклянные миллиметровые шкалы:
шкала
продольной
каретки и шкала
—
поперечной, а также отсчетные микроскопы
со спиральными окулярными микрометрами.

Работа отдельных
узлов прибора

Для достижения
наибольшей точности измерений необходимо
ознакомиться с особенностями устройства
некоторых узлов прибора, научиться
правильно производить наводку штрихов
на измеряемое изделие, установку
изображения на резкость и пользоваться
спиральными окулярными микрометрами.

Для установки
диафрагмы служит регулировочное кольцо

со
шкалой, на которой обозначены диаметры
диафрагмы в миллиметрах. Чтобы исключить
ошибку мертвого хода, нужно устанавливать
кольцо всегда против часовой стрелки.

При измерении
плоских изделий на столе, как показали
исследования, наивыгоднейшим диаметром
диафрагмы будет

20-25
мм .

При измерении
цилиндрических изделий нужно
руководствоваться приведенной ниже
таблицей и выбирать соответствующее
значение диаметра диафрагмы, для гладких
цилиндров
—
по
наружному диаметру, для резьб
—
по
среднему диаметру профиля.

Таблица наивыгоднейших диаметров
диафрагмы в зависимости от диаметров
изделий и углов профиля резьбы

Ни в коем случае
нельзя пренебрегать этим обстоятельством,
так как размер диафрагмы в значительной
степени влияет на результат измерения.
Как правило, при установке диафрагмы
большей, чем указана в таблице, результат
измерения получается меньше и, наоборот,
при диафрагме меньшей, чем указана в
таблице, результат измерения получается
увеличенным. Поэтому при измерении
цилиндрических изделий ограничиваться
простой субъективной установкой
освещения на глаз нельзя.

Измерительные
каретки
имеют тормозные винты: винт
6

(рис.
8)
закрепляет продольную каретку

7,
винт
8

— поперечную каретку
9
.
При отжатых винтах каретки могут быть
легко передвинуты рукой вдоль своих
направляющих
10

и
11
.

Это
движение используется для предварительного,
грубого подведения измеряемого участка
изделия под микроскоп.

Точную наводку
осуществляют микровинтами
12

(в продольном направлении) и
13

(в поперечном направлении) при зажатых
винтах
6

и
8.
Нужно
следить, чтобы в начале работы микровинты
точной наводки были установлены в
среднем положении; на втулке микровинта
среднее положение отмечено белым
штрихом, а оба крайних положения —
красными штрихами.

При
работе на приборе ни в коем случае
нельзя опираться руками на
каретки.

Отсчеты
по микроскопам со спиральными окулярными
микрометрами

Микроскопы со
спиральными окулярными микрометрами
предназначены для отсчета линейных
измерений в продольном и поперечном
направлениях.

В
поле зрения
каждого микроскопа одновременно видны:
два-три штриха миллиметровой шкалы
(рис.
9),
неподвижная шкала десятых долей
миллиметра с делениями от
0
до
10,
круговая шкала для отсчета сотых и
тысячных долей миллиметра и двойные
витки спирали.

Ч

тобы
произвести отсчет, необходимо
предварительно посредством маховичков
подвести
двойной виток спирали так, чтобы
миллиметровый штрих, находящийся в зоне
двойных витков, оказался точно посередине
между линиями витка. Индексом для отсчета
миллиметров служит нулевой штрих шкалы
десятых долей миллиметра. На рис.
9
миллиметровый штрих
«46»
прошел нулевой штрих шкалы десятых
долей миллиметра, а ближайший штрих
«47»
еще не дошел до нулевого штриха шкалы
десятых долей миллиметра. Отсчет будет
46
миллиметров
плюс отрезок
от штриха «46»
до нулевого штриха шкалы десятых долей
миллиметра В этом отрезке число десятых
долей миллиметра будет обозначено
цифрой последнего пройденного штриха
шкалы десятых долей «3».

отые и тысячные доли миллиметра
отсчитываются по круговой шкале; индексом
для отсчета по ней служит указатель
шкалы десятых долей миллиметра. Цена
деления круговой шкалы
0,001
мм.
На рис.
9
штрих
«62»
прошел указатель и некоторую часть
следующего деления
шкалы. Эту часть деления определяем на
глаз — она примерно равна
0,2
деления круговой шкалы. Итак, окончательный
отсчет будет
46,3622
мм.

К прибору прилагаются
аттестаты на шкалы продольной и поперечной
кареток, дающие поправки на неточность
делений шкал, которые вводятся при
точных измерениях.

Отсчет по
микроскопу штриховой окулярной головки

При
измерении углов отсчет ведется по
микроскопу штриховой окулярной головки.
В поле зрения микроскопа видны одновременно
два-три
штриха градусной шкалы (рис. 10)
и минутная шкала с делениями от
0
до

60.

Индексом
при отсчетах служит начальный штрих
«0»
минутной шкалы. Градусный штрих,
находящийся в зоне шкалы, будет указывать
число градусов.

Отсчет
минут ведется справа налево от нуля
минутной шкалы до штриха градусной
шкалы.

На
рис.
10
отсчет равен
121°34′. Деления минутной шкалы позволяют
вести отсчет долей минуты на глаз с
точностью до 0,3 минуты.

Установка
штрихов головки по краю теневого
изображения

Прежде
чем приступить к ответственным измерениям,
работающий на микроскопе должен научиться
производить наводку пунктирных линий
сетки окулярной головки на контур
теневого изображения. Для этого необходимо
тренироваться в установке штрихов и
отсчетах по спиральному микроскопу.
Тренировку можно производить по плиткам
или гладким цилиндрическим калибрам.

На
рис. 11 приведен пример неправильной
наводки (а и б) и правильной наводки (в);
жирными пунктирными линиями обозначены
штрихи окулярной головки, а сплошными
линиями (в виде прямоугольника) обозначен
контур изделия.

Наводка
пунктирной линии на край изображения
изделия будет тогда правильной, когда
половина толщины штриха наложится на
теневое изображение, а другая половина
будет выступать на светлом фоне, т.е.
ось штриховой линии сетки совместится
с краем теневого изображения.

Если
производить наводку на контур теневого
изображения, как показано на рис. 11а, то
полученный результат измерения будет
больше действительного размера, а при
наводке штриховых линий, как показано
на рис. 11б, результат будет меньше
действительного размера. Ошибка при
неправильной наводке может достигать
значительной величины, так как толщина
штрихов пунктирной линии сетки равна
9
мк
(что
соответствует на измеряемом
изделии 3 мк).

Наводка
штриховой линии по риске ножа должна
производиться так, чтобы оси штриха и
риски совпадали.

При
измерении плоских изделий проекционным
методом сначала подводят от руки один
край изделия под микроскоп так, чтобы
перекрылась часть круглого светового
пятна на стекле стола. В поле зрения
микроскопа будет видно изображение, в
большинстве случаев нерезкое.

Освободив
тормозной винт
и
вращая маховичок,
производят предварительную, грубую
фокусировку на изделие до получения
приблизительно отчетливой картины.
Окончательную, точную установку резкости
изображения теневого контура достигают
вращением накатанного кольца.

Резкость
изображения резьбовых изделий достигается
в основном так же, как и для гладких
цилиндров. Однако, когда колонка
центрального микроскопа установлена
вертикально, нельзя одновременно
отфокусировать микроскоп на обе грани
зуба или впадины резьбы. Достигнуть
этого можно наклоном колонки микроскопа
посредством маховичка на средний угол
подъема резьбы. Практически величину
наклона колонки находят опытным путем,
добиваясь резкого изображения обеих
граней профиля зуба.

При
измерении среднего диаметра резьбы,
когда требуется перейти от одного
контура к противоположному, нужно
одновременно наклонить колонку в
обратную сторону на тот же угол. Если
измеряемая резьба нормирована и средний
угол подъема ее известен, то наклон
колонки можно установить маховичком
по его шкале с ценой деления 15′.

Средний
угол подъема резьбы можно приблизительно
подсчитать по формуле:

где
ω
— искомый угол подъема в градусах;

S
—
шаг в миллиметрах;

d _ср
—
средний диаметр в миллиметрах.

При
измерениях методом осевого сечения
плоскость измерения определяется
измерительными ножами, поэтому и
фокусировать микроскоп следует на
тонкую риску ножа; колонка микроскопа
при этом должна стоять вертикально,
указатель шкалы маховичка будет
находиться на нуле.

Прежде
чем устанавливать ножи, на конец оправы
объектива надевают осветительное
приспособление 1 (рис. 7) и закрепляют
его винтом 2 Диафрагму открывают
полностью, т.е. ставят кольцо 3 на деление
«30». Затем закрепляют измеряемое изделие,
придвигают к нему возможно ближе опорные
площадки
4
и закрепляют их винтами
5.

После
этого помещают измерительный нож под
ножедержатель
6
и, действуя двумя руками (одной отжимают
ножедержатель, другой передвигают нож),
подводят нож к изделию так, чтобы между
контуром изделия и лезвием ножа был
виден узкий параллельный просвет. Затем
приводят их в полное соприкосновение
по всей длине изделия; при этом не должно
наблюдаться просвета.

На
рис. 12
стрелками показано, как надо придвигать
нож к изделию.

Ножами
можно измерять только хорошо шлифованные
или доведенные поверхности. Надо помнить,
что наиболее ответственной частью ножа
является его лезвие — малейшая зазубрина
на нем может вызвать неплотное прилегание
и тем самым дать погрешность в измерении.

Наибольшая
опасность повредить ножи возникает при
их установке, поэтому с самого начала
нужно усвоить методику установки ножей.

Ни
в коем случае нельзя перемещать уже
придвинутый к изделию нож, а также
поворачивать или перемещать изделие
при придвинутых ножах.

Измерение
длин проекционным (теневым) методом

Измеряемое
изделие помещают на плоский стол 14 (рис.
8)
так, чтобы его поверхности, между которыми
должно быть измерено расстояние,
приблизительно были ориентированы по
тому или другому измерительному
направлению (поперечному или продольному).
После этого изделие зажимают струбцинками
15, которые крепятся в Т-образных пазах
стола или планки 18. Перемещением
продольной или поперечной каретки
подводят одну из граней под микроскоп
и фокусируют на резкость изображения.

Вращая
один из винтов
16
(или одновременно оба, но в противоположные
стороны) и точной подачей передвигая
каретку, добиваются параллельности
края теневого изображения и штриховой
линии сетки, а затем совмещают их. При
этом в угловом отсчетном микроскопе
окулярной головки должен быть отсчет
«0°»
(или
«90°», «180°», «270°»).
Правильность установки изделия
контролируют путем перемещения каретки
на всю длину изделия и наблюдения в
микроскоп за положением края изображения
относительно штриховой линии.

При
проверке правильности положения изделия
лучше оставлять между штриховой линией
и краем изображения небольшой просвет,
изменение которого и наблюдать в
микроскоп при движении каретки.

Закончив
установку изделия, приступают к измерению.
Для этого при помощи микровинта точной
подачи каретки наводят микроскоп на
один край теневого контура изделия и
производят отсчет по соответствующему
спиральному окулярному микрометру;
полученный отсчет записывают. Затем
передвигают каретку до появления в
микроскопе второго края контура изделия.
Микровинтом точной подачи совмещают
ту же штриховую линию с краем теневого
контура, снова производят отсчет по
микроскопу и записывают его. Разность
обоих отсчетов даст измеренную длину.

Прежде
чем установить измеряемое изделие,
производят фокусировку на резкость
изображения профилей центров, как
указано в разделе «Фокусировка главного
микроскопа». Затем ставят изделие в
центр, устанавливают соответствующую
диафрагму, как указано в разделе
«Установка диафрагмы», и приступают к
измерению диаметра цилиндра. Для этого
перемещают сначала грубо (от руки)
поперечную каретку с микроскопом,
подводят горизонтальную штриховую
линию сетки окулярной головки к одной
стороне теневого изображения цилиндра,
точной подачей поперечной каретки
совмещают штриховую линию сетки с краем
теневого изображения цилиндра, как
указано в разделе «Фокусировка главного
микроскопа», и производят отсчет по
спиральному микрометру поперечного
хода. Далее ту же штриховую линию сетки
наводят на противоположный край теневого
изображения цилиндра и снимают второй
отсчет по спиральному микрометру.
Разность отсчетов даст величину
измеренного диаметра.

При
измерении колонка микроскопа должна
стоять вертикально и отсчет по угловому
микроскопу окулярной головки должен
быть
«0°»
(или
«90°», «180°», «270°»).
Длина цилиндра измеряется как длина
плоских изделий.

Измерение
углов проекционным (теневым) методом

Изделие
помещают на стекло плоского стола. Путем
перемещения продольной и поперечной
кареток вводят в поле зрения микроскопа
одну сторону измеряемого угла. Затем
наводят какую-нибудь из штриховых линий
на край изображения этой стороны угла
и снимают отсчет в угловом отсчетном
микроскопе. Далее маховичком
поворачивают
сетку окулярной головки и производят
наводку на вторую сторону измеряемого
угла. Снова снимают отсчет в угловом
микроскопе. Разность двух отсчетов даст
искомую величину угла.

При
переводе штриховой линии с одной стороны
угла на другую нужно следить за тем,
чтобы не спутать эту линию с соседней.

Пример
измерения среднего диаметра:

левая
сторона профиля (спереди)

Средняя
величина из трех наблюдений равна
65,2624
мм.

Левая
сторона профиля (сзади)

Средняя
величина из трех наблюдений равна
31,3850
мм. Разность
отсчетов средних значений равна среднему
диаметру по левой стороне
33,3774
мм.

Правая
сторона профиля (спереди)

Средняя
величина из трех наблюдений равна
65,2870
мм.

Правая
сторона профиля (сзади)

Средняя
величина из трех наблюдений равна
31,3850
мм. Разность
отсчетов средних значений равна среднему
диаметру по правой стороне
33,9020
мм.

Сумма
средних диаметров, измеряемых по правой
и левой сторонам, равна
67,7794
мм.

67,7794/2
равно действительному среднему диаметру
33,8897
мм.

Повторные
измерения дали величину
33,8838
мм.
Поэтому величина среднего диаметра
резьбы в данном сечении будет:

33,8897
+ 33,8838 = 67,7735 : 2 = 33,8867
мм.

Далее
калибр был повернут на
90°,
и все измерения повторены. Средний
диаметр, измеренный по второму
диаметральному сечению, оказался равным
33,8886
мм.

Окончательное
среднее значение среднего диаметра
будет:

33,8867
+ 33,8886 = 67,7753 : 2 = 33,8876
мм.

Металлографический микроскоп

По типу метода исследования различают металлографические микроскопы:

• прямые: конструкции данного вида имеют высокую оптическую мощность, возможность наблюдения объекта под любым углом;
• инвертированные системы: отличаются высоким разрешением, и более приемлемой ценой по сравнению с прямыми устройствами;
• инспекционные: применяют для исследований микроэлектроники.

По типу оптической системы металлографические системы бывают: монокулярные, бинокулярные, тринокулярные, специальные и цифровые микроскопы металлографические.

По виду портативности различают стационарные (устанавливаются в лабораториях) и переносные микроскопические конструкции.

При использовании инвертированной модели микроскопа нет необходимости фокусировать образец, так как вся исследуемая поверхность материала находится в поле зрения. А вот прямые микроскопы имеют увеличение до 150 х, бинокулярную насадку, широкий угол поворота и устройства промежуточного увеличения. Из этого становится очевидным, что прямые микроскопы намного дороже инвертированных. Они между собой отличаются расположением объективов, насадкой и окуляром относительно исследуемому объекту.

Очень часто приходится прибегать к изучению продукции микроэлектроники. С этой целью используют инспекционные микроскопы металлографические, в которых предметный столик расположен снизу и есть фотоаппаратура с высоким увеличением.

Металлографический микроскоп — принцип работы

Прежде чем приступать к работе на металлографическом микроскопе, хотелось бы, чтобы каждый знал последовательность действий, что позволит существенно продлить продолжительность его функционирования и поможет получить качественное изображение. Итак, исследуемый предмет помещают на середину предметного стекла так, чтобы полированная поверхность его была обращена непосредственно к самому объективу. После того, как объектив размещен, подсоединяют микроскоп к сети, при этом регулируют тот накал освещения, который требуется в конкретном случае. После установления необходимого освещения, с помощью винта производят фокусировку, поднимая или опуская предметный столик на определенную высоту. Во время всего этого исследователь проводит наблюдение в окуляры. Используя все микровинты, регулируя уровень диафрагмы и перемещая светофильтры, удается получить качественное изображение, при этом глаза не напрягаются и можно комфортно проводить исследование.

Схема металлографического микроскопа представлена в виде рисунка чуть ниже.

Используя металлографические микроскопы, вначале проводится анализ и исследование нетравленного шлифта, где определяются разного рода дефекты, патологические включения и удается идентифицировать присутствие графита в чугуне. После изучения нетравленного шлифта, исследователь приступает к исследованию протравленного шлифта, где дается полностью изучить и проанализировать строение металлов и сплавов.

Петрографический и металлографический микроскопы активно применяют в отраслях, где проводится анализ и изучение разного рода металлов. Использование его дает возможность формировать конфигурацию размещения зерен металлов в отраженном свете, выявлять в металлах патологические включения и инородных частиц, а также оценивать свойства и особенности поверхностного слоя.

Основная функция микроскопа направлена на обработку параметров излучения от поверхности исследуемого объекта.

При выборе микроскопа очень важно обращать внимание на основные его характеристики – это окуляр и объектив. При изучении объектива микроскопа важно знать:

• какая кратность в нем увеличения (от 11 до 30 в светлом и от 30 до 90 в темном поле)
• численная апертура (0.7 – 1.3)
• фокусное расстояние (от 2.4 мм до 23 мм)
• свободное расстояние (от 0.13 до 5.4).

А вот при характеристике окуляра очень важно обращать внимание на:

• фокусное расстояние
• линейное расстояние.

Петрографический, или как его еще называют, поляризационный микроскоп
, помимо предметного столика имеет поляризующий фильтр и анализатор (поляризатор расположен под предметным столиком, а анализатор в тубусе выше объектива). Основное назначение данного микроскопа направлено на изучение различных пород и минералов в тонких срезах.

Использование металлографического микроскопа в металлургии и металлообрабатывающей промышленности для контроля за качеством сплавов и металлов в последнее время стало настолько актуальным и распространенным, ведь благодаря такому микроскопу удается изучать все непрозрачные структуры в свете, отраженном от них. Благодаря развитию и усовершенствованию моделей микроскопа удается сразу получить анализ изображения математический. Такие микроскопы являются одним из важных атрибутов в сфере металлографии. Данная отрасль в металловедении подразумевает в себе детальное изучение структуры металлических материалов с помощью целого набора оптических приборов. Именно благодаря таким микроскопам удается полностью провести анализ и исследование структуры разных металлов, их сплавов, изучить полностью структуру металлов и шлифта. После обработки сплавов, объект подлежит исследованию, которое позволяет оценить тип и наличие и характер дефекта в металле, структуру металла, а также его плоскость и шероховатость.

Сферы применения металлографического микроскопа

Микроскоп для металлографии используется в таких основных областях:

1. Металлургическая промышленность и машиностроение.
2. Производства по металлообработке.
3. Научно – исследовательская деятельность.
4. Использование в криминалистике.
5. Геология и археология.
6. Применение микроскопа для электроники
   и микроэлектроники.

На сегодня в нашей стране существует несколько фирм производителей данных микроскопов, при этом каждая из них постоянно совершенствуется. Приобрести такой микроскоп может каждый прямо дома в интернет — магазине. Современные микроскопы имеют большое расстояние между поверхностью столика, объективом и оснащены большим ходом столика. Благодаря этому с помощью таких микроскопов удается проводить исследование крупных предметов. Помимо этого, практически все современные металлографические микроскопы оснащены фотокамерами, позволяющими фиксировать снимки и рассматривать и редактировать их на компьютере.

На сегодня нет ни одной лаборатории, которая занимается исследованием образцов металлов и изучением их свойств, металлографического микроскопа. Широкое использование в этой отрасли он получил благодаря своей универсальности, достоверности и прочности, ведь именно благодаря такому микроскопу ученые не только нашей страны, но и других стран, могут проводить анализ состава и структуры металлов, горных пород. С помощью таких микроскопов ученым удается исследовать:

• непрозрачные объекты и полупрозрачные предметы
• внутреннюю структуру горных пород и композитов
• проводить точные измерения металлов, их состав, изучать поверхность и свойства.

Все микроскопы такого рода оснащены объективом под исследуемым материалом, что позволяет передвигать его, поворачивать и проводить осмотр со всех сторон. В среднем вес исследуемого образца металла не должен превышать 1000 грамм, хотя есть и модели, с помощью которых удается проводить исследование более тяжелых образцов.

На сегодня, с целью упрощения работы сотрудников лаборатории, все металлографические микроскопы поделили на цифровые и портативные, с помощью которых анализ металлов можно проводить непосредственно на месте (за пределами лаборатории).

Оптическая схема и принцип действия.

Оптическая схема
при работе в проходящем свете.

Луч света от
осветителя, состоящего из лампы 22 (рис.
2), параболической конденсорной линзы
21, линзы 19 и светофильтра 18, падает на
зеркало 17, отражается от него на
конденсорную линзу 16, освещает контур
измеряемого изделия и попадает в
микроскоп.

Изображение контура
наблюдают в окуляр, состоящий из
коллективной линзы 7 и глазной 8.

Плоскопараллельные
стекла 6 предназначены для предохранения
призмы 5 и оптики головки от загрязнения.

На лимбе 9 по
окружности шкала с ценой деления в один
градус. В центре вращения лимба помещена
стеклянная пластинка 10 со штриховым
перекрестием, по которому фиксируют
стороны измеряемого контура.

Градусную шкалу
лимба, освещаемую зеркальцем 14 через
светофильтр 13, рассматривают в отсчетный
микроскоп 11, в плоскости изображения
которого установлена неподвижная
минутная шкала 12.

Для большего
удобства отсчета можно применять съемную
призму 23, надеваемую на отсчетный
микроскоп.

В случае, когда
работу ведут в отраженном свете,
источником света служит осветитель 24.

Оптическая схема
при работе с проекционным приспособлением.

Источник
света такой же, как и при работе в
проходящем свете, но без светофильтра.
Линза 19 вставлена в осветитель, ее
снимают, когда необходимо применить
объективы 3 ^х

и 5 ^х
.

Взамен
глазной линзы 8 окуляра устанавливают
оптику проекционного приспособления,
состоящего из системы проекционных
линз 25, призмы 26, поворачивающей
изображение под углом 90°,
зеркала 27 и матового стекла-экрана 28,
на которое проектируется изображение.

Нужное
увеличение во всех случаях достигается
установкой соответствующего объектива.
В зависимости от условий измерения
устанавливают один из сменных объективов:
1,2,3 или 4 (рис. 3) с увеличением соответственно
1 ^х
;
1,5 ^х
;
3 ^х

или 5 ^х
.

Наводка на резкость
осуществляется перемещением микроскопа
с кронштейном или только одного тубуса
(более чувствительная установка).
Резкость видения шкал и сеток достигается
перемещением окуляров.

Яркость освещения
регулируют диафрагмой осветителя,
которая имеет наружную шкалу установки
нужной величины диаметра отверстия.

Универсальный измерительный микроскоп

Универсальные микроскопы отличаются от второго вида приборов только тем, что имеют большой диапазон измерений и более высокую точность полученных результатов. Однако, принцип работы как универсальных, так и инструментальных микроскопов одинаков.

Также в классификации такого вида микроскопов можно включить их разновидности по размеру. Инструментальные микроскопы могут быть большими и малыми. Большой инструментальный микроскоп
отличается от малого лишь габаритами и сферами использования, учитывая потребности специалистов и цели, которые они преследуют.

Благодаря наличию в универсальных измерительных микроскопах больших предметных столов, удается провести изучение, анализ и интерпретацию любых параметров кремниевых пластин, без которых невозможно обойтись в микроэлектронике и приборостроении.

Микроскопы бывают разных типов, в зависимости от выбранного объектива (телецентрические объективы, классические и микрообъективы), с помощью которых специалисты проводят изучение и анализ очень малых предметов и их элементов. Благодаря такому увеличению, можно смело и спокойно проводить любые замеры в платах, проводить анализ любых кристаллов по реперам, а также контролировать все микросхемы, штампы, покрытия, все особенности полупроводниковых подложек, а также кристаллодержателей и прочих изделий из дорогостоящих металлов.

Правила работы на микроскопе для исследования металлов

Прежде чем приступить к работе с ним, важно помнить, что такой микроскоп требует внимательного и аккуратного отношения, ведь он не просто очень хороший, он еще и дорогой. Итак, перед Вами оптический металлографический микроскоп
. Внимательно проведите осмотр его наружный, посмотреть линзы (окуляр, объектив) и с помощью специальных таблиц рассчитать его увеличение. Затем, предметный столик расположить по центру с помощью винтов, расположить микрошлифт на столик таким образом, чтобы поверхность, которую предстоит исследовать, была обращена непосредственно к объективу. Сделав все это, очень важно правильно расположить микровинт — он должен быть на нуле и уже после всего этого можно смело вращать микровинтом и перемещать предметный столик, наводя резкость на исследуемом объекте. После таких исследований специалисты могут смело делать анализ о структуре, качестве и свойствах металла.

Устройство металлографического микроскопа любого типа, как теперь нам известно, состоит из источника света, конденсора, диафрагмы, пластинки, объектива, микрошлифта, призмы внутреннего отражения, окуляра, зеркала и фотоокуляра (есть во всех современных моделях). С помощью конденсора и диафрагмы происходит формирование узкого пучка света, а вот плоскопараллельная пластинка и призма обладают свойством изменять направление лучей света. Чтобы увеличить изображение необходимо воспользоваться объективом и окуляром.

Итак, все современные лаборатории и цехи имеют микроскопы для непрозрачных объектов
и металлов – металлографические микроскопы. Работая с ними можно быть уверенным в качестве полученных результатов. Учитывая то, что данные микроскопы нашли свое применение в отраслях с металлами, отсюда их и второе название – металлургические или промышленные микроскопы. Благодаря глубокому изучению сплавов удается четко и точно определить все его характеристики. Если материал подготовлен и отшлифован правильно, то тогда можно четко изучить внутреннее строение шлифа. С этой целью используют полировку или травление шлифа. Для этого используют раствор азотной кислоты в спирте, обработав метал которым, на его поверхности образуется пленка, затрудняющая проведение исследование.

Используя металлографический микроскоп
можно не только оценить тип и характер дефекта в металле, но и структуру его (так называемые зерна металла), оценить его поверхность, шероховатость и присутствие в металле неметаллических структур. Если необходимо осуществить фотографирование объекта, то очень важно позаботиться о хорошем источнике света, так как металлы не способны хорошо отражать свет. С целью освещения используют темное, светлое поле, поляризацию или интерференционный контраст.

Те руководители, которым очень важен результат исследований и наблюдений, четко знают, что металлографический микроскоп должен быть от хорошего и качественного производителя, иметь отличную оптическую систему с максимальным увеличением. Если есть необходимость в работе за пределами лаборатории или цеха, то в таком случае не обойтись без портативного микроскопа, свойства которого немного уступают портативному, но все-таки он обладает хорошими показателями. Особой популярностью пользуются микроскопы цифровые профессиональные
, так как они обладают высокой точностью измерений и исследований, имеют высокую производительность труда позволяют минимизировать затраты на документирование исследований.

Технические характеристики уим.

Диапазон измерений
в продольном направлении 200 мм, в
поперечном — 100 мм. Цена деления линейных
отсчетных устройств 0,001 мм, а угломерного
устройства 1 мин. Изготовляются микроскопы
для измерения размеров до 500 мм по
продольной шкале и 200 мм — поперечной.
Отсчет значений размеров может
производиться по проекционному устройству
(экранный). В некоторых проекционных
микроскопах имеется цифровой отсчет
размера.

Приборы обычно
снабжаются большим количеством
всевозможной оснастки для проведения
различных измерений, поэтому они и
называются универсальными.

Рис. 4. У ИМ-20

тличительной особенностью микроскопа
является то, что визирный микроскоп
имеет относительно небольшое увеличение
( например, в УИМ-21 — 10, 15, 30 и 50 ^х
)
и небольшой диаметр поля зрения ( УИМ-21
соответственно 18; 12; 6 и 3,6 мм). Это
обстоятельство дает возможность
использовать визирный микроскоп именно
для визирования границ измеряемого
размера при измерении относительно
больших размеров детали. Это относится
ко всем измерительным микроскопам.

Измерительные микроскопы

Измерительные микроскопы (Рис.3.5) делят на две большие группы по их использованию при измерениях: визирные и отсчетные.

Отсчетные микроскопы
служат для измерения малых предметов по шкале , находящейся в фокусе окуляра (внутри микроскопа).

Визирные микроскопы
служат для измерения предметов путем перемещения предметного стола относительно измерительной шкалы, находящейся на неподвижном основании.

D 1. Оптический интервал D=160-190 мм .

F _об
F _ок
2. Числовая апертура — А=nSins _A
.

Рис.3.5 y ^’
4. Глубина резкости -T=l / 2A.

5. Увеличение микроскопа -Г _м
=tgw/tgw=Г _ок
b _об
=250D/¦ ^¢
_ок
¦ ^¢
_об
;1000A³Г _м
³250А

Визирные микроскопы
делятся на 1- координатные, 2-координатные,3-координатные.
Микроскоп состоит из 2-х основных узлов: окуляра и объектива, помещенных в едином корпусе и имеющих подвижки по оптической оси между собой и относительно предметного столика.

Раздел 3. И ЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ОПТИЧЕСКОГО СТЕКЛА

Характеристики оптического стекла:

1. Коэффициент преломления — n _e
(l=0,546 мкм — зеленый, линия ртути).

2. Средняя дисперсия- (n _F
— n _c
) , n _F
(l=0,48 мкм — голубой, линия кадмия), n _c
(l=0,638 мкм — красный, линия кадмия).

3. Коэффициент дисперсии n =( n _e
— 1 ) / (n _F
— n _c
).

4. Показатель ослабления -Е (см).

5. Однородность оптическая.

6. Бессвильность(количество свилей).

В УФ области n _e
определяется для l=0,365 мкм.

Для измерения коэффициента преломления и дисперсии применяются следующие методы с погрешностями- Dn:

— гониометрические Dn=0,000015,

— рефрактометрические Dn=0,0001,

— интерференционные Dn= 0,00001

Погрешность измерения уим.

Погрешность
измерения УИМ зависит от используемого
метода измерения и вида измеряемой
детали. При измерении плоской детали
проекционным методом и при рекомендуемых
условиях измерения погрешность составляет
от 3 до 10 мкм. При измерении цилиндрических
деталей (измерение в центрах) погрешность
при проекционном методе — от 6 до 8 мкм,
а методом осевого сечения — от 3 до 5
мкм. На погрешность измерения значительное
влияние оказывает состояние поверхностей
детали, размеры которой измеряются.

Измерительный микроскоп с координатным столом

Оптическая система находится в основании данного прибора, а источник света – снаружи микроскопа. По направляющим салазкам двигается предметный столик, в середине которого размещено сквозное отверстие. То есть, при помощи определенных микровинтов данный столик может перемещаться как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.

Все измерения выполняются двумя способами:

• Проекционным;
• Визирным (методом осевого сечения).

Работа микроскопа может осуществляться не только вручную, но и благодаря наличию в нем неких приводов. Линейные размеры, как правило, измеряются визирным способом. Визирную ось направляют в одному краю измерительного объекта и фиксируют показатели микровинта. А затем перемещают ось к другому краю объекта, после чего фиксируют вторые показатели. Затем просчитывается разница между двумя показателями, что и является линейным размером объекта.

А вот угловые размеры объекта рассчитываются посредствам применения проекционных моделей измерительных микроскопов. Угловая окулярная головка, а, вернее, ее линия, совмещается с одной стороной исследуемого объекта, а затем с другой, после чего получается значение необходимого угла. На самом деле сделать это достаточно просто и быстро, тем более, если есть специальные программы для считывания информации. Это не только облегчает работу для исследователя, но и экономит его время, ведь с помощью специальных программ удается осуществить не только измерения определенных величин, но и систематизировать их в определенные графики или таблицы.

Конечно же, в современном мире науки и техники уже широко используются электронные микроскопы, которые имеют во много раз большие возможности в плане увеличения, однако, оптические измерительные микроскопы все еще активно используются в областях машиностроения и лабораториях, так как по точности показаний они не уступают своим современным аналогам. Тем более что в современных измерительных микроскопах реализована возможность применения цифровых камер, модернизированных осветительных модулей, что позволяет выполнять широкий спектр задач на данном высокоточном оборудовании. Также некоторое микроскоп такого типа могут быть оснащены видеокамерой для того, чтобы выводить полученное изображение на экран компьютера, а также автоматически проводить обработку полученных данных.

На сегодняшний день измерительный микроскоп купить можно, не выходя из дома, сделав заказ либо онлайн на страницах сайта, либо позвонив по номерам телефона.

На такой прибор, как измерительный микроскоп, цены указаны на сайтах в зависимости от индивидуальных нюансов и особенностей самого прибора. В зависимости от особенностей комплектации может меняться и ценовая политика на того или иного вида оптического прибора.

Если у Вас еще есть вопросы, относительного универсальных измерительных микроскопов, то смело можете задать их нам по одному из телефонов, указанных на сайте, или написать прямо сейчас по адресу, указанному там же.