亞克力鏡片制品加工工藝
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亞克力鏡片制品加工工藝
前言
我曾經于去年2月在壇子里發(fā)表“觀芯利器,極低費用DIY生物顯微鏡觀看金相功能附件”的帖子觀芯利器,極低費用DIY生物顯微鏡觀看到金相功能專業(yè)詳解,是對雙目生物顯微鏡的改造。
中小學實驗室、活動室及廣大青少年生物愛好者和電子愛好者,擁有單目生物顯微鏡的數量很多。不少壇友希望我寫寫介紹單目生物顯微鏡的改造帖子。
經過多次實驗,在不破壞原結構和保留原功能的情況下,只花很少的費用,成功地對單目生物顯微鏡進行改造,具有觀看不透明樣品及金相功能。下面,介紹改造原理及附件的制作過程。圖1是改造后的顯微鏡全貌:
一、顯微鏡的光路結構
光學生物顯微鏡與金相顯微鏡的光路是不同的。圖2-1是生物顯微鏡的光路結構,照明光線從下部給光,在顯微鏡投射光部件凹面鏡或阿貝集光器的作用下,使得透明、半透明樣品表面得到均勻光線的照射;圖2-2(物鏡正置)和圖2-3(物鏡倒置)是金相顯微鏡的光路結構,它們通過安置在光路中的半反半透鏡,將光線通過物鏡照射到不透明樣品表面。
二、單目生物顯微鏡的結構
這是一臺常見的單目生物顯微鏡(圖3),結構比較簡單,其光路示意圖見圖2-1。
三、改造原理
將生物顯微鏡的照明方式改為金相顯微鏡那樣的落射照明。根據單目生物顯微鏡的光路結構,需要在光路中安放一個半反半透鏡,加裝照射光源,通過物鏡將光線投射到被觀察物體表面,起到與用金相顯微鏡觀察相同的效果。改造原理見下面圖4,它屬于正置照射光。
四、光路改造
在顯微鏡的光路中增加半反半透鏡結構的附件,采用半反半透鏡、黑色塑料三通稍加改造而成。三通的上孔用于插入目鏡,下孔用于插入顯微鏡鏡筒,中孔用于安裝照明燈光。其結構圖如下(圖5):
1、制作半反半透鏡
根據三通的口徑,在紙上畫出橢圓圖形。將網購的亞克力半透鏡片(厚度1.0mm、長70mm、寬70mm,反射面有藍色保護膜,使用前撕掉),對照圖形切割打磨成橢圓鏡片,見圖6:
橢圓圖形簡便畫法:按照圖7的尺寸,用兩顆釘子(間距2C=21mm)固定在繩子(繩長L=29.7mm)兩端,用筆尖畫出橢圓:
2、對三通接口進行加工(圖8)
采用黑色水管PE等徑三通,規(guī)格D25。用銼刀(有條件的,采用木工車床)對三通下孔外表部分打磨一圈,打磨程度,以能插入顯微鏡鏡筒為準,大約為Φ30mm。
在三通下孔底部開一個5mm×5mm槽口,因為顯微鏡鏡筒內有一顆凸出的固定螺絲,便于三通插入鏡筒時避開它。若有的顯微鏡鏡筒內沒有凸出的螺絲,可以不開槽。
按照圖標紅點位置,精確地在三通上鉆三個1.5mm小孔,旋入三只Φ2mm×6mm螺絲,用于安放橢圓鏡片的限位。
3、安裝半反半透鏡
見圖9,撕掉半反半透鏡兩面貼的保護膜,貼藍色保護膜那一面(鍍反射膜面)向下,將橢圓半反半透鏡片放入三通內,緊貼三顆限位螺絲,鏡片應擺放成45度角,給鏡片頂部邊緣打一點熱熔膠固定好;然后在三通上孔內壁粘一張吸光毛面黑卡紙,消除三通內壁半反半透鏡的透射光對目鏡觀察的干擾。注意不要磕碰、污染到半反半透鏡表面:
五、照明光源
由于是插在鏡筒上,負荷不能太重,采用圖10這款干電池可變焦LED頭燈改制,容易與三通接口連接:
這款LED頭燈,有強、弱、爆閃三檔控制,凸透鏡伸縮變焦,使用3節(jié)7號電池(圖11)。
旋下頭燈前蓋,該頭燈使用0.5W白光LED燈珠。為了使燈光均勻,制作一張Φ20mm的光擴散PC樹脂薄圓片(家用LED燈罩那種材質),粘貼在塑料燈杯前面,見圖12:
取下頭燈前蓋中的聚光凸透鏡(圖13),其直徑23mm,焦距約20mm:
制作平行光聚光筒。找一個合適的小藥瓶(裝維生素片那種),按照圖14尺寸,割去底部,進行加工。將凸透鏡粘在前端,起到準直鏡的作用:
在頭燈前蓋外,繞1~2圈塑料粘膠帶,使得頭燈插入新制作的聚光筒內不會太松動(圖15):
六、光闌及濾色片制作
為了獲得較好的觀看效果,用黑色塑料制作不同孔徑的光闌圓片(Φ24mm)5張,使用時,將其安放到LED頭燈的前蓋中(原安放凸透鏡的位置),對光照視場進行調節(jié)。若對顏色有要求,可用彩色透明亞克力薄片制作濾色片(Φ24mm,中心不能打孔),緊挨光闌圓片放置,若要求不高,也可以省去。制作尺寸見下圖(圖16):
七、附件組裝及費用
加工制作完成的全部元件(圖17):
將光闌圓片裝入LED頭燈前蓋,旋緊前蓋(圖18):
將顯微鏡目鏡插入三通上孔,將聚光筒插入三通中孔(圖19):
取下顯微鏡原目鏡筒,將三通下端插入顯微鏡鏡筒,將LED頭燈插入三通中孔位置的聚光筒內。(圖20)。
改造開支的元件材料費用:LED頭燈8元,亞克力半反半透鏡片8.5元,PE塑料三通2元,共計18.5元。
八、使用效果
打開LED頭燈開關,適當調節(jié)燈光亮度檔位,通過選擇安裝不同孔徑的光闌,進行一定范圍內的照明效果調節(jié),以期得到最佳觀察影像。還可以根據不同樣品的觀察要求,伸縮頭燈變焦以及在燈頭中裝入濾色鏡片來優(yōu)化影像效果。
觀看美工刀片表面(圖21)。平??雌饋砉饬恋牡镀?,在顯微鏡下,表面全是細微軋痕:
觀看手機攝像頭CMOS傳感器一角(圖22、圖23):
觀看SONY CCD影像傳感器(圖24、圖25)
金線邦定處、logo及型號,CCD邊緣的濾鏡與中心區(qū)域的濾鏡有明顯區(qū)別:
CCD中心區(qū)域表面的紅、綠、藍三色濾鏡:
九、附件升級
如果對圖像質量有較高要求,可采用比較貴的專業(yè)光學玻璃(50/50)半反半透鏡及聚光凸透鏡。制作安裝時,注意提高各元件精準度,效果更好。
為了增加照明電源續(xù)航時間,采用7號鎳氫充電電池。還可以直接將3節(jié)7號電池供電改為1節(jié)18650鋰電池供電。
對于需要無級調光的功能,按照圖26的電路圖對頭燈線路進行加裝,三極管13001可從報廢節(jié)能燈中拆用。
若需加大照明功率,可將頭燈LED燈珠換為1W~3W的燈珠(白光或暖白),采用圖26的調光電路,將三極管型號13001換為13003。
照明升級需要具有一定電子技術動手能力,對壇友們而言,是小菜一碟。或不想麻煩,也可以直接用LED強光電筒制作光源。
十、結束語
在保留顯微鏡原結構及功能情況下,自己動手對單目生物顯微鏡進行改造,制作附件,增加觀看不透明樣品和金相的功能,取材容易,制作簡單,費用很低,觀看效果滿足普通學習觀察的要求。對沒有配置金相顯微鏡的廣大中小學、青少年、電子愛好者,是一個非常經濟實用的方法。本改造制作的原理,適用于其它品牌的單目生物顯微鏡。
謝謝觀看!
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作者:goodanytime
本文來源:數碼之家
亞克力鏡片比玻璃鏡片有什么優(yōu)勢呢?
鏡片材質分析:
一玻璃鏡片材質
這種材質的鏡片,鏡片比較耐刮。高折射率鏡片實用率比較高。優(yōu)點清晰度比較高,硬度也比較大。缺點色像的差別比較大,容易引起周邊視力降低,周邊線條彎曲,出現色彩。
二PC鏡片材質
這種鏡片的材質是固態(tài)的,主要成分是聚碳酸酯,屬于熱塑性材料。只有經過加熱后才會形成鏡片,所以這種鏡片有極強的韌性,不容易破碎,故稱為安全鏡片。優(yōu)點輕、安全,適合制作無框架的眼鏡,因為不容易破裂;缺點加工比較困難,表面也容易刮傷,熱穩(wěn)定性也不好,100度就會變軟。
三樹脂鏡片材質
這種鏡片的材質是液態(tài)的,是目前廣泛運用的一種優(yōu)質鏡片材質。優(yōu)點重量輕,減輕眼鏡在配戴時的壓迫感,使配戴更加舒適。耐沖擊、不易破碎、就算是破碎后鏡片也能成鈍角。對紫外線的吸收要遠比玻璃鏡片強,尤其是天添加了抗紫外線元素以后。熱傳導性低,防止鏡片不會出現霧氣。缺點這種材質的鏡片耐磨性差,容易擦傷,折射率也比較的低。
四天然鏡片材質
這種材質的鏡片由石英精磨而成的,優(yōu)點材料硬度比較大,不容易磨損。缺點:不能完全吸收太陽光紫外線,也不能減少紅外線的透過率。
以上就是關于亞克力鏡片制品加工工藝,工儀DIY觀芯利器之——單目生物顯微鏡增加觀看金相功能附件制作的知識,后面我們會繼續(xù)為大家整理關于亞克力鏡片制品加工工藝的知識,希望能夠幫助到大家!
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