Microscopio

Ulteriori informazioni sul microscopio

Sono sempre più numerosi i settori dell'industria in cui è richiesto l'ingrandimento ottico degli oggetti, sia nel controllo di qualità che nella produzione. Il microscopio è uno strumento ideale a questo scopo, poiché è disponibile in diversi tipi e varianti ed è possibile selezionare quello più adatto a una determinata applicazione. C'è una tipologia classica di microscopio, come il monoculare e il binoculare, in cui l'osservazione si effettua attraverso un oculare (microscopio monoculare) o due oculari (microscopio binoculare). Tuttavia, in questi dispositivi ogni utente deve regolare l'ottica ai propri parametri visivi.

Il microscopio tri-oculare è dotato di una terza ottica per collegare una fotocamera digitale o una macchina fotografica. Ciò consente all'utente di documentare l'ispezione di oggetti con aggiunta di immagini o di utilizzare detta fotocamera per trasferire le immagini dal microscopio a uno schermo digitale o a un computer affinché anche altre persone possano vederle. Tuttavia, si sta sempre più affermando, nel settore, un nuovo modello di microscopio digitale. Questo tipo di microscopio, invece di consentire all'utente di guardare attraverso gli oculari, visualizza l'immagine direttamente su uno schermo digitale. Ciò facilita il lavoro di squadra, consentendo di prendere decisioni in modo più efficiente e semplifica anche l'elaborazione digitale delle immagini visualizzate. A seconda delle caratteristiche del microscopio, le immagini e i video possono essere memorizzati su un supporto rimovibile come una scheda di memoria o direttamente su un computer tramite una connessione USB. Nel frattempo è possibile eseguire misurazioni utilizzando il software adeguato; dati che è possibile utilizzare per i protocolli interni. Ciò è particolarmente utile nel controllo di qualità, poiché i prodotti difettosi possono essere scartati e quindi garantire la qualità desiderata.

Per selezionare il microscopio giusto, è necessario definire prima gli ingrandimenti necessari per esaminare gli oggetti. Un altro fattore da tenere in considerazione nella scelta del microscopio è che la dimensione del campione, la distanza di lavoro e gli obiettivi siano direttamente correlati tra loro. Ciò vuol dire che maggiore è l'ingrandimento degli obiettivi e minore è la distanza di lavoro, il che a sua volta implica che le dimensioni del campione sono correlate alla distanza di lavoro del microscopio. Per ottenere immagini nitide con una risoluzione ottimale, è importante che l'illuminazione sia omogenea, cosa che può essere assicurata con le lampade alogene o LED integrate di serie nel microscopio. Se in qualche occasione ciò non fosse sufficiente, è possibile aumentare l'illuminazione tramite fonti luminose esterne, come ad esempio una lampada ad anello o una lampada con braccio flessibile (collo di cigno). Come già accennato, l'immagine ingrandita può essere riprodotta in vari modi: visualizzazione diretta su schermo, memorizzazione dati (immagini e video) su supporto di memorizzazione o direttamente su computer.

La maggior parte dei microscopi, a causa della loro costruzione, non consente un controllo ottico dei campioni all'interno dei processi di produzione. In questi casi viene usato un microscopio USB posizionato direttamente sul campione e collegato alla porta USB di un computer. Grazie al design compatto di questo tipo di microscopio, è possibile effettuare ispezioni in determinate situazioni. Ci sono anelli distanziatori trasparenti che in questi casi aiutano a posizionare correttamente il microscopio. È possibile posizionare il microscopio anche su un treppiede o supporto, consentendo all'utente di avere entrambe le mani libere per lavorare. Se una visualizzazione 2D non è sufficiente, un microscopio 3D permetterà di avere una modalità di visualizzazione completamente nuova. Questo microscopio ottiene una vista panoramica a 360° del campione, solo con un angolo di 45°. Questa visione innovativa è molto pratica soprattutto nelle prove dei componenti, per rilevare e documentare errori e danni.

L'uso di luce monocromatica con lunghezza d'onda corta in un microscopio, offre una maggiore risoluzione. Nella gamma UV si ottiene una risoluzione particolarmente alta, poiché da un lato la lunghezza d'onda corta della luce UV produce una risoluzione elevata e dall'altro la luce UV viene assorbita dal campione (ad esempio da proteine e amminoacidi). In questo modo, si ottiene un maggiore contrasto rispetto ad altre lunghezze d'onda. Piccole strutture sono chiaramente visibili al microscopio anche senza ulteriore procedura di contrasto. Con un microscopio possiamo vedere in dettaglio oggetti e materie. Ad esempio, in un microscopio con display, è possibile osservare e analizzare oggetti piccoli, piante e insetti. Il microscopio è uno strumento essenziale in biologia, medicina e nella scienza dei materiali.

L'ambito di utilizzo del microscopio è praticamente illimitato.

Esistono anche accessori opzionali per il microscopio: software-kit (software e cavo dati) per la trasmissione diretta della visualizzazione al PC.

Ulteriori informazioni su importanti termini del microscopio

Ingrandimenti del microscopio
Gli ingrandimenti sono il risultato della moltiplicazione dell'ingrandimento dell'obiettivo per l'ingrandimento dell'oculare del microscopio. Esempio di microscopio stereo con zoom: gli oculari da 12,5x e l'obiettivo con zoom da 0,8x a 4,0x producono un ingrandimento totale da 10x a 50x, etc.

Zoom - Ingrandimenti
La maggior parte dei modelli di microscopio stereo ha un'opzione di impostazione variabile e continua degli ingrandimenti regolata da una rotella zigrinata laterale.

Distanza operativa
È bene che esista uno spazio libero tra il materiale da osservare e la lente dell‘obiettivo del microscopio. La distanza ideale si situa in genere tra 80 e 120 millimetri, a seconda del modello. Ci sono modelli di microscopio speciale da lavoro che hanno una distanza tra 200 e 250 millimetri. Per una buona ottica sono normalmente tra 20 e 25 millimetri con ingrandimento di 10x.

Campo visivo
Il campo visivo è il diametro dell'immagine che possiamo vedere, ad esempio, al microscopio con ingrandimento di 10x. Questa caratteristica definisce la qualità ottica del microscopio e può essere comprovata anche da personale non specializzato. In generale, quanto più piccolo è l'ingrandimento, maggiore è il diametro del campo visivo.

Relazione tra la profondità di campo e l'ingrandimento
La profondità di campo è il range di distanza che sussiste davanti e dietro il piano focale in cui l'immagine appare "nitida". La profondità di campo dipende da vari fattori, l'ingrandimento del microscopio ha un ruolo importante nel determinare le dimensioni di questo range di distanza. In generale, quanto maggiore è l'ingrandimento, minore sarà la profondità di campo. La funzione di composizione dell'immagine ha un ruolo importante nella microscopia, e il microscopio digitale consente la creazione di immagini nitide su tutta la superficie, rendendolo decisamente più efficiace.

Profondità di campo
Un microscopio stereo mostra spesso una profondità di campo di 10 millimetri a basso ingrandimento, aumentato notevolmente l'impressione tridimensionale dell'immagine.

Impostare la risuoluzione e regolare il contrasto dell'immagine microscopica
Sotto il tavolino del microscopio c'èil condensatore, composto da un insieme di lenti e diaframma a iride, il diaframma di apertura. La funzione di questo diaframma nel processo a luce normale consiste nella preparazione ottimale della luce del microscopio per l'obiettivo. Quando si apre il diaframma aumenta la risoluzione, mentre diminuisce il contrasto. Al contrario, quando si chiude, diminuisce la risoluzione e al contempo aumenta il contrasto. Pertanto, la funzione del diaframma di apertura consiste nel trovare il compromesso ottimale tra risoluzione e contrasto per la rispettiva preparazione. Nel microscopio a contrasto di fase o campo scuro, il diaframma di apertura non ha alcuna funzione ed è quindi completamente aperto per evitare interferenze.

Passare a ingrandimenti maggiori dell'obiettivo del microscopio
Affinché sia più facile trovare di nuovo il campione dopo aver cambiato l'ingrandimento dell'obiettivo, è consigliabile posizionare il suddetto campione al centro del vetrino. Quindi regolare gli ingrandimenti dell'obiettivo muovendo il revolver. Di solito la nuova immagine appare nitida, ma se non fosse così, è possibile regolare la messa a fuoco mediante l'impostazione micrometrica del microscopio. Procedere allo stesso modo per l'obiettivo successivo più grande.

A cosa prestare attenzione con ingrandimenti più grandi
Se si lavora con ingrandimenti elevati, il diaframma del microscopio non deve essere troppo chiuso, poiché potrebbero apparire linee doppie el'immagine sfocata. In questo caso si può risolvere il problema aprendo di più il diaframma. Se succede il contrario, ovvero che il diaframma fosse aperto al massimo, l'immagine potrebbe apparire debole al punto da non distinguere quasi nulla. In tal caso sarà opportuno chiudere un poco il diaframma. Se l'immagine debole persiste dopo aver eseguito la regolazione corretta, significa che probabilmente il problema risieda nella scarsa pulizia dell'oculare o dell'obiettivo. In questo è consigliabile pulire le lenti del microscopio.

Impostazioni per un'immagine nitida
Per ottenere un'immagine nitida, chiudere il diaframma del microscopio circa a metà, e con l'aiuto del meccanismo di messa a fuoco macro muovere lentamente l'obiettivo più piccolo del microscopio mentre allo stesso tempo si osserva attraverso l‘oculare. Quando si possono distinguere le celle attraverso l'obiettivo, regolare con precisione la nitidezza dell'immagine con il meccanismo di messa a fuoco micro. Regolare anche la luminosità dell'immagine con il tasto di regolazione apposito fino a ottenere una intensità luminosa adeguata. Se il microscopio non dispone della funzione di luminosità regolabile e l'immagine è troppo chiara, chiudere un poco più il diaframma. Se l'immagine è troppo scura, sarà invece necessario aprirlo.

Nel nostro canale YouTube si può trovare il video del nostro microscopio PCE-MM 200. Nel video possiamo apprezzare quanto è facile osservare le superfici con un microscopio USB per PC. Il microscopio USB fa vedere gli oggetti in tempo reale fino a 200 ingrandimenti sullo schermo del PC. Si ottengono immagini luminose grazie agli 8 LED incorporati che illuminano da tutti gli angoli, e si può regolare la luce di forma continua. Si può utilizzare questo microscopio, ad esempio, nella didattica, per far vedere ai bambini i dettagli non visibili nelle piante, piccoli oggetti o miniature. Si può usare questo microscopio USB anche come aiuto per collezionisti di monete o francobolli. Il software offre molteplici applicazioni che consentono di impostare il microscopio con una piccola dima in millimetri e pollici. Così è possibile misurare comodamente le distanze nel PC. Si possono trovare ulteriori informazioni sul nostro microscopio USB in questo report.

Le applicazioni di un microscopio, analogico o digitale, sono praticamente illimitate.

Utilizzo del microscopio
Con l'uso del microscopio possono succedere spesso due tipi di errori determinati:

- Si è regolato un ingrandimento troppo elevato. Per l'osservazione di sezioni di oggetti semplici, trasparenti, è sufficiente per il principiante un ingrandimento tra 50x e 300x. Solo con l'osservazione di oggetti tagliati con un microtomo e che sono disconseguenza molto sottili, è conveniente un ingrandimento superiore. Allo stesso modo si useranno ingrandimenti molto elevati (x 1.000 e oltre) per l'osservazione delle analisi del sangue.

- Il preparato si deteriora con una errata regolazione dell'obiettivo. Con ingrandimenti superiori può regolare per prima cosa la luminosità prima che l'obiettivo influisca sul preparato. Pertanto, per una giusta regolazione, l'obiettivo verrà diretto chiuso sul preparato. Poi si potrà vedere con l'oculare e regolare con cura la luminosità.

Esempio di utilizzo di un microscopio nel campo dell'elettronica
In elettronica, il microscopio viene utilizzato per un'ampia varietà di applicazioni. I microscopi digitali fissi si utilizzano nel controllo di qualità dell'attività produttiva e nel montaggio delle piastre. Rispetto ai microscopi ottici, hanno il vantaggio di offrire migliori possibilità di orientamento, consentnedo di ispezionare la piastra segmento per segmento. L'ispezione può essere visualizzata direttamente su un grande schermo e, grazie alle opzioni di memorizzazione (solitamente su scheda SD), può anche essere documentata. In base al tipo di microscopio, è possibile memorizzare foto e in alcuni altri anche video. Le piastre vengono controllate per rilevare cortocircuiti e interruzioni di pista. Il microscopio viene utilizzato anche per confrontare i contorni dei percorsi del conduttore con le specifiche del modello. È possibile controllare la continuità e i residui dei fori e delle vie.

La vernice resistente alla saldatura viene sottoposta a un'ispezione ottica al microscopio per garantire che si diffonda in modo uniforme e non formi macchie. Una volta che le piastre sono state pulite e assemblate, vengono riesaminate al microscopio. Nel caso di circuiti integrati con una piccola distanza tra i pin, viene prima verificato se i pin si trovano sulla superficie di contatto corrispondente e se si sono formati dei cortocircuiti sui pin del bagno di saldatura. Nel caso di Surface Mount Device (SMD) il microscopio viene utilizzato per controllare i componenti corretti, poiché la loro iscrizione non può essere vista con l'occhio umano.

Ovviamente, vengono esaminati anche i giunti di saldatura per vedere se vi sono rotture di saldatura e nei cosiddetti giunti di saldatura fredda. I giunti di saldatura a freddo non hanno collegamento tra la saldatura e il pin di connessione del componente corrispondente. Il rilevamento dei giunti saldati a freddo è spesso molto difficile perché sono difficili da vedere. Senza l'uso di un microscopio raramente si può rilevare. La rilevazione dei giunti saldati a freddo è molto importante perché spesso sono fonte di assemblaggi elettronici non più o solo parzialmente funzionali.

Il microscopio viene utilizzato anche nella manutenzione e riparazione di assemblaggi elettronici. Tuttavia, dal momento che spesso è difficile smontare la piastra, si utilizza in genere un microscopio digitale portatile e piccolo. Questo può avere un collegamento USB in modo che il monitor del PC possa fungere da schermo, o integrare direttamente uno schermo nel microscopio. Come nella produzione, le piastre vengono controllate anche per saldature rotte o fredde, o potenziali cortocircuiti o interruzioni involontarie del percorso del conduttore verificate durante l'uso. Inoltre, i componenti vengono esaminati per possibili crepe o deformazioni termiche.

Pulizia del microscopio

Un requisito fondamentale per ottenere immagini nitide è che l'ottica sia sempre pulita. Il maggiore problema è costituito dalla polvere. Da una parte disturba al momento di visualizzare l'immagine e dall'altra riga la superficie di vetro, danneggia l'ingranaggio e la superficie di scivolamento. Perciò, proteggere i microscopi dalla polvere è una delle misure più importanti per prevenire danni. Per ciò, è importante coprire i microscopi con una coperta soffice e facile da pulire dopo ogni uso per evitare che la polvere penetri fino al microscopio. È importante differenziare la classe di sporcizia al momento di pulire i componenti ottici: particelle di polvere (residui di vetro dei copri-oggetti, resti di tessuto, etc.) e sporcizia in generale (orme digitali, etc).

I microscopi sono strumenti che permettono di osservare oggetti che sono troppo piccoli per essere visto a prima vista. Il più comune di essi è il microscopio ottico che è basato su normali lenti ottiche.

Parti essenziali del microscopio

I microscopi moderni possono essere costituiti da diversi componenti. La figura seguente illustra i componenti più importanti. I microscopi con fotocamera hanno spesso un display LCD invece di un oculare.