进口金相显微镜品牌或无锡便携式现场金相显微镜

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所在实验室,因为使用率极低,没有配置昂贵的金相显微镜。偶尔要看看样品的金相或观察不透明物体,非常不方便。由于给被观察物体的投射光线方式不一样,生物显微镜近距离只能观察透明、半透明物体。通过多次摸索,仅花很少的钱,给普通双目生物显微镜制作附件,使之具有金相显微镜那样观察不透明物体的功能。制作原理及过程如下。

一、生物显微镜与金相显微镜光路的区别

生物显微镜与金相显微镜的光路示意图如下。当物镜与样品距离很近时,看起来生物显微镜是从下部照光,但由于其投射光部件凹面镜或阿贝集光器的作用,使得透明、半透明样品表面得到均匀光线的照射(图1-1);金相显微镜的光路有两种,一种是物镜倒置(图1-2),另一种是物镜正置(图1-3),都是通过物镜将光线照射到不透明样品上。其中起关键作用的是光路中的半反半透镜。

二、双目生物显微镜的光路结构

这是一台奥林巴斯CH双目生物显微镜(图2):

取下目镜组件,了解其双目观察的光路原理(图3):

打开组件盖板,看见内部光路元件的分布(图4、图5):

绘出光路结构示意图如下(图6):

显微镜双目观察的原理:图6中,A是半反半透分光棱镜, B、C、D是直角全反三棱镜。来自被观察物体的光线通过光路全反棱镜进入A后,分为两路。一路穿过A(50%光线),经B、C反射后进入左目镜M1;另一路被A反射(50%光线)后进入D,再经D反射进入右目镜M2。

三、给生物显微镜增加物镜照射光的方法

根据双目生物显微镜的光路结构,光路中有一个半反半透镜A,可以用其中一个目镜孔加装照射光源,用另一个目镜观察样品,起到与用金相显微镜观察相同的效果。原理示意图如下,它属于正置照射光(图7):

四、光源制作

光源必须是平行光,利用生物显微镜的5倍目镜及市售LED强光电筒、塑料三通稍加改造而成。光源结构图如下(图8):

1、灯光由于是插在镜筒上,负荷不能太重,采用轻便的LED电筒作照明。用图9这种结构的LED电筒,外径25mm、长120mm,刚好可以插入三通接口中:

这是可变焦LED强光电筒,俗称“小直”,TB上有售。该电筒使用美国CREE Q5 LED灯珠,3W功率,正白光,有强、中、弱、爆闪、SOS五档控制,凸透镜伸缩变焦,使用18650充电锂电池,通用耐久。

为了使光线更加均匀,制作一张直径22mm的光扩散PC树脂(照明灯罩那种)薄圆片,安放在电筒的凸透镜与LED灯珠之间(图10):

2、准直光使用5倍惠更斯目镜形成准直光。这种目镜,插口直径23.2mm,普通生物显微镜使用较多。在TB上,新旧都有售,新品价格20元左右包邮。 使用时,稍加改造,将接目镜(眼睛观看端)的台阶用砂轮磨去,便于插入三通(图11)。

3、三通接口采用黑色水管PE等径三通,规格D25。三通前后孔用于插入目镜及照明电筒,在三通上端孔制作光澜、滤色镜插片的插口。收到货的三通,实际孔径只有23.6mm,需要用Φ25mm的钻头清一下左右孔,才能将5倍目镜及LED电筒插入(图12):

用手电钻夹持T型直角旋转锉按照图13位置,在三通上孔内的下部锉出光澜、滤色镜插片的插槽(槽宽4mm,槽深2 mm),或用雕刻刀慢慢加工而成:

再将直径23.6mm、长16mm的圆木棍破开、制作两个半圆柱体,粘贴上黑色塑料外皮(外径30mm,中心有长方形孔5mm×24mm),形成光澜、滤色片的插槽挡板,并放入三通中孔(图14、图15):

4、光澜插片、滤色镜插片按照图16中的尺寸,光澜插片用黑色PVC薄板(厚度1.5~2mm)制作3张,孔径分别是2/2.5mm, 3.5/4.5mm, 6.5/9.0mm三组(或自定);滤色镜插片根据自己需要的颜色,用彩色透明亚克力薄板(厚度1.0~1.5mm)制作。

5、光源部件组装将5倍目镜(接目镜端)插入三通接口一端,将电筒插入三通接口另一端,电筒调焦处于原始位置。如果不使用光澜插片及滤色镜插片,可用一个合适的深色塑料帽,盖在上部插孔上(图17)。

6、费用改造使用的零件,LED电筒(含电池、充电器全套)16.8元,PE三通(实体店)2元,5倍目镜(利旧)0元,光澜、滤色镜插片用边角余料制作0元,共计18.8元。如果新购目镜18元,最多花费36.8元。

五、使用效果

移走显微镜的一个目镜,将制作的光源插入空目镜筒中。打开电筒灯光开关,适当调节灯光强度档位及光澜插板(需要时才插入,光澜插入后,可根据效果微调其位置),可以通过旋转电筒变焦进行一定范围内的亮度无级调节,以得到最佳观察影像。还可以插入不同的滤色镜片以及使用偏振镜片来优化影像效果(图18)。

将两只目镜的间距拉开到最大,便于单眼观察(图19):

观看美工刀刀片表面(图20、图21、图22、图23):

观看喷墨打印机喷墨头喷嘴芯板(图24、图25):

六、结束语

自己动手对普通生物双目显微镜稍加改造,增加观看金相和不透明物体表面的功能,取材容易,制作简单,费用很低。同时,没有改变显微镜的原结构及功能。对使用率低、要求又不是特别高,没有配置金相显微镜的单位和个人,这是一个非常经济实用的方法。制作时,尽量提高附件加工尺寸的精度,使得光轴重合偏差小,成像良好。本制作的原理,适用于其它品牌的双目生物显微镜。

本文系作者原创,对微观电子元件有兴趣的坛友很多,特此奉献。有双目生物显微镜的坛友可一试。

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作者:goodanytime

本文来源:数码之家

11月25日,“风云三尺——春秋吴王僚剑特展”在无锡博物院开展,吴王僚剑来自两千五百年前, 历经岁月、饱经沧桑,却剑锋如故,光彩依旧,英气犹在;其所承载的魅力弥久逾浓,于无声处,似乎蕴藏着千言万语,正在向我们诉说一段“剑与人”的传奇往事。

吴王僚剑 展厅现场

无锡博物院展厅现场

回望春秋战国,数百年连横合纵,诸国间征伐不断。时人或披甲挥戈,保家卫国;或执剑沙场,扬名天下。在那个群雄纷争的时代,青铜铸造工艺与冶炼技术取得了巨大进步,精美绝伦、驰名列国的吴越青铜兵器便是最好的见证物之一,“吴戈越剑”的美名更被人们所称道。

吴王僚剑

名剑雄主

吴王僚(?—公元前515年),姬姓,名僚,又名州于,吴王馀昧之子。公元前527年,吴王馀昧去世,依照吴王寿梦遗命,兄终弟及,当立弟季札。但季札避让,逃位离开。吴人认为季子逃避王位,馀昧之子应当继位,于是僚被拥立为吴王,是为吴王僚(公元前527年—公元前515年在位)。

吴王僚的关系网,他死于堂兄弟公子光的刺杀

吴王僚在位仅12年,后死于刺客专诸的刺杀。僚的继位让他的堂兄公子光很不服气,据《史记》记载,公元前515年(吴王僚十二年)四月丙子日,公子光埋伏甲士于地下室中,然后宴请吴王僚。吴王僚派兵陈列于道旁,从王宫到公子光家及公子光家大门、台阶、屋门、坐席旁,都布满吴王僚的亲信,手持刀剑的卫士夹道护持。

《史记·卷三十一·吴太伯世家第一》

吴王僚到后,公子光假借脚疾,躲避进入了地下室,让刺客专诸将匕首藏于烤鱼的腹中,伪装上菜,呈献给吴王僚。专诸将鱼送至吴王僚前,突然从鱼腹中取出匕首刺向吴王僚,吴王僚当场毙命。而专诸也被吴王僚左右卫士用剑刺穿胸膛而死。公子光遂取代吴王僚即位为王,是为吴王阖闾。

吴王僚剑

剑芒再现

吴王僚剑现藏无锡博物院。该剑通长41厘米,最宽处2.7厘米,茎长9.5厘米。剑整体呈窄长扁条形,无格无首,前锋尖锐,两刃近锋略内收,向后渐宽,剑身中线起脊,直通茎末。茎作梯形,前宽后窄,中部有一小孔。除茎与两刃外,剑身装饰有斜“王”字形暗纹。

剑身局部

两纵靠近茎的地方铸铭文12字。铭文是:

吴王僚剑铭文

该剑是无锡博物院在2008年12月征集所得,经专家论证此剑为春秋晚期文物,青铜鉴定专家吴镇烽将剑主“者彶攻敔”考证为吴王僚,并认为此剑为仅见的一把僚即位后自铭剑。

吴王僚剑铭文

铭文中的“攻敔”是吴国国名,也就是《淮南子·谬称》所说的“句吴”,“者彶”为吴王之名“州于”的缓读音,“州于”就是吴王僚。在出土的吴国青铜器中,吴国国名有作“攻敔”“工敔”“敔”“吴”等,其时代有早晚之别。

剑身铭文

春秋吴王僚剑显微分析

这把剑对于研究春秋时期吴国历史具有重要的价值。为了更好地保护文物,无锡博物院将吴王僚剑送往上海博物馆文保中心,应用X-CT设备、XRF-XRD联用分析系统、光学显微镜对吴王僚剑的保存状况、内部连接结构、表面成分、表面铭文制作痕迹等进行了无损分析。

春秋吴王僚剑 CT图

通过无损分析的数据可知,吴王僚剑剑身外部是一层致密的氧化层,将基体包裹在内部。基体内并不是完好的金属,而是形成了蜂孔状,这或是表明基体也存在一定程度的均匀腐蚀,可能是某类合金相首先受到了侵蚀。剑铭清晰,在致密氧化层上,深度约0.25mm,整体均匀,与表面显微观察为非刻制的结论一致。

剑身铭文显微

从显微照片及3D合成照片观察字口痕迹,12字铭文判断为非刻划而成,字口内未见嵌金现象,肉眼所见黄色部分实为土质。剑表的“王”字纹与剑体齐平,反映了其表面处理时的温度和时间与通常认为的吴越剑菱形纹有所不同。

剑身铭文显微

剑体XRF成分图谱显示,剑体和纹饰处的成分是相似的,只是在含量上有所差异。但由于是对剑表锈蚀处的检测,所以定量只能作为参考数据。而表面纹饰的成分表明,其处理工艺是表面富锡技术。

此次“风云三尺——春秋吴王僚剑特展”作为“江河辉映——中原与江南青铜时代考古文物系列展”之一,展期将持续至2023年2月17日。