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金相顯微鏡的簡易改制

金相顯微鏡是檢驗(yàn)材料顯微組織的zui基本方法,，我院金相實(shí)驗(yàn)室擔(dān)負(fù)著《金屬工藝學(xué)》系列課,、“熱加工專業(yè)”相關(guān)課程（金屬學(xué)、鋼鐵熱處理,、合金鋼,、鑄造合金及熔煉、金相操作工等級考工培訓(xùn)等）的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)任務(wù),。目前實(shí)驗(yàn)室擁有普通光學(xué)金相顯微鏡20多臺,。多年來在教學(xué)過程中，師生們感到普通光學(xué)金相顯微鏡的使用有許多不便之處：首先,，普通光學(xué)金相顯微鏡只能通過目鏡供一人觀察,，實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)時，當(dāng)學(xué)生遇到疑問向老師求教時,，很難用語言描述看到的金相組織,，師生間難以交流和溝通；其次普通光學(xué)金相顯微鏡操作較復(fù)雜,，長期使用易引起眼睛疲勞,；zui后，教師很難利用普通光學(xué)金相顯微鏡實(shí)現(xiàn)示范教學(xué),，教師只能利用掛圖示范教學(xué),，影響教學(xué)效果和效率。

視頻金相顯微鏡可通過屏幕供多人同時觀察金相組織,，便于課堂示范教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場教學(xué),，實(shí)現(xiàn)“教”與“學(xué)”的互動與配合；同時,，視頻金相顯微鏡操作方便,，還可方便地對圖像的亮度、對比度、色彩飽和度等進(jìn)行調(diào)節(jié),，提高金相圖像的質(zhì)量,。

國產(chǎn)視屏顯微鏡價格約每臺3～10萬；進(jìn)口視屏顯微鏡的價格更高（如奧林巴斯約為2萬美元）,。為節(jié)約開支,，我們利用金相實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的4xA型普通光學(xué)顯微鏡進(jìn)行改造，改裝后的顯微鏡主要用于金相實(shí)驗(yàn)室教學(xué),，以便于教學(xué)和研究,。

顯微鏡原理

普通光學(xué)金相顯微鏡是利用光學(xué)原理，經(jīng)光學(xué)成像,，并經(jīng)目鏡和物鏡二次放大,，通過目鏡觀察肉眼無法看到的金相組織。視屏顯微鏡的原理是將光學(xué)成像的信號通過視頻轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,，并將之成像在顯示器上,。

為改裝后4XA視屏顯微鏡原理圖：燈源l經(jīng)集光鏡2與反光鏡3成像在孔徑光闌4上；接著由照明輔助透鏡5,、7,，輔助物鏡9成像在物鏡10附近，然后經(jīng)物鏡以近于平行的光束照明試樣,，視場光闌6位于照明輔助透鏡7的焦面上,，經(jīng)輔助物鏡9和物鏡10成像在試樣面上。試樣11經(jīng)物鏡10和輔助物鏡9以平行光束射向半透反光鏡8,，然后由輔助物鏡12,、棱鏡13、雙筒棱鏡組14,，成像在目鏡巧的前焦面上,，zui后以平行光束射向人眼觀察或被CCD接收。CCD（16）接收由目鏡15輸出的平行光線,，將之轉(zhuǎn)換為數(shù)字電子信號,，并輸人顯示器（17）視頻輸入端口，將金相組織顯示于屏幕上,，以供多人同時觀察,。三、視頻顯微鏡的主要結(jié)構(gòu)

為采用4XA金相顯微鏡改裝的視頻金相顯微鏡,。該儀器系倒置式金相顯微鏡,，該顯微鏡的試樣臺與工作臺重合，可對各種尺寸的金相試樣進(jìn)行觀察,，操作方便,。

試樣臺：4XA金相顯微鏡載物臺能作左,、右、前,、后各方向的平移，移動載物臺可迅速找到所需的目標(biāo),。

焦距調(diào)節(jié)：顯微鏡的調(diào)焦機(jī)構(gòu)分為粗調(diào)和微調(diào),，粗調(diào)手輪15及微調(diào)手輪16，轉(zhuǎn)動粗調(diào)手輪時,，物鏡相對于工作臺作上下迅速移動,，調(diào)至在目鏡或顯示屏上看見組織；轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪時,，物鏡相對于工作臺作平穩(wěn)微小移動,，調(diào)至看清組織為止。物鏡及轉(zhuǎn)換器：該顯微鏡物鏡分10X,、40X,、loox三種，物鏡轉(zhuǎn)換器（13）上可安裝三個物鏡,，可根據(jù)觀察需要自行轉(zhuǎn)換,，變換物鏡后可通過調(diào)焦裝置將圖像調(diào)至zui清晰為止。

雙筒目鏡：觀察者通過目鏡（9）可觀察視場中的金相組織,。4XA金相顯微鏡配有10X,、12.SX二種四個目鏡，用于不同放大倍數(shù)下的觀察,；同時配有IOX分劃刻尺目鏡,，用于定量金相和化學(xué)熱處理表面滲層的測量。攝像頭（CCD）：采用自制的適配器和固定架將之固定于目鏡9處,。攝像頭分彩色和黑白二種,，并具有不同的分辨率，為實(shí)現(xiàn)zui高的性價比,，本裝置采用黑白420線的國產(chǎn)攝像頭,，同時選用與4X氣顯微鏡目鏡相匹配的攝像鏡頭。由攝像頭輸出數(shù)字電子信號,，并連接至顯示屏,。顯示屏：C口〕輸出之信號接通顯示器的視頻輸人端口，金相組織即在顯示屏上呈現(xiàn),。要求顯示器具有一定的分辨率和足夠的尺寸大小,，以供一組學(xué)生同時觀察（我校實(shí)驗(yàn)一般為20人一組），本裝置采用的顯示器屏幕尺寸為79cm,，*可滿足上述要求,。

金相顯微鏡圖像調(diào)節(jié)

同時接通顯微鏡照明光電源,、攝像頭電源、顯示器電源,，并使顯示器置于視頻狀態(tài),。觀察孔徑光闌處燈絲成像狀況，若光線有偏離則轉(zhuǎn)動照明座校正燈絲位置至居中,。轉(zhuǎn)動調(diào)焦手輪（先粗調(diào),、后微調(diào)）至在顯示器上看清金相組織。調(diào)整視場光闌使之處于*狀態(tài),，以使成像具有高的分辯率和對比度,。

設(shè)置顯示器亮度、對比度,、色彩等,，使顯示的金相組織清晰，并使觀察者眼睛感覺舒適,；改變或不用濾色鏡片（本顯微鏡配有黃色,、綠色兩種濾色片），使成像*,；轉(zhuǎn)動孔徑光闌,，可調(diào)節(jié)顯微鏡光源強(qiáng)弱，從而影響顯示效果,，將之調(diào)節(jié)至與顯示器匹配狀態(tài),。

移動載物臺改變視場，選擇能代表試樣典型組織的*區(qū)域,，并作詳細(xì)觀察,。

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