Микроскоп металлографический инвертированный цифровой MAGUS Metal VD700

Металлографический инвертированный микроскоп MAGUS Metal VD700 с цифровой камерой 6,3 Мпикс — для исследования габаритных образцов

MAGUS Metal VD700 — инвертированный металлографический микроскоп с цифровой камерой для исследования микроструктуры металлов, сплавов и полупроводников в отражённом свете. Инвертированная схема размещает объективы под предметным столиком, что позволяет устанавливать крупные и тяжёлые образцы массой до 2 кг с обработкой только одной — нижней — поверхности. Остальная часть объекта может иметь любую форму и оставаться необработанной. Микроскоп оснащён планахроматической оптикой с коррекцией на бесконечность, двумя независимыми каналами визуализации и галогенным осветителем с регулировкой по методу Кёлера.

Что можно проконтролировать

Метод наблюдения и что он даёт

Микроскоп работает в отражённом свете — освещение идёт через объектив снизу и возвращается от поверхности образца. Этот метод предназначен для исследования непрозрачных объектов: металлических шлифов, протравленных образцов сплавов, полированных срезов полупроводниковых материалов. Светлое поле выявляет границы зёрен, включения, поры и трещины в структуре материала. Поляризация — дополнительный метод контрастирования через съёмные анализатор и поляризатор — позволяет выявлять кристаллическую структуру, анизотропию и напряжения в металлах и минералах, которые остаются слабо различимыми в обычном светлом поле.

Точность и повторяемость

Двухкоординатный механический столик с диапазоном перемещения 30×30 мм обеспечивает точное позиционирование образца и возможность последовательного сканирования заданной области. Коаксиальная фокусировка сочетает грубую наводку с регулировкой жёсткости и блокировкой хода, и тонкую с шагом 0,002 мм — это соответствует 2 мкм и позволяет точно устанавливать фокальную плоскость на высоких увеличениях. Планахроматические объективы с коррекцией на бесконечность формируют плоское поле изображения по всему полю зрения и допускают встраивание дополнительных оптических модулей — поляризаторов, светофильтров, дополнительных тубусных линз — без потери качества изображения и без необходимости пересчёта оптической схемы.

Область применения

Микроскоп подходит для металлографического анализа в научных лабораториях материаловедения, на производственных участках контроля качества металлургических предприятий, в исследовательских центрах полупроводниковой промышленности и в учебных заведениях с программами по металловедению. Инвертированная конструкция востребована там, где требуется исследовать образцы сложной формы — отливки, детали после механической обработки, фрагменты изделий — без изготовления стандартного препарата малого размера.

Формат наблюдения и цифровая фиксация

Микроскоп имеет два независимых канала визуализации. Первый — на тринокулярной насадке с делением светового потока 50/50 или 100/0, второй — на корпусе с делением 100/0 или 0/100. Это позволяет одновременно вести визуальное наблюдение через окуляры и выводить изображение на цифровую камеру, либо направлять весь световой поток в один из каналов для максимальной яркости. В комплект входит цифровая камера MAGUS CBF30 с CMOS-сенсором Sony Exmor размером 1/1,8 дюйма и разрешением 6,3 Мпикс. Максимальное разрешение кадра — 3072×2048 пикселей, частота смены кадров — 59 FPS при любом из двух доступных разрешений (3072×2048 и 1536×1024), что обеспечивает плавную визуализацию без задержек при настройке препарата или перемещении столика.

Камера подключается к компьютеру через интерфейс USB 3.0 со скоростью передачи данных до 5 Гбит/с. В комплекте поставляется программное обеспечение MAGUS View с функциями фото- и видеозаписи, управления балансом белого и экспозицией в ручном и автоматическом режиме, измерения линейных и угловых размеров после калибровки. Поддерживаемые форматы фото: JPG, BMP, PNG, TIF; видео: WMV, AVI, H.264 и H.265. Встроенный ИК-фильтр ограничивает спектральный диапазон сенсора в пределах 380–650 нм, что соответствует видимому свету и исключает паразитные инфракрасные засветки.

Реальное разрешение системы

Детализацию изображения определяет связка оптической системы и сенсора. Числовая апертура комплектных объективов — от 0,12 у 5× до 0,85 у 100× — задаёт оптическую разрешающую способность по критерию Рэлея в диапазоне примерно от 2,8 мкм до 0,32 мкм при освещении зелёным светом (550 нм). Разрешение сенсора 3072×2048 пикселей при размере пикселя 2,4×2,4 мкм обеспечивает достаточную детализацию для фиксации изображения, формируемого объективами среднего и высокого увеличения. На низких увеличениях (5×, 10×) сенсор полностью использует возможности оптики; на высоких (50×, 100×) разрешение ограничено числовой апертурой объектива, а не количеством пикселей.

Конструкция и технологии

Инвертированная оптическая схема размещает револьверное устройство на пять объективов под предметным столиком, а образец устанавливается сверху исследуемой поверхностью вниз. Столик размером 242×200 мм выдерживает массу до 2 кг и оснащён тремя круглыми поворотными вставками диаметром 130 мм с центральными отверстиями 10, 20 и 30 мм — выбор вставки зависит от размера исследуемой области. Образец фиксируется прижимом. Такая конструкция исключает ограничения по габаритам верхней части объекта и позволяет работать с деталями сложной формы, для которых изготовление стандартного тонкого шлифа малого размера нецелесообразно или невозможно.

Цельнолитой алюминиевый корпус обеспечивает жёсткость конструкции и стабильность оптической оси при вибрациях. Тринокулярная насадка Зидентопф с углом наклона 45° и диапазоном межзрачкового расстояния 48–75 мм допускает разворот на 180° при установке, что позволяет настроить удобное положение окуляров относительно рабочего места. Диаметр окулярных трубок — 30 мм, парфокальная высота объективов — 45 мм, что соответствует промышленному стандарту DIN и обеспечивает взаимозаменяемость оптики.

Галогенный осветитель мощностью 30 Вт с регулируемой яркостью обеспечивает достаточную интенсивность освещения на всех комплектных объективах в обоих методах наблюдения. Источник света центрируется по трём осям, что позволяет настроить освещение по методу Кёлера — добиться равномерной засветки поля зрения и оптимального контраста изображения через согласованную работу апертурной и полевой диафрагм. В комплект входят четыре светофильтра — зелёный, голубой, жёлтый и матовый — для коррекции цветопередачи при микрофотографировании и управления контрастом.

Оптическая система

В комплект входят пять планахроматических объективов с коррекцией на бесконечность: 5×/0,12, 10×/0,25, 20×/0,40, 50×/0,70 и 100×/0,85. Планахроматическая коррекция устраняет кривизну поля изображения и обеспечивает резкость от центра до края кадра, что критично для документирования и измерений. Числовая апертура определяет разрешающую способность и светосилу: у объектива 100× апертура 0,85 позволяет различать детали микроструктуры размером около 0,32 мкм, что соответствует типичным параметрам зёренной структуры многих металлических сплавов. Рабочее расстояние объективов закономерно уменьшается с ростом увеличения — от 26,1 мм у 5× до 0,40 мм у 100×. Малое рабочее расстояние на высоких увеличениях требует точной настройки освещения и фокусировки, а также качественной подготовки поверхности образца — неровности и загрязнения могут привести к контакту с фронтальной линзой объектива.

Комплектные окуляры 10× с удаленным зрачком 10 мм обеспечивают общее увеличение микроскопа от 50× до 1000× в сочетании с базовым набором объективов. Опционально доступны окуляры 12,5×, 15×, 20× и 25×, что позволяет расширить верхнюю границу увеличения до 2500×. Однако полезное увеличение ограничено числовой апертурой объектива: для объектива 100×/0,85 предельное полезное увеличение составляет около 850×–1700× в зависимости от критерия. Увеличение сверх этого порога приводит к росту размера изображения без повышения разрешающей способности.

Кому подойдёт

Микроскоп MAGUS Metal VD700 предназначен для специалистов металлографических и материаловедческих лабораторий, инженеров служб контроля качества на металлургических и машиностроительных предприятиях, научных сотрудников исследовательских центров в области физики твёрдого тела и полупроводников. Инвертированная схема востребована при работе с габаритными образцами нестандартной формы — фрагментами реальных деталей, отливками, образцами после натурных испытаний — когда изготовление миниатюрного препарата нецелесообразно или разрушает исследуемую структуру. Цифровая камера с высоким разрешением и плавной частотой смены кадров подходит для документирования микроструктуры, подготовки отчётов и создания архивов изображений.

Прибор требует навыков настройки освещения по методу Кёлера, понимания принципов работы поляризационной микроскопии и опыта подготовки металлографических шлифов. Уровень сложности сборки и настройки — высокий, что соответствует профессиональному классу оборудования. Микроскоп не подходит для исследования биологических препаратов — отражённый свет работает только с непрозрачными объектами, а инвертированная конструкция не предусматривает проходящего освещения.

Что важно знать заранее

Образец должен иметь полированную или протравленную поверхность для получения качественного изображения в отражённом свете. Подготовка шлифа включает механическую шлифовку, полировку и химическое или электролитическое травление, которое выявляет границы зёрен и фазовый состав. Без предварительной подготовки поверхности микроструктура останется невидимой даже на высоких увеличениях. Масса образца не должна превышать 2 кг, а его нижняя поверхность должна быть достаточно плоской для установки на столик и контакта с выбранной круглой вставкой.

Рабочее расстояние объектива 100× составляет 0,40 мм — это расстояние между фронтальной линзой объектива и поверхностью образца при точной фокусировке. Любая неровность или частица на поверхности может привести к повреждению оптики. На этом увеличении требуется идеальная полировка и осторожная фокусировка. Объектив 100×/0,85 сухой — не требует иммерсии, что упрощает работу, но снижает числовую апертуру по сравнению с иммерсионными вариантами (типично 1,25–1,40).

Цифровая камера устанавливается в один из двух каналов визуализации: в боковой канал на корпусе микроскопа или в вертикальный тубус насадки вместо окуляра. Место установки определяет деление светового потока и влияет на удобство одновременного визуального и цифрового наблюдения. Для работы камеры требуется компьютер с операционной системой Windows 8/10/11, Mac OS X или Linux, процессором от 2,8 ГГц, минимум 2 ГБ оперативной памяти и портом USB 3.0. Камера питается от USB-порта; опционально доступен внешний адаптер 12 В, 3 А для элемента Пельтье — системы активного охлаждения сенсора, снижающей темновой шум при длительных экспозициях.

Комплектация

• Цифровая камера MAGUS CBF30 — 6,3 Мпикс, USB 3.0, 59 FPS, с кабелем, установочным диском с драйверами и программным обеспечением MAGUS View, инструкцией и гарантийным талоном
• Штатив — цельнолитой алюминиевый корпус со встроенным источником питания, механизмом коаксиальной фокусировки, двухкоординатным механическим предметным столиком и револьвером на 5 объективов
• Осветитель отражённого света — галогенная лампа 12 В / 30 Вт с регулируемой яркостью, апертурной и полевой диафрагмами, центровкой по трём осям
• Тринокулярная насадка Зидентопф — с углом наклона 45°, межзрачковым расстоянием 48–75 мм, возможностью разворота на 180°, делением светового потока 50/50 и 100/0
• Пять планахроматических объективов с коррекцией на бесконечность — PL L5×/0,12 (WD 26,1 мм), PL L10×/0,25 (WD 20,2 мм), PL L20×/0,40 (WD 8,80 мм), PL L50×/0,70 (WD 3,68 мм), PL L100×/0,85 сухой (WD 0,40 мм)
• Два окуляра 10×/22 мм — с удаленным зрачком 10 мм
• Адаптер C-mount 1× — для установки камеры
• Съёмные анализатор и поляризатор — для наблюдения в поляризованном свете
• Четыре светофильтра — зелёный, голубой, жёлтый, матовый
• Три круглые поворотные вставки в столик — диаметром 130 мм с отверстиями 10, 20 и 30 мм
• Ключ-шестигранник, сетевой шнур питания, пылезащитный чехол, инструкция по эксплуатации и гарантийный талон

Комплект достаточен для немедленного начала работы после подключения к сети и компьютеру. Дополнительно потребуются только образцы с подготовленной поверхностью.

Рекомендуемые аксессуары

Окуляр 10× со шкалой — позволяет проводить линейные измерения непосредственно в поле зрения после калибровки с использованием объект-микрометра. Подходит для быстрой оценки размеров без переключения на цифровую камеру.

Окуляры повышенной кратности — 12,5×, 15×, 20×, 25× расширяют верхнюю границу увеличения до 2500×. Применимы для детального изучения мелких структурных элементов, но требуют учёта предела полезного увеличения, определяемого числовой апертурой объектива.

Дополнительные объективы-планахроматы — PL L40×/0,60 (WD 3,98 мм), PL L60×/0,70 (WD 2,08 мм), PL L80×/0,80 (WD 1,25 мм) закрывают промежутки в ряду увеличений и позволяют точнее подбирать масштаб изображения под конкретную задачу.

Калибровочный слайд — объект-микрометр или эталонная шкала для калибровки измерительных функций программного обеспечения камеры и окулярной шкалы. Без калибровки линейные измерения на изображении будут некорректными.

Итог

Металлографический инвертированный микроскоп MAGUS Metal VD700 — профессиональный инструмент для исследования микроструктуры металлов, сплавов и полупроводников в отражённом свете. Инвертированная схема обеспечивает работу с крупными образцами массой до 2 кг и сложной формы, планахроматическая оптика с коррекцией на бесконечность гарантирует плоское резкое изображение и возможность встраивания дополнительных модулей, а два независимых канала визуализации позволяют одновременно вести визуальное наблюдение и цифровую фиксацию. Цифровая камера 6,3 Мпикс с частотой 59 FPS и программным обеспечением MAGUS View обеспечивает документирование и измерения. Микроскоп подходит для металлографических и материаловедческих лабораторий, служб контроля качества на производстве и научных исследований, требует профессиональных навыков настройки и подготовки образцов.