ПОРТАТИВНЫЙ МИКРОСКОП

Полезная модель относится к оптическим приборам, а именно к микроскопам, используемым для просмотра и контроля включений и дефектов на поверхности и в глубине прозрачных сред, в частности - оптических заготовок и линз (царапин, пузырей, точек, кристаллов и т.п. размерами более 0,03 мм).
x
Известен общедоступный прибор для контроля чистоты поверхности оптических деталей лупа ЛИ-3-10 согласно ГОСТ 25706-83. Лупа содержит окуляр с сеткой, отличающаяся тем, что она позволяет производить контроль чистоты рабочих поверхностей оптических деталей и не позволяет производить контроль в массе стекла. Однако сетка лупы имеет цену деления 0,1 мм, что делает контроль оптических дефектов размерами менее 0,1 мм невозможным, а также в ходе оперативного контроля оптических деталей шкала сетки соприкасается с рабочей поверхностью детали и появляется риск появления новых дефектов на детали. Признаками данного аналога, совпадающими с существенными признаками полезной модели, являются окуляр и сетка.
Известен портативный цифровой микровизор (RU 167811 U1, МПК G02B 21/06, опубликовано 10.01.2017), содержащий корпус, группу осветителей видимого, инфракрасного и ультрафиолетового диапазона, линзу-объектив, фокусировочный механизм, фотоэлектронный приемник изображения, схему питания и управления, отличающийся тем, что отсутствует возможность перемещения предметной плоскости. Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками полезной модели, является оптическая система и наличие подсветки в видимом диапазоне. Однако невозможно осуществить контроль дефектов в массе стекла на данном портативном микровизоре без применения дополнительных средств, что делает невозможным осуществление контроля дефектов в полевых условиях и не решит поставленную задачу.
Портативный микроскоп согласно ЕР 0528100 кл. G02B 21/00, 1993 г., содержит полый цилиндрический корпус и расположенный последовательно вдоль оси окуляр, выдвижную предметную пластину из прозрачного материала и осветитель с источником питания, при этом окуляр установлен с возможностью осевого перемещения. Микроскоп обладает ограниченными возможностями, увеличение его невелико, он неудобен в обращении, тяжел. Он не выполнит поставленную задачу, так как в нем, кроме того, нет измерительного устройства.
Наиболее близким конструктивно к предлагаемой полезной модели является портативный микроскоп (RU 6918 U1, опубликовано 16.06.1998 г.), содержащий тубус с объективом и окуляром, при этом объективная часть тубуса выполнена с винтовой резьбой на наружной поверхности, на которой установлен в зацеплении стакан с возможностью его перемещения вдоль тубуса. Стакан имеет отверстие в днище (основании) для прохождения светового потока и круглое углубление большего диаметра для размещения в нем предметной пластинки. Освещение пластинки естественное, что не дает необходимого контраста. Фокусировка микроскопа ограничена только поверхностью предметной пластинки и не далее, поэтому данный портативный микроскоп не решит поставленную задачу.
Задачей полезной модели является повышение контраста изображения и точности контроля включений и дефектов на поверхности и в объеме оптической детали.
Поставленная задача достигается тем, что в портативном микроскопе, содержащем тубус с объективом и окуляром, при этом объективная часть тубуса выполнена с винтовой резьбой на наружной поверхности, на которой установлен в зацеплении стакан с основанием, имеющем отверстие в качестве светового окна и круглое углубление большего диаметра, с возможностью перемещения стакана вдоль тубуса, в отличие от известного, в основании установлены в наклонных гнездах по крайней мере три светодиода, на стакане закреплен аккумулятор, соединенный со светодиодами, на заднем торце стакана закреплена гайка в сцеплении с резьбовой частью тубуса, в задней фокальной плоскости объектива (в передней фокальной плоскости окуляра) установлена сетка со шкалой.
Размещение минимум трех светодиодов вблизи контролируемого объекта и направленность их световых потоков обеспечивает равномерное освещение области исследования, повышает контраст изображения. Небольшая высота опорного торца тубуса позволяет производить контроль на глубине, равной фокусу передней склейки. Наличие в микроскопе сетки позволяет более точно контролировать включения в оптической детали, на практике размером порядка 0,03 мм и более. По сравнению с прототипом в микроскопе отсутствует предметная пластинка, так как она только мешала бы измерениям, а аналогичное круглое углубление на торце основания выполнено для максимального уменьшения площади кольцевой контактной поверхности, взаимодействующей с контролируемой оптической деталью.
Полезная модель поясняется чертежом.
Портативный микроскоп содержит тубус 1, внутри которого размещена оптическая система в виде объектива 2 и соосно ему окуляра 3. Наружная поверхность тубуса выполнена с винтовой резьбой 4, а на ней установлен в зацеплении стакан 5 с состыкованным с ним основанием 6 из мягкого пластика, например, полиамида, с осевым отверстием в качестве светового окна. В боковых наклонных под углом в пределах 15°-45° к оптической оси гнездах 7 основания установлены светодиоды 8 в количестве минимум трех штук и таким образом, чтобы они равномерно освещали область исследования. На стакане 5 закреплен аккумулятор 9, соединенный со светодиодами проводами (на чертеже не показаны). На переднем торце 10 основания 6 выполнено круглое углубление 11 большего, чем осевого отверстия, диаметра. На заднем торце стакана закреплена гайка 12 в сцеплении с резьбовой частью 4 тубуса 1. К тубусу 1 в его передней части прикручена шпонка 13, которая располагается в шпоночном пазе 14 стакана 5, обеспечивая отсутствие вращения тубуса для удобства контроля при линейном смещении. В окулярной части тубуса 1 установлена в передней фокальной плоскости окуляра - в задней фокальной плоскости объектива - сетка 15. На сетке 15 нанесены штрихи с заданной частотой, например, для практических целей с частотой, обеспечивающей цену деления 0,03 мм.
х
х
Работает портативный микроскоп (ПМ) следующим образом. Устанавливают ПМ основанием 6 на контролируемую оптическую деталь. Включают светодиоды 8. Наблюдая в окуляр 3 поле зрения и вращая гайку 12, продвигают объектив 2 «вперед-назад» и фокусируют ПМ на имеющемся дефекте - поверхностном или глубинном. Отраженный от дефекта свет проходит через объектив и фокусируется увеличенным на сетке 15, наблюдая сетку 15 через окуляр 3 контролируют класс чистоты и размер дефектов. Для практических целей достаточно иметь увеличение ПМ порядка 20-30.
Таким образом, компактная направленная подсветка области наблюдения светодиодами обеспечивает высокий контраст изображения контролируемых дефектов. Винтовая пара в качестве фокусирующего механизма обеспечивает продвижение предметной плоскости в массив контролируемого объекта (до 20-25 мм) в зависимости от степени его прозрачности и величины переднего фокального отрезка объектива. Наличие сетки позволяет контролировать класс чистоты и величину дефектов размерами более 0,03 мм. Вывод: технический результат обеспечен. ПМ промышленно применим, так как изготавливается из стандартных оптических, механических и других деталей, стандартны и методы исследования.