Messmikroskop gesucht

[CMB]

Hallo,

ich hatte schon von einigen Jahren für die Mikroskopie Tage in Hagen einen Vortrag vorbereitet, bei dem ich am selben Objekt( einer Foraminifere) die Ergebnisse der Anwendung untersschiedlicher Beleuchtungsverfahren gegenübergestellt habe, einschließlich der Verwendung eines Keyence - Mikroskopes. Letzteres war das Instrument, welches mit den Tücken eines schwierigen Objektes (milchig durchsichtig, feine innrere und äußere Strukturen)) am besten klar gekommen ist. Sowohl die inneren Strukturen als auch die äußeren waren sehr gut zu erkennen und auszumessen. Ob man ein solches Instrument tatsächlich braucht und ob für gelegentliche Messaufgaben nicht auch  ein normales Auflicht/Durchlicht - Mikroskop mit Meßeinrichtung ausreicht, hängt von der konkreten Aufgabenstellung ab.

Freundliche Grüsse

CMB

[akapuma]

Hallo,

Danke für die vielen Antworten.

Ich bin der, der gelegentlich mit dem Mikroskop arbeiten will/soll/muß/darf, und habe folgende Ansprüche:

- Mein Geschäft ist es, zu geringe Abstände zu finden. Darauf möchte ich mich konzentrieren, nicht auf die Bedienung eines zu umständlichen Mikroskops. Wenn ich messe möchte ich mich einfach voll auf den Prüfling konzentrieren können, um auf gar keinen Fall etwas zu übersehen.
- Trotzdem möchte ich genau wissen, was ich tue, und wie das, was ich tue, funktioniert. Ich bin dafür verantwortlich, meine Arbeit richtig zu tun. Und das kann ich meines Erachtens nach nur, wenn ich genau weiß, was ich tue. Und deshalb informiere ich mich hier.
- Ich muß meine Arbeit dokumentieren können. Ein digitales Mikroskop ist daher Grundvoraussetzung für mich. Auf ein Okular zum Durchgucken kann ich verzichten.
- Viel Geld ausgeben möchte ich natürlich nicht, denn ein preiswerteres Mikroskop genehmigt zu bekommen ist einfacher als Geld für ein preislich 5-stelliges Mikroskop zu bekommen.

Nun habe ich noch eine Frage: kann man an einem Mikroskop von außen erkennen, ob es sich um ein Stereo- oder ein Monomikroskop handelt? Haben Stereomikroskope kleine Linsen, während ein Monomikroskop eine Linse hat, die eine Größe ähnlich des Meßobjekt (wenige cm) hat?

Gruß

akapuma

[Klaus Herrmann]

Also wenn das die entscheidende Frage ist, die zur richtigen Wahl führt:

Nun habe ich noch eine Frage: kann man an einem Mikroskop von außen erkennen, ob es sich um ein Stereo- oder ein Monomikroskop handelt? Haben Stereomikroskope kleine Linsen, während ein Monomikroskop eine Linse hat, die eine Größe ähnlich des Meßobjekt (wenige cm) hat?

Erster Teil: nein nicht ohne Weiteres - ein Makroskop ist "mono" hat aber dennoch einen Bitubus. Und kann sehr ähnlich aussehen!
Zweiter Teil: nein eher umgekehrt: die Frontlinse eines Stereomikroskops hat meistens einen größeren Durchmesser. Aber andererseits sind beim Greenough-Typ die beiden Frontlinsen klein. Um das Ganze noch schwieriger zu machen.

Fazit: ich würde freundschaftlich raten den Rat eines Fachmanns einzuholen, weil ich den Eindruck habe, dass das sicher Geld und Zeit sparen wird. Zusätzlich könnte durch eine "Schnellbleiche" eines Fachmanns sicher gestellt werden, dass zukünftig der Spruch:
wer misst misst Mist

sich nicht bewahrheitet!

[Werner Jülich]

Digitalmikroskop ist ein Marketingbegriff, Zielgruppe sind Menschen ohne mikroskopisches Wissen, also vergessen Sie dies sehr schnell. Sie wollen nämlich eigentlich nur eine Kamera benutzen und nicht die Physik neu erfinden, ein digitales Mikroskop würde einen Anruf in Stockholm rechtfertigen.
Also stopft man auf das analoge Mikroskop eine digitale Kamera, schließt diese an den Rechner an, installiert ein Stück Software und gut ist.

Nachdem wir dies zum wiederholten Mal geklärt haben, wäre noch zu klären, ob man unbedingt einen Trinotubus und Okulare benötigt. Prinzipiell nicht, es gibt Varianten mit einem sog. Ersatztubus, da schließt man dann nur eine Kamera an.
Messen sollte man eigentlich mit senkrecht zur Messfläche stehender Kamera. Also Macroskop.
Macroskope gibt es ohne Okulare.
Dummerweise erkennt der Mensch im Okular jedoch mehr als auf dem Bildschirm, weil er z.B. eine größere Probe live durchmustern kann. Hat er dann die Stelle gefunden, um die es geht, dann kann er auch ein Bild davon machen. Das wird bei den Kameras schwierig, weil man sich entweder für eine hohe Auflösung oder schnelle Bildfolge entscheiden muß.

Hier sind wir dann wieder an dem Punkt, wo ich so intelligent wäre, mir das einmal mit eigener Probe unter einem realen Mikroskop anzusehen, selbst auf die schreckliche Gefahr hin, dass man dann erkennen wird, dass es einen Unterschied zwischen Realität und Werbung gibt und man für 2000 Euro nicht zu viel erwarten kann.

Natürlich ist es bequehmer, sich die eigenen Anforderungen passend klein zu reden und die Entscheidung bewegungsarm am Bildschirm zu treffen, aber Sie sind doch Ingenieur und kein Betriebswirt. Im Firmenprospekt steht dann was von Qualitätssicherung  und was man alles tut, um die Qualität hoch zu halten.

Werner Jülich

[Alfred Schaller]

Hallo akapuma,
die Bemerkungen von Herrn Jülich kann ich nur unterstützen. Die einfachste Lösung wäre ein Makroskop mit Monokular oder auch getrenntem Foto-/Videoausgang - dazu eine so genannte USB-Mikroskopkamera, die zum Besispiel von einem Gesichtfeld ca. 5 - 6 mm ein Live Bild auf Ihren PC liefert. Die Pixelgenauigkeit (z. B. 3 mm auf Ihrem Bauteil sind 500 Pixel, folglich sind  1 Pixel = 3 mm/500) dürfte ausreichen für Ihre Messungen. Das bekommen Sie locker für € 2.000. (Bei Interesse schicken Sie mir bitte eine PN.)
Viele Grüße
Alfred Schaller
http://home.htw-berlin.de/~schaller

[akapuma]

Hallo,

was ich nicht genau verstehe ist, wie das Messen genau funktionieren soll. Ich habe hierzu mal eine Skizze gemacht.


http://akapuma.info/externebilder/oew.tif

a)
Hier öffnet sich der sichtbare Bereich in einem bestimmten Winkel (alpha). 500 Pixel können nun in einem bestimmten Abstand 1cm sein. Im doppelten Abstand sind es hingegen 2 cm. Um hier messen zu können gibt es 2 Methoden:

a1)
Im gleichen Abstand wie das Meßobjekt legt man ein Referenzobjekt mit bekannter Länge ins Bild. Dann macht man eine Vergleichsmessung. Das finde ich nicht optimal, weil man jedesmal das Referenzobjekt positionieren muß, und zwar in genau die gleiche Ebene wie das Meßobjekt.

a2)
Ich glaube, so macht es Keyence. Es wird mit maximaler (200-facher) Vergrößerung scharfgestellt. Da die Tiefenschärfe hier minimalst ist, lässt sich aus der Position der Fokussierung der Abstand "h" ermitteln. Der Öffnungswinkel "alpha" ergibt sich aus der eingestellten Vergrößerung. Sind "h" und alpha bekannt, dann kann man auch messen.
Nachteil 1: Man muß jedes mal über eine Fokussierung bei maximaler Vergrößerung den Abstand bestimmen.
Nachteil 2: Mal angeommen, man möchte den Abstand von 2 Kugeln messen. Dann müsste man auf die Kugelkante scharfstellen, und das ist schwierig (vergleichbar mit einer Kugel könnte die abgerundete Elektrode einer Zündkerze sein).

b)
Man guckt parallel und kann so natürlich recht gut messen. Ich dachte erst, das wäre ein Makroskop. Aber das kann es ja nicht sein, denn auf Nachfrage hier im Forum teilte man mit ja mit, ein Makroskop hätte eher eine kleine Linse. Dann wird es sowas wohl nicht geben?

c)
Man legt das Messobjekt unter ein Mikroskop mit einem Fadenkreuz, und zwar so, daß der erste Punkt vom Kreuz anvisiert wird. Nun verschiebt man das Objekt so weit, bis der zweite Punkt im Fadenkreuz liegt. Das Verschieben erfolgt mit einer Mikrometerschraube.
Liegen die beiden Punkte (x im Bild) um xx mm auseinander, dann muß man das Meßobjekt um genau xx mm verschieben. Und zwar vollkommen unabhängig von Abstand zur Linse etc...
Soweit ich das beurteilen kann stellt sich mir diese Lösung als technisch perfekt dar. Laut Wikipedia wurde diese Methode in dieser Form auch schon 1768 erfunden.

Was sehe ich falsch?

Gruß

akapuma

[Werner Jülich]

Also doch auf der Suche nach der theoretischen Lösung?
Ich bin inzwischen nicht mehr so ganz sicher, ob Sie es wirklich ernst meinen oder ob Sie einmal probieren, wie lange geduldige Forenmitglieder mitspielen.
Dies ist mein letzter Beitrag zum Thema, viel Erfolg und alles Gute für die messtechnische Zukunft.

Werner Jülich

[Klaus Herrmann]

Hallo Herr Jülich,

Dies ist mein letzter Beitrag zum Thema, viel Erfolg und alles Gute für die messtechnische Zukunft.

ich hatte schon gehofft, dass Sie noch weiter spielen - ich habe nämlich den selben Entschluss gefasst nach dem letzten Beitrag!

Verabschiede mich also auch mit den selben guten Wünschen!

[akapuma]

Hallo Herr Jülich,

Also doch auf der Suche nach der theoretischen Lösung?

Nein, ich bin nicht auf der Suche nach einer theoretischen Lösung, sondern nach einer für mich technisch nachvollziehbaren Lösung. Wenn ich etwas tue, was ich nicht verstehe, dann kann ich es auch sein lassen.

Ich bin inzwischen nicht mehr so ganz sicher, ob Sie es wirklich ernst meinen oder ob Sie einmal probieren, wie lange geduldige Forenmitglieder mitspielen.

Ich informiere mich so lange, bis ich es verstanden habe. Es wurden mir hier auch Links zu Geräten genannt, die ich auch verfolgt habe. Ich bin sehr dankbar für Empfehlungen, aber Empfehlungen allein reichen einem Laien nicht aus, den Sachverhalt zu verstehen.

viel Erfolg und alles Gute für die messtechnische Zukunft.

Hierfür möchte ich mich recht herzlich bedanken, genau wie bei Ihnen, Herr Herrmann.


Gruß

akapuma

[wilfried48]

Hallo,

dann will ich doch noch mit einer neuen Variante ins "Spiel" einsteigen.

Warum nimmt man für die bescheidenen Anforderungen von 0,05 mm auf 10 mm Abstand nicht eine digitale Spiegelreflex Kamera mit Makroobjektiv

als Makroskop und misst gleich im Bild. Bei einem Abbildungsmassstab von 1:1 hätte man ein Bildfeld in der Horizontalen von 22,2 mm mit

ca. 4300 Pixeln (z.B. Canon EOS 450 , 12,2 MP) also ca. 0,005 mm Pixelabstand. Und in einem inneren Bereich von 10 mm dürfte die Verzeichnung

auch locker für die geforderte Messgenauigkeit ausreichen. Den Rest erledigt der Digitalzoom im Rechner und eine freeware software mit Bemassungs

funktion. Für ein Budget von 2000.- Euro wäre auch noch das Canon Makroobjektiv mit einem Abildungsmassstab bis zu 5:1 drin also nochmal ein Faktor 5.

viele Grüsse

Wilfried

[akapuma]

Hallo Wilfried,

eine Kamera wäre sicher auch eine Alternative. Allerdings ist der Abbildungsmaßstab dann auch wieder vom Abstand zwischen Meßobjekt und Kamera abhängig. Weiterhin suche ich ein System, welches auch zum Messen vorgesehen ist, denn das würde die regelmäßige externe Kalibrierung erleichtern.

Eine Kamera für Makros haben wir bereits. Ähnlich wie hier beim Mikroskop war das auch eine schwere Geburt, siehe hier. Gelohnt hat es sich trotzdem!

Gruß

akapuma

[wilfried48]

Hallo Akapuma,
1)
wenn die Kamera mit dem Makroobjektiv auf einen Abildungsmassstab z.B. 1:1 eingestellt ist und an einem Makrostativ scharfgestellt wird, so ist der Abbildungsmassstab 1:1 und es muss nur einmal geeicht werden, egal was für Objekte druntergelegt werden.

2)
man kann doch die in deinem link diskutierten Zoomkameras mit Vorsatzlinse nicht mit einer Spiegelreflex mit speziell für Makroaufnahmen gerechnetem
Spezialobjektiv vergleichen. Dazwischen liegen Welten ! Ein gutes Makroobjektiv steht dem Objektiv eines Makroskops in nichts nach.

Gruss

Wilfried

[Tomsen]

Hallo akapuma,
ich kenne das Keyence Mikroskop relativ gut.
Die 54 Mio Pixel werden durch einen Pixelshift erzielt. Also im Prinzip drei Aufnahmen mit dem bestehenden CCD-Chip. Der CCD Chip wird per Piezo 3 mal verschoben und daraus wird dann eine hohe Auflösung "erzeugt". Die Erfahrungen mit dem Keyence Mikroskop zeigt: es wird sehr oft in der Halbleiterentwicklung einschließlich Leiterplatinen-Vermessung eingesetzt.

Warum:
i) einfachst zu Bedienen
ii) die neueste Generation unterstützt zudem per Software Reflexionsminimierung. Meine Erfahrungen damit: sehr gut.
iii) Messen: das System muss natürlich Kalibriert werden mit einem Normal. Aufwand hierfür ca. 10 Minuten
iv) Vergrößerung 5000: die Leute von Keyence können natürlich nicht die Physik überlisten. Die Angaben der Vergrößerung sind auf den 15 Zoll Monitor bezogen unterscheidet sich also von der herkömmlichen Definition.
Das gleiche Gilt natürlich auch für 200fache Vergrößerung. Die Angaben beziehen sich auf den 15 Zoll Monitor. Ich kenne leider nur die Nummerische Apertur der 5000er Optik: 0,86
v) ich habe es ganz pragmatisch gehalten: Vorführung von Keyence Leuten, Leiterplatten darunter gelegt und vermessen...

Ergebnis: Top...

[Vickers Blau]

Stimmt. Das kann ich nur bestätigen!
Tomson hat mir das System vorgestellt und ich bin begeistert von seinem Wissen und der Performance dieses unglaublichen Systems!!

[Werner Jülich]

Jungs Ihr macht das etwas zu plump. Ausserdem ist hier nicht die Zielgruppe, die meisten Forenteilnehmer haben Ahnung, da wird es dann schwierig mit den Sprüchen.

Werner Jülich