Autor Thema: Kippkompensator mit optischem Encoder und Anpassung an ...  (Gelesen 380 mal)

MiR

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Kippkompensator mit optischem Encoder und Anpassung an ...
« am: Januar 04, 2021, 19:38:26 Nachmittag »
Erweiterung Kippkompensator (Leitz) durch optischen Encoder und Anpassung an die CZJ-Mikroskoptechnik

Die Vorzüge einer solchen Aufrüstung lassen sich in der Jenaer Rundschau 1983/2, S. 64-65 https://www.interphako.at/PDF/jenars832_ges.pdf  nachlesen. Die  CZJ-APPLIKATIONSINFORMATION - Mikroskopie 4/88 (https://interphako.at/PDF/retarmet_ges.pdf) gibt dazu detaillierte Informationen.

Im Beitrag soll eine bezahlbare Encoder-Eigenlösung unter Nutzung eines „normalen“ Rechners vorgestellt werden. Zum Vergleich, 1993 waren für ein „Retarmet 2“  4992 DM + (15% MwSt.) fällig. Da sich so ein Projekt nicht ohne feinmechanische Arbeiten, also ohne geeignete Maschinen und Kenntnisse zur Bedienung derselben durchführen lässt, hat die Realisierung dieses Vorhabens einige Mitstreiter, weshalb ich mich bei Herrn Stahlschmidt bedanken möchte, welcher den Kontakt zu Olaf Medenbach hergestellt hat. Bei Olaf, „meinem“ Haus- und Hof-Mechanikus, für die hervorragende und gelungene Ausführung der Arbeiten. Und natürlich auch bei Diana (aka Blümchen) welche mir den Leitz-Kompensator überlassen hat. Ich glaub’ er passte nicht zum neuen LCD-Bresser-Mikroskop.  ;)

Die Wahl des Leitz’schen Kippkompensators (2017K) war eher zufällig, er war gerade für einen sehr ordentlichen Preis verfügbar und bietet einen Messbereich von 0 - 10 Lambda sowie die Einstellmöglichkeit in 0,05°-Schritten. Die mechanische Modifikation, welche von Olaf vorgenommen wurde, kann dem folgenden Bild, nebst Kurzbeschreibung, entnommen werden.


Bild 1 Encodermesssystem

Einzelteile von links nach rechts:
    •  Längsanschlag (links), einstellbar über Langloch
    •  Kompensator, Schieber beidseits auf Passmaß für CZJ-Mikroval-Serie abgefräst, Gewindebohrung für Längsanschlag angefertigt
    •  Halter zweiteilig angefertigt
    •  Grundplatte (Encoder), zentrales Loch auf 21,5 mm aufgefräst, Befestigungslöcher für Senkschrauben gebohrt
    •  Encoder
         - Encoderscheibenhalter, zentrales Loch auf 6 mm aufgebohrt
          (+ Gewindebohrungen für die Befestigung des Stempels)
    •  Stempel zur Befestigung des Handrades angefertigt
    •   Sender- und Empfängerelektronik mit Führung für Encoderscheibe
    •  Abdeckung (mit 8mm Loch versehen)

Durch die minimal-invasive Durchführung der Modifizierung, lässt sich das Hauptgehäuse wieder in den Ursprungszustand zurückführen.
Neben der Encoder-Einpassung war auch der Kompensatorschieber zu bearbeiten, da der Kompensator an das CZJ-Amplival pol (d oder u) bzw. an den CZJ-Zwischentubus-pol angepasst werden sollte. Die Schieber der Kompensatoren der 60 und 70iger Jahre haben Abmessungen von 16 x 6mm, die späteren Versionen (80-90) sind mit 20mm, breiter.

Hinsichtlich der elektronischen Hardware habe ich mich für Elemente der Firma Phidgets Inc. entschieden, da Phidget verschiedene Module anbietet, welche durch eine Software-Bibliothek angesprochen werden können. Für diese Anwendung sind das der „PhidgetEncoder HighSpeed 4-Input“ (ID: 1047_1B) oder „PhidgetEncoder HighSpeed“ (ID: 1057_2B) mit einem Eingangskanal. https://www.phidgets.com/?tier=1&catid=4&pcid=2. Da der von Phidgets angebotene Encoder (Optical Rotary Encoder HKT22, www.phidgets.com/?tier =3&catid=4&pcid=2&prodid=404) etwas zu klein geraten ist, wurde die größere Version  (HKT32) aus dieser Serie erworben (www.omc-stepperonline.com/ de/optischer-encoder).

Das Mikroskop-Grundgerät besteht aus einem Laboval 3, welches  mit einem Pol-Zwischentubus mit Aufnahmeschlitz für den Kompensator, dem Fototubus (mit Projektiv 2,5:1 und eingelegter Okularstrichkreuzplatte), dem Okulartubus sowie der Kamera UCMOS03100KPA (Touptek). (Erfahrungsbericht im Forum zur 5MP-Version  https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=12366.0) zusätzlich ausgerüstet ist.



Bild 2 und 3, Mikroskop mit Messsystem

Die Kamera wird direkt (ohne weitere Optik) auf dem Okulartubus befestigt, dadurch wird die Okularstrichkreuzplatte nicht abgebildet. Vorteilhafterweise werden (zusätzlich) die Auslöschungsstreifen kontrastreicher dargestellt und Schmutzpartikel, die abgebildet werden, können durch Bewegen des Tisches aus der Bildebene „entfernt“ werden. Damit werden Schwierigkeiten bei der nachfolgenden Bildanalyse (Ermittlung des Maximums der Auslöschung im Auslöschungsstreifen) vermieden.
Um einen Eindruck zu vermitteln, eine Abbildung aus der Applikation, welches für den Zweck der Bildanalyse und der Ermittlung der Encoderstellung (Winkel am Kippkompensator) programmiert wurde.


Bild 4, Leitz-Kompensator zwischen gekreuzten Polarisatoren, IF-Filter: 551nm,
in der Mitte: Auslöschungsstreifen
weiße Linie: virtueller „senkrechter“ Faden des Fadenkreuzes (abgeglichen mit realem Fadenkreuz)
grüne Kurve: Intensitätsverlauf, dient der Ermittlung des Intensitätsminimums und damit der Festlegung des Ablesewertes (Kippwinkel) am Kompensator


Bild 5 polychromatische Arbeitsweise (ohne Interferenzfilter)

Die Untersuchung im polychromatischen Licht soll insbesondere den Vergleich mit der Michel-Levy-Tabelle erlauben, dazu werden die Farbwerte dieser Tabelle (Quelle: Zeiss) im Programm dargestellt. Die Farb-Abweichungen sollen insbesondere Aussagen zu der bereits im Forum diskutierten Dispersion der Doppelbrechung (https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=35452.0) liefern.

Herzliche Grüße
Michael

PS: Ich befürchte, dass ich das Einstellen von Bildern bzw. das Anordnen nicht wirklich gefressen habe ..., ich kann daher nur um Nachsicht bitten ...
« Letzte Änderung: Januar 10, 2021, 14:12:19 Nachmittag von MiR »