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            數(shù)碼顯微鏡的放大倍數(shù)計(jì)算方法

            遼寧儀表研究所有限責(zé)任公司

            林炯章 邢宇錚

                隨著科技的不斷進(jìn)步,傳統(tǒng)的顯微鏡法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)的需求,于是遼儀儀器將傳統(tǒng)的顯微鏡法與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)相結(jié)合,研制了LIRI-2006型顯微圖像分析系統(tǒng)。它的基本工作流程是通過(guò)數(shù)字?jǐn)z象機(jī)抓拍顆粒在顯微鏡下的圖像并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中,通過(guò)專(zhuān)業(yè)的顆粒圖像分析軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理與分析, 經(jīng)顯示器和打印機(jī)顯示和輸出分析結(jié)果。本儀器具有直觀、準(zhǔn)確、測(cè)試范圍寬等特點(diǎn),不僅可以直接觀察到顆粒形貌,還可以計(jì)算出每個(gè)顆粒粒徑和圓形度以及粒度分布和圓形度分布,為科研、生產(chǎn)領(lǐng)域增添了一種新的粒度測(cè)試手段。

                

                在使用過(guò)程中,很多客戶(hù)詢(xún)問(wèn)這樣一個(gè)問(wèn)題:通過(guò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)輸送到計(jì)算機(jī)屏幕的圖像中物質(zhì)顆粒到底被放大了多少倍?為了讓客戶(hù)有個(gè)更清楚的了解和認(rèn)識(shí),現(xiàn)將一些關(guān)于數(shù)碼顯微鏡的放大倍數(shù)的知識(shí)做個(gè)簡(jiǎn)單總結(jié)。

                

            一、基礎(chǔ)知識(shí)

                

            1. 光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)

                

                光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)是指目鏡的放大倍數(shù)乘以物鏡的放大倍數(shù),這就是我們用肉眼通過(guò)目鏡所觀測(cè)到的。理論上這個(gè)放大倍數(shù)是可以任意的,只要把物鏡和目鏡的放大倍數(shù)做的足夠大。但實(shí)際上,受到光源波長(zhǎng)的限制,根據(jù)瑞利判據(jù),分辨率不能小于觀察波長(zhǎng)的1/2,可見(jiàn)光波長(zhǎng)約400-700nm,即采用短波長(zhǎng)的紫光的情況下,最小分辨距離越200nm。而實(shí)際上光學(xué)顯微鏡最多可以做到放大1000倍(油鏡可以做到大一些,約1400倍),那么大于這個(gè)倍數(shù)的光學(xué)顯微鏡是沒(méi)有意義的,因?yàn)閳D像模糊。

                

            2. 工業(yè)攝像機(jī)常用的CCD或者COMS靶面尺寸有1、2/3、1/2、1/3、1/4英寸,具體的對(duì)應(yīng)的傳感器對(duì)角線(xiàn)尺寸如下:

                

                1英寸:靶面尺寸為寬12.7mm*高9.6mm,對(duì)角線(xiàn)16mm。

                2/3英寸:靶面尺寸為寬8.8mm*高6.6mm,對(duì)角線(xiàn)11mm。

                1/2英寸:靶面尺寸為寬6.4mm*高4.8mm,對(duì)角線(xiàn)8mm。

                1/3英寸:靶面尺寸為寬4.8mm*高3.6mm,對(duì)角線(xiàn)6mm。

                1/4英寸:靶面尺寸為寬3.2mm*高2.4mm,對(duì)角線(xiàn)4mm。

                

            二、計(jì)算公式

                

            1.數(shù)字放大倍數(shù) = 監(jiān)視器尺寸 * 25.4/CCD或CMOS靶面尺寸(即對(duì)角線(xiàn)尺寸大小) ;(1英寸=25.4mm);

                

            2.系統(tǒng)總放大倍數(shù) = 物鏡放大倍數(shù) *適配鏡放大倍數(shù)(顯微鏡與相機(jī)的連接頭中鏡片放大倍數(shù))* 數(shù)字放大倍數(shù) ;。

                

            例:

                

                A.光學(xué)顯微鏡的物鏡放大倍數(shù)4-100倍(其中100倍需要用油);

                B.1倍連接頭(即內(nèi)部鏡片放大倍數(shù)為1);

                C.CMOS對(duì)角線(xiàn)尺寸1/2英寸;

                D.計(jì)算機(jī)顯示器尺寸17英寸。

                

                那么該系統(tǒng)的數(shù)字放大倍數(shù)=17 * 25.4/8=53.975,總最小放大倍數(shù)=4*1*53.975=215.9,總最大放大倍數(shù)=100*1*53.975=5397.5。

                

                注意:如果圖像不是顯示器尺寸,則應(yīng)按照?qǐng)D像實(shí)際尺寸計(jì)算。還有一種最直接的計(jì)算放大倍數(shù)的方法,就是直接利用顯微鏡測(cè)微尺,將測(cè)微尺圖像顯示在計(jì)算機(jī)屏幕中,然后用直尺直接測(cè)圖像中測(cè)微尺的長(zhǎng)度,2個(gè)值的比值即為實(shí)際放大倍數(shù)。

                

             


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