阅读说明：本技术 一种金相显微镜物镜自动转换装置 (Metallographic microscope objective automatic switching device ) 是由 丁涛 占光洁 于 2021-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种金相显微镜物镜自动转换装置,包括显微镜镜体,所述显微镜镜体的底部是显微镜底座,所述显微镜底座上安装有光源,所述显微镜镜体的侧壁上安装有载物台,载物台下方安装有聚光镜以及聚光镜旋钮,所述显微镜镜体的顶部安装有CCD接口,所述CCD接口与目镜相连,通过选择使用CCD接口或者目镜,实现远程观察以及实地观察的功能,所述目镜下方安装有物镜,所述物镜与物镜自动转换机构之间通过齿轮及不完全齿轮进行配合工作,通过单片机控制物镜自动转换机构实现远程转换物镜的功能,能够提高金相显微镜观察金相组织操作的自动化程度,特别适合不利于人工长时间操作的场合,例如对高空位置的金属材料的分析场合。(The invention discloses an automatic objective conversion device of a metallographic microscope, which comprises a microscope body, wherein the bottom of the microscope body is a microscope base, a light source is arranged on the microscope base, an objective table is arranged on the side wall of the microscope body, a condenser and a condenser knob are arranged below the objective table, a CCD interface is arranged at the top of the microscope body and connected with an eyepiece, the functions of remote observation and field observation are realized by selectively using the CCD interface or the eyepiece, an objective is arranged below the eyepiece, the objective and an objective automatic conversion mechanism are matched through a gear and an incomplete gear, the objective automatic conversion mechanism is controlled by a singlechip to realize the function of the remote conversion objective, the automation degree of metallographic structure observation operation of the microscope can be improved, and the automatic objective conversion device is particularly suitable for occasions which are not beneficial to manual long-time operation, such as for analysis of metallic materials at high altitudes.)

一种金相显微镜物镜自动转换装置

技术领域

本发明涉及显微镜技术领域，具体涉及一种应用于显微镜的物镜转换装置。

背景技术

金相显微镜是对金属材料的金相组织进行分析的重要光学仪器。借助光学(金相)显微镜对材料显微组织、低倍组织和断口组织等进行分析研究，以反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒(亦包括可能存在的亚晶)、非金属夹杂物乃至某些晶体缺陷(例如位错)的数量、形貌、大小、分布、取向、空间排布状态等，而其中物镜是金相显微镜中最为核心的器件，为了能够观察到不同尺度下的金属材料的金相组织，显微镜通常需要配备不同放大倍数的物镜，而转换物镜时需要一个物镜自动转换装置，由于现有的显微镜的物镜需要实验者手动旋转物镜转换器来实现，这就使得操作人员无法对显微镜的物镜进行远程的转换，影响观测结果，又因为如今处在一个数字网络显微互动的时代，由于数码相机直接采集出的金相组织图像并不是最佳的视觉图像，因此需要通过无线传输的方式，将图像信息传输到计算机，计算机通过对采集到的图像进行对比度、亮度、饱和度等图像处理，在不损失系统分辨率的前提下提高图像的清晰度，进行在线的钢结构材料分析，而其中物镜又可以远程控制自动转换，可以得到金相组织不同尺度下的图像信息，结合相机无线传输及计算机的自动图像处理，适合在高空等对人身安全不利的场合，自动完成金相分析，因此这就需要发明一种能够远程操控的带有物镜自动转换装置的金相显微镜，能够适应于一些不利于人工长时间操作的场合，例如对高空位置的金属材料的分析场合。

在“现场金相显微镜”(公告号：CN201420590528.4)专利中，公开了一种现场金相显微镜，该现场金相显微镜包括三孔物镜转盘，在所述三孔物镜转盘上可安装三个物镜，以通过旋转所述三孔物镜转盘即可以实现放大倍率的变换，以使得所述现场金相显微镜能方便地变换倍率，缺点是需要人工手动进行物镜的转换，无法远程控制该物镜转换器工作，且该专利中并未安装CCD接口，无法对研究对象进行计算机的图像处理以及在线分析功能，在“一种基于扫描隧道显微镜的纳米级金相显微镜”(公告号：CN200820060197.8)专利中，公开了一种基于扫描隧道显微镜的纳米级金相显微镜，该专利中虽同样安装了数字相机装备，可对观察对象进行计算机的图像处理及在线分析，但是其物镜转换仍然是通过人工手动旋转物镜转换器的方式进行放大倍数的转换，以上两种方式都无法在一些不适合人长时间工作的场合进行操作，比如说一些高空作业的场合。

针对当前显微镜物镜自动转换装置存在的上述问题，本发明设计了一种金相显微镜物镜自动转换装置，结构框架如附图1所示，包括显微镜镜体，显微镜底座、光源、载物台、聚光镜、聚光镜旋钮、CCD接口、目镜、物镜以及物镜自动转换机构，CCD接口和目镜相连接，既可通过安装目镜实现人工实地观察，也可通过在CCD接口上安装CCD相机，由于数码相机直接采集出的金相组织图像并不是最佳的视觉图像，因此需要通过无线传输的方式，将图像信息传输到计算机，计算机通过对采集到的图像进行对比度、亮度、饱和度等图像处理，在不损失系统分辨率的前提下提高图像的清晰度，进行在线的钢结构材料分析，而其中物镜又可以远程控制自动转换，可以得到金相组织不同尺度下的图像信息，结合相机无线传输及计算机的自动图像处理，适合在高空等对人身安全不利的场合，自动完成金相分析，物镜自动转换机构中通过单片机控制其自动转换物镜镜头，可实验远程控制物镜的转换，实现在不同尺度下观察研究对象，本专利针显微镜物镜转换装置的便捷性与可远程操作性，设计了本发明“一种金相显微镜物镜自动转换装置”，能够提高金相显微镜观察金相组织操作的自动化程度，特别适合不利于人工长时间操作的场合，例如对高空位置的金属材料的分析场合，为这些场合提供一项技术支持。

发明内容

本发明公开了一种金相显微镜物镜自动转换装置，主要有以下三个目的：1.本发明设计的装置能够通过单片机远程控制电磁铁的通电状态以达到远程控制物镜转换的目的，实现远程操控的功能；2.本发明设计的装置采用直流电机控制物镜的齿轮转动从而达到物镜转换的动作，只需简单地对直流电机进行通断电便可实现物镜转换的功能；3.本发明设计的装置可通过安装CCD相机利用计算机对图像进行分析和处理，在不损失系统分辨率的前提下提高图像的清晰度，进行在线的钢结构材料分析。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种金相显微镜物镜自动转换装置，包括显微镜镜体(1)，其特征在于，所述显微镜镜体的底部是显微镜底座(2)，所述显微镜底座上安装有光源(3)，所述显微镜镜体的侧壁上安装有载物台(4)，载物台下方安装有聚光镜(5)以及聚光镜旋钮(6)，所述显微镜镜体的顶部安装有CCD接口(7)和目镜(8)，所述CCD接口和目镜共同与物镜相连，所述目镜下方安装有物镜(9)和物镜自动转换机构(10)，所述物镜自动转换机构安装有伸缩挡块(101)、电磁铁(102)、弹簧(103)、限位块(104)、转动挡块(105)、直流电机(106)、齿轮(107)、不完全齿轮(108)、微动开关(109)。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1)本发明中，CCD接口和目镜都可以和物镜相连，不仅可以通过人工通过目镜观察，也可通过接入CCD相机，对拍摄得到的金属材料图像进行分析并处理，在不损失系统分辨率的前提下提高图像的清晰度，进行在线的钢结构材料分析，特别适合于不利于人工长时间操作的场合，比如高空位置的金属材料的分析场合。

2)本发明中，相较于步进电机，直流电机通过其所在回路的闭合即可实现物镜的转换，可以达到快捷，方便的功能。

3)本发明中，通过单片机来控制电磁铁的通电状态从而控制直流电机的开关，可以实现远程来控制物镜的转换，无需人工转动物镜转换器，与CCD相机配合使用，便可在远程实现更加全面的功能。

附图说明

附图1为本发明的整体示意图。

附图2为本发明的物镜转换器示意图。

图中：1、显微镜镜体；2、显微镜底座；3、光源；4、载物台；5、聚光灯；6、聚光灯旋钮；7、CCD接口；8、目镜；9、物镜；10、物镜自动转换机构。

图中：101、伸缩挡块；102、电磁铁；103、弹簧；104、限位块；105、转动挡块；106、直流电机；107、齿轮；108、不完全齿轮；109、微动开关。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。

请参阅图1，一种金相显微镜物镜自动转换装置，包括显微镜镜体(1)，所述显微镜镜体的底部是显微镜底座(2)，所述显微镜底座上安装有光源(3)，所述显微镜镜体的侧壁上安装有载物台(4)，载物台下方安装有聚光镜(5)以及聚光镜旋钮(6)，通过调整旋钮对聚光镜进行升降操作，从而调整聚光镜所在高度，所述显微镜镜体的顶部安装有CCD接口(7)和目镜(8)，由于数码相机直接采集出的金相组织图像并不是最佳的视觉图像，通过无线传输到计算机，对采集到的图像进行对比度、亮度、饱和度等做图像处理，在不损失系统分辨率的前提下提高图像的清晰度，进行在线的钢结构材料分析，而其中物镜又可以远程控制自动转换，可以得到金相组织不同尺度下的图像信息，结合相机无线传输及计算机的自动图像处理，适合在高空等对人身安全不利的场合，自动完成金相分析，所述目镜下方安装有物镜(9)和物镜自动转换机构(10)，所述物镜所带的齿轮由物镜自动转换机构(10)所带的不完全齿轮(108)带动运作，不完全齿轮每转动一周，带动物镜所在的齿轮转动1/4周，即转换一次物镜，所述不完全齿轮由直流电机(106)工作转动，所述直流电机工作状态由所在回路中微动开关(109)的闭合所决定，所述微动开关的闭合取决于其所在的伸缩挡块(101)上的触头是否被电磁铁(102)吸合而与转动挡块(105)分离，一旦微动开关闭合则会转动物镜所带的齿轮，从而实现自动转换物镜的目的，而电磁铁的通电状态是由单片机进行远程控制，因此，整个过程只需在远程进行单片机的远程控制便可完成物镜的自动转换功能。

请参阅图2，所述物镜自动转换机构中包含电磁铁(102)、弹簧(103)、限位块(104)、转动挡块(105)、电机和不完全齿轮(105)，其中电磁铁(102)由单片机控制其通电状态，弹簧(103)使得电磁铁断电时将伸缩挡块(101)弹出，伸缩挡块(101)内部安装有常闭微动开关(109)，伸缩挡块(101)表面留有常闭微动开关(109)的触头，转动挡块(105)一旦接触到常闭微动开关触头，便会使常闭微动开关断开，电机采用的是直流电机(106)，能够通过简单的上电使其工作，支撑平台下方的物镜自动转换机构(10)和物镜(9)通过不完全齿轮(108)和齿轮(107)进行啮合后完成不完全齿轮带动齿轮转动的工作，其中物镜自动转换机构(10)使用的是不完全齿轮(108)，物镜(10)使用的是齿轮(107)，当不完全齿轮(107)旋转一周，齿轮(108)则会旋转90度，物镜(9)旋转到下一个位置，伸缩挡块(101)末端的常闭微动开关触头在碰到转动挡块时断开，直流电机(106)所在电路断开，直流电机停转，当需要转换物镜时，通过单片机控制电磁铁(102)，使得电磁铁得电，铁磁材料制作的伸缩挡块(101)在电磁铁产生的磁场吸引下，克服弹簧(103)的弹簧力而缩回，常闭微动开关恢复闭合，直流电机(106)所在电路闭合，直流电机工作，带动不完全齿轮(108)转动，实现物镜(9)位置的变动，不完全齿轮(108)在此过程中，转过90度时，转动挡块(105)已经脱离与伸缩挡块(101)的接触，伸缩挡块(101)在弹簧的弹簧力作用下伸出，为下一次电机停止做准备。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。但对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明专利的范围由所附权利要求及其等同物限定。