25.08.14.Zinātniskās attēlveidošanas pasaulē precizitāte un stabilitāte ir vissvarīgākās. Neatkarīgi no tā, vai veicat laika nobīdes mikroskopiju, uztverat spektrālos datus vai mērāt fluorescenci bioloģiskajos paraugos, kameras uzstādīšanas veids ir tikpat svarīgs kā pati kamera. Nestabila vai nepareizi noregulēta iestatīšana var izraisīt neprecīzus rezultātus, laika izšķērdēšanu un pat aprīkojuma bojājumus.
Šajā rokasgrāmatā ir sniegta informācija par zinātnisko kameru stiprinājumiem — kas tie ir, kādi veidi tiek visbiežāk izmantoti, kā izvēlēties pareizo un kā vislabāk nodrošināt optimālu veiktspēju.
Kas ir zinātnisko kameru stiprinājumi?
Kameras stiprinājums ir mehāniska saskarne starp kameru un tās atbalsta sistēmu, piemēram, statīvu, optisko solu, mikroskopu vai fiksētu instalāciju. Zinātniskā kontekstā stiprinājumiem ir jāizpilda vairāk funkciju nekā tikai jānotur kamera — tiem ir jāuztur precīzs izlīdzinājums, jāsamazina vibrācija un jānodrošina precīza regulēšana.
Atšķirībā no plaša patēriņa fotogrāfiju stiprinājumiem, zinātniskie stiprinājumi bieži vien ir modulāri un izstrādāti, lai nemanāmi integrētos laboratorijas vidē un optiskajās sistēmās. Tie ir saderīgi ar plašu attēlveidošanas ierīču klāstu, tostarpzinātniskās kameras,sCMOS kamerasunCMOS kameras, kas visi tiek izmantoti lietojumprogrammās, kurām nepieciešama augstas izšķirtspējas un zema trokšņa attēlu uzņemšana.
Izplatītākie kameru stiprinājumu veidi, ko izmanto zinātniskajā attēlveidošanā
Zinātniskās attēlveidošanas iestatījumi dažādās disciplīnās ir ļoti atšķirīgi, tāpēc nav viena universāla stiprinājuma. Šeit ir visbiežāk izmantotie veidi:
Trijkāju un galda statīvi
Trijkāji ir pārnēsājami, regulējami un ideāli piemēroti pielāgojamiem, īslaicīgiem uzstādījumiem. Lai gan biežāk sastopami fotogrāfijā, laboratorijas klases trijkāji ar precīzi noregulētām regulēšanas galviņām var būt piemēroti mazāk vibrācijai pakļautai attēlveidošanai, piemēram, iepriekšējai paraugu novērošanai vai apmācības vidēm.
Vislabāk piemērots:
●Izglītības laboratorijas
●Lauka pētījumi
●Ātra demonstrāciju iestatīšana
Stabu un stieņu stiprinājumi
Tie ir nepieciešami elementi laboratorijās un optisko darbagaldu iekārtās. Stabu stiprinājumi ļauj veikt vertikālas un horizontālas regulēšanas, izmantojot atbalsta stieņus, skavas un pārvietojamās platformas. To modularitāte padara tos ideāli piemērotus integrācijai ar maketēšanas platēm un citiem optiskajiem komponentiem.
Vislabāk piemērots:
● Mikroskopā montētas kameras
● Pielāgojami laboratorijas iestatījumi
●Attēlveidošanas sistēmas, kurām nepieciešama precīza izlīdzināšana
Optiskās sliežu sistēmas
Optiskās sliedes nodrošina kameru un optikas lineāru pozicionēšanu ar augstu precizitāti. Tās bieži izmanto lāzera eksperimentos, spektroskopijā un fotonikā, kur ir svarīgi saglabāt precīzus attālumus un izlīdzinājumu.
Vislabāk piemērots:
●Staru līnijas izlīdzināšana
●Pielāgotas spektroskopijas iekārtas
●Daudzkomponentu attēlveidošanas sistēmas
Sienas, griestu un pielāgoti stiprinājumi
Stacionārām instalācijām, piemēram, rūpnieciskajām pārbaudēm, tīrtelpu uzraudzībai vai vides attēlveidošanai, pielāgoti stiprinājumi nodrošina pastāvīgu, stabilu pozicionēšanu. Šie stiprinājumi var tikt izstrādāti tā, lai pielāgotos vides ierobežojumiem, piemēram, temperatūrai, vibrācijai vai piesārņojumam.
Vislabāk piemērots:
●Mašīnredzes sistēmas
●Tīrstelpu un rūpnīcu vide
● Nepārtraukta laika nobīdes vai drošības uzraudzība
Kā izvēlēties pareizo kameras stiprinājumu
Atbilstoša kameras stiprinājuma izvēle ir būtiska, lai nodrošinātu precīzu izlīdzināšanu, stabilu attēlveidošanu un pilnīgu sensora izmantošanu. Jūsu izvēlei jāvadās pēc kameras tipa, optiskās sistēmas, vides apstākļiem un konkrētā attēlveidošanas pielietojuma.
Kameras un optiskās saderības
Stiprinājums ir saskarne starp jūsu zinātnisko kameru un pārējo optisko iekārtu — neatkarīgi no tā, vai tas ir mikroskops, lēcu sistēma vai sliežu mezgls. Tas nav tikai mehānisks stiprinājuma punkts; tam ir nozīme optiskā izlīdzinājuma uzturēšanā un sensora laukuma efektīvas izmantošanas noteikšanā.
Daudzas mūsdienu zinātniskās kameras piedāvā vairākas montāžas iespējas, piemēram, C stiprinājumu, T stiprinājumu vai F stiprinājumu, kas tiek izvēlēti atkarībā no pievienotās ierīces. Šī modularitāte nodrošina elastību, integrējot kameras ar dažādiem optiskajiem instrumentiem. Tomēr vecāki mikroskopi un mantotie optiskie komponenti var piedāvāt tikai viena veida stiprinājumu, parasti C stiprinājumu, kas var ierobežot saderību un var būt nepieciešami adapteri.
Attēls: Kameru stiprinājumi
AugšāZinātniskā kamera ar C veida stiprinājumu (Dhyana 400BSI V3 sCMOS kamera)
ApakšāZinātniskā kamera ar F stiprinājumu (Dhjana 2100)
Turklāt ir svarīgi saprast, ka dažādām montāžas iespējām ir atšķirīgs maksimāli atbalstītais redzes lauks. Dažos gadījumos montāža vai optiskā sistēma var neapgaismot visu sensoru, pat ja jūsu CMOS kamerai vai sCMOS kamerai ir liels attēlveidošanas laukums. Tas var izraisīt vinjetēšanu vai izšķērdētu izšķirtspēju, īpaši platleņķa vai objektīviem.lielformāta kamerasensori. Pilnīga sensora pārklājuma nodrošināšana ir ļoti svarīga, lai maksimāli palielinātu attēla kvalitāti.
Tabula: Izplatītākie zinātnisko kameru stiprinājumi, maksimālais izmērs un plusi/mīnusi
Mikroskopi un pielāgota optika
Mikroskopijā stiprinājumu saderība ir ļoti atšķirīga. Mūsdienu pētniecības mikroskopi bieži vien ir aprīkoti ar modulārām pieslēgvietām, kas ir saderīgas ar dažādiem kameru stiprinājumiem. Tas ļauj izvēlēties stiprinājumu, kas atbilst jūsu kameras saskarnei. Tomēr, strādājot ar pielāgotu optiku vai vecākiem mikroskopiem, fiksētā stiprinājuma veids var noteikt, kuras kameras var izmantot vai vai ir nepieciešams adapteris.
Adapteri var būt noderīgi, īpaši, mēģinot pievienot patērētāja klases objektīvu zinātniskajai attēlveidošanas sistēmai. Taču esiet uzmanīgi: adapteri var mainīt atloka fokusa attālumu (attālumu no objektīva līdz sensoram), kas var kropļot attēlu vai ietekmēt fokusēšanas precizitāti.
Attēlveidošanas lietojumprogrammu prasības
Ideālais stiprinājums ir atkarīgs arī no tā, ko jūs fotografējat:
●Mikroskopiskai attēlveidošanai ir nepieciešama augsta precizitāte un stabilitāte, bieži vien ar precīzu XYZ translāciju fokusa stekēšanai vai laika intervāla filmēšanai.
● Mašīnredzes sistēmām ir nepieciešami izturīgi, fiksēti stiprinājumi, kas ilgstošas darbības laikā saglabā izlīdzinājumu.
● Astronomiskiem vai ilgstošas ekspozīcijas attēliem var būt nepieciešami motorizēti vai ekvatoriāli stiprinājumi, kas laika gaitā izseko objektus.
Stiprinājuma izvēlei būs nepieciešama izpratne par jūsu lietojumprogrammas kustību, izšķirtspēju un vides jutīgumu.
Vibrācija un stabilitāte
Īpaši augstas izšķirtspējas vai ilgstošas ekspozīcijas attēlveidošanas gadījumā pat niecīgas vibrācijas var pasliktināt attēla kvalitāti. Meklējiet stiprinājumus ar vibrācijas izolācijas funkcijām, piemēram, gumijas slāpētājiem, granīta pamatnēm vai pneimatiskajiem izolatoriem. Galda sistēmām ļoti ieteicams izmantot optiskos galdus ar slāpējošiem slāņiem.
Ņemiet vērā arī kameras svaru un siltuma jaudu. Smagākas kameras, piemēram,HDMI kamerasar iebūvētu dzesēšanu, var būt nepieciešamas pastiprinātas montāžas sistēmas, lai saglabātu pozicionēšanas precizitāti.
Vides apsvērumi
Vai jūsu sistēma tiks izmantota tīrtelpā, laboratorijā ar kontrolētu temperatūru vai uz lauka?
● Tīrtelpu iekārtām ir nepieciešami tādi materiāli kā nerūsējošais tērauds vai anodēts alumīnijs, lai novērstu piesārņojumu.
● Lauka lietojumiem nepieciešami pārnēsājami, izturīgi stiprinājumi, kas ir izturīgi pret vibrāciju un vides izmaiņām.
● Lai nodrošinātu precīzus iestatījumus, pārliecinieties, vai stiprinājums ir izturīgs pret termisko izplešanos, kas laika gaitā var nedaudz mainīt novietojumu.
Zinātnisko kameru montāžas labākā prakse
Kad esat izvēlējies pareizo stiprinājumu, ievērojiet šīs labākās prakses, lai nodrošinātu optimālu veiktspēju:
● Nostipriniet visus savienojumus un saskarnes: Vaļīgas skrūves vai kronšteini var radīt vibrācijas vai nepareizu novietojumu.
●Izmantojiet kabeļa nostiepes mazinātāju: Izvairieties no kabeļu karināšanas, kas var paraustīt kameru vai mainīt tās pozīciju.
● Izlīdziniet optisko ceļu: pārliecinieties, vai kamera ir centrēta un vienā līmenī attiecībā pret objektīvu vai optisko asi.
● Nodrošiniet termisko stabilizāciju: ļaujiet sistēmai uzsilt, ja temperatūras izmaiņas var ietekmēt optisko veiktspēju.
● Regulāras pārbaudes: Laika gaitā vibrācija vai apiešanās var mainīt iestatījumus. Regulāras pārbaudes var pasargāt jūs no nepamanītas attēla nobīdes.
Populāri kameru stiprinājumu piederumi
Pareizie piederumi var ievērojami uzlabot jūsu iestatījumus. Šeit ir daži no tiem, ko bieži izmanto zinātniskajā vidē:
● Montāžas adapteri: Pārveidojiet starp C veida stiprinājumu, T veida stiprinājumu vai pielāgotiem vītnes izmēriem.
● Maizes plates un optiskie galdi: Nodrošina stabilas, vibrāciju slāpētas platformas visām sistēmām.
●XYZ pārejas posmi: ļauj precīzi kontrolēt kameras pozicionēšanu.
●Objektīva caurules un pagarinājuma gredzeni: pielāgojiet darba attālumus vai ievietojiet filtrus un slēdžus.
●Vibrācijas izolatori: pneimatiskas vai mehāniskas sistēmas mehāniskā trokšņa samazināšanai jutīgās sistēmās.
Šie komponenti ir īpaši noderīgi, strādājot ar SCMOS kameru, kas uztver ātrdarbīgus vai vāja apgaismojuma apstākļos notiekošus notikumus, kuriem nepieciešama precīza vadība un minimāla kustība.
Ieteicamie montāžas risinājumi īpašiem lietošanas gadījumiem
Lai labāk atbilstu jūsu vajadzībām, šeit ir daži iestatījumu piemēri:
Mikroskopijas attēlveidošana
Izmantojiet staba vai sliedes stiprinājumu, kas piestiprināts pie XYZ translācijas platformas. Optimālai stabilitātei kombinējiet ar objektīva adapteriem un vibrācijas izolācijas kājām.
Astronomija vai astrofotogrāfija
Ilgām ekspozīcijām ir nepieciešams motorizēts ekvatoriāls stiprinājums ar izsekošanas iespēju. Lielākām attēlveidošanas sistēmām var būt nepieciešami papildu atsvari.
Rūpnieciskā inspekcija
Sienas vai griestu stiprināmi kronšteini ar regulējamiem savienojumiem nodrošina vienmērīgu izlīdzināšanu. Savienojiet ar kabeļu pārvaldības sistēmām, lai izvairītos no mehāniskiem traucējumiem.
Spektroskopija un fotonika
Sliedes un korpusu sistēmas nodrošina precīzu komponentu pozicionēšanu. Apvienojiet ar izolatoriem un mehāniskiem slēģiem, lai veiktu eksperimentus ar ierobežotu laiku.
Secinājums
Pareiza kameras stiprinājuma izvēle zinātniskās attēlveidošanas iekārtai nav tikai ērtības jautājums — tas ir svarīgi precizitātei, atkārtojamībai un attēla kvalitātei. Stiprinājums nosaka, vai jūsu kamera var saglabāt nepieciešamo pozīciju sarežģītos eksperimentālos apstākļos.
Neatkarīgi no tā, vai izmantojat zinātnisko kameru augstas izšķirtspējas mikroskopijai, sCMOS kameru fluorescences attēlveidošanai vājā apgaismojumā vai CMOS kameru ātrdarbīgai uzņemšanai, jūsu montāžas risinājumam ir būtiska loma.
Iepazīstieties ar mūsu stiprinājumu, adapteru un piederumu klāstu, lai izveidotu tieši jūsu vajadzībām pielāgotu sistēmu. Uzticama veiktspēja sākas ar stabilu pamatu — burtiski.
Bieži uzdotie jautājumi
Kāda ir atšķirība starp C stiprinājumu, T stiprinājumu un F stiprinājumu?
C veida stiprinājums izmanto 1 collas vītņotu saskarni un parasti ir atrodams vecākos mikroskopos un kompaktās konfigurācijās.
T veida stiprinājumam ir platāka 42 mm vītne, un tas atbalsta lielākus sensorus ar minimālu optisko kropļojumu.
F stiprinājums ir bajonetes tipa savienotājs, kas paredzēts 35 mm objektīviem un nodrošina ātru piestiprināšanu, taču precīzas izlīdzināšanas laikā var rasties mehāniska "spēlētspēja".
Plašāku informāciju skatiet mūsu stiprinājumu veidu salīdzināšanas tabulā rakstā.
Kāpēc mana kamera neizmanto visu sensora laukumu?
Dažiem stiprinājumiem vai optiskajām sistēmām ir ierobežots redzes lauks. Pat ja jūsu kamerai ir liels sensors (piemēram, CMOS vai sCMOS kamerā), pievienotais objektīvs vai mikroskops var to pilnībā neapgaismot, kā rezultātā var rasties vinjetēšana vai neizmantoti pikseļi. Izvēlieties stiprinājumu un optisko sistēmu, kas ir paredzēta jūsu sensora izmēram.
Kā samazināt vibrāciju augstas izšķirtspējas iestatījumos?
Izmantojiet vibrācijas izolācijas piederumus, piemēram, gumijas slāpētājus, pneimatiskos izolācijas galdus vai granīta pamatnes. Stiprinājumiem jābūt stingriem, un visām sastāvdaļām jābūt stingri nostiprinātām. Kabeļu nostiepuma atvieglošana un termiskā stabilizācija arī palīdz uzturēt izlīdzināšanu.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Visas tiesības aizsargātas. Citējot, lūdzu, norādiet avotu:www.tucsen.com
