Лампа для микроскопа

Лампа для микроскопа – искусственный источник света, освещающий оптический путь. Дополнительный свет необходим при лабораторных исследованиях препаратов, шлифов, срезов. Исследователи освещают образцы, желая повысить резкость, чёткость, разрешающую силу объективов, определяемую максимальным количеством равноудалённых штрихов на линии длиной один миллиметр.

Классическое решение

Галогенная лампа – нить накаливания в корпусе, заполненной парами галогенов (брома, йода). Технические особенности: длительность службы 2000-4000 часов, рабочая температура спирали ~3000К, эффективная светоотдача 15-22 люмен/Ватт, КПД 10-15%. Основные потери энергии – поддержание рабочей температуры нити накала.

Особенности:

• низкая стоимость
• быстрая замена
• распространённость
• широкий эмиссионный спектр
• высокий индекс цветопередачи
• резкость теней
• самый низкий уровень ультрафиолета
• устойчивы к радиации
• низкий коэффициент полезного действия
• повышенное энергопотребление
• низкая светоотдача
• хрупкость
• небольшой ресурс
• высокое тепловыделение 

Потребление должно соответствовать отдаче блока питания

Модели:

JC12V100W – 100Вт 12В. Подходит BX63, BX53M, BXFM.

6V30W – 30Вт 6В. Подходит BX43.

KL1500HAL – 150Вт 15В, используется с SZX серией. Корпус осветителя снабжён эффективным вентилятором. Подходит: SZ51, SZ61, SZ61TR, SZX7, SZX10, SZX16.

Современное видение

LED - полупроводниковое устройство с электронно-дырочным переходом, создающее электромагнитное излучение, под действием электрического тока. Технические особенности: длительность непрерывной работы 20 000-50 000 часов, цветовая температура 3500-5600К, КПД ~30%.

Особенности:

• экономичность
• безопасность, не взрываются
• белый яркий свет, не искажающий цвета
• меньший нагрев
• долговечность
• экологичность
• стоимость
• узкий эмиссионный спектр

Биологи, медики снимают нагрузку с глаз, используя дополнительные фильтры, отсекающие синее излучение

Модели:

U-LHLEDC100 – технология равномерного распределения, мощный, эндоскопический. Соответствует 100Вт галогенным аналогам. Цветовая температура 6000К. Эмиссионное распределение интенсивности электромагнитного излучения соответствует (>96°) галогеновому аналогу. Ресурс 50000ч непрерывной работы. Используется BX53, BX53P, BX53M.

U-LHLEDC-1-2 – эндоскопический. Конкурент 30Вт аналогов. Период службы 20000ч. Используется BX43, BX46.

BX3M-LEDR – эпископический, материаловедческий. Цветовая температура 5700К, срок жизни 20000 часов. Используется: BX53M, BXFM, MX63.

KL2500LED – отражённый, блок исследовательского, операционного оборудования. Эквивалент 250Вт галогенного аналога. Совместимость всей линейки KL. Плавная регулировка яркости 0%-100%. Встроен мощный вентилятор.

CX43-RFAB – флуоресцентный модуль. Длина волны испускания 470 нм (синий). Используется только CX43.

Ярко, красиво, с огоньком

Люминесцентная лампа для микроскопа – газоразрядный источник электромагнитных волн, испускающий ультрафиолетовый спектр. Видимым свет делают люминофоры газовой смеси.

Особенности:

• пиковые значения интенсивности в ультрафиолетовом электромагнитном спектре
• распространённость
• невозможность регулировки интенсивности
• инерционность (максимальная яркость достигается после нескольких минут работы)
• малый рабочий цикл
• высокий нагрев, медленное остывание
• возможна разгерметизация после окончания срока

Модели:

USH-103 – 100Вт. Максимальный срок использования 300ч. Без отражателя. Совместимость: BX3 серия.

Osram 103W – 100Вт. Ресурс 300 часов. Напряжение 20-25В. Световой поток, 3000 Лм. Без отражателя. Совместимость: BX3 серия.

SHI-1300L – 130Вт. Часть модуля U-HGLGPS, диапазон излучения: 340 - 800 нм. Без отражателя. Совместимость: BX3 серия и SZX2.

Функция освещения, формирование изображения

Видимое изображение – воспроизведение контуров и деталей объектов, в виде распределения освещённости. Освещённость – световой поток, падающий на единичный участок поверхности. Увеличение освещенности достигается уплотнением светового пятна с помощью: конденсоров, просветлённой оптики, отражателей, высокоинтенсивных тел накаливания, диодов, увеличением числа источников электромагнитного излучения.

Самый мощный источник электромагнитных волн на земле – солнце. Ранние модели оптических приборов отражали солнечное излучение зеркалами, освещая объекты только днём. Ночью использовали свечи, лучину, фосфоресцирующие минералы. Фокусировали свет щелями, зеркалами, примитивными линзами, отверстиями, лучепреломляющими кристаллами.

Технологический скачок произошёл с появлением керосиновых горелок, дав возможность работать без естественного освещения, не меняя свечи каждые 15 минут. Оптика развивалась бурно и на рубеже 16-17 веков появились первые зрительные трубы, микроскопы, увеличительные стёкла. Некоторое время спустя, односоставные наблюдательные системы усложнились. Первые приборы такого типа состояли из непросветленных линз, пропускавших мало света из-за отражения, рассеяния. Самым логичным выходом было – сфокусировать лучи объективом, отсечь боковую засветку, уменьшив количество бликов. Фронтальные линзы объективов стали более «утопленными», но яркость видимого изображения оставалась недостаточной для новых методов контраста.

Миниатюризация сложных электрических приспособлений индустриальной эпохи, позволила осветить искусственным светом большинство компактных увеличительных приборов. Изначально, спираль помещалась в объём, заполненный воздухом. Главный недостаток – низкая светимость, короткий период использования, не превышающий 40 часов. К середине 19-ого века, нити накала изготавливали из угольного волокна или диоксида циркония, а, оставшийся объём, заполняли кислородом. Использование металлических тел накаливания началось ближе к концу девятнадцатого века. Thomas Edison первым стал использовать тонкие металлические спирали из платиновой нити, пытаясь увеличить срок службы, возвращается к использованию угольной нити, работающей до 2,5 тысяч минут, спустя 5 лет.

 Современные технологии изготовления тел накаливания берут своё начало с 1890-х годов.

Русский электротехник Александр Николаевич Лодыгин первым стал откачивать воздух из колб, использовать вольфрамовую, молибденовую спирали. Использование тугоплавких металлов для тел накаливания обусловлено: низким удельным электрическим сопротивлением, высокой температурой плавления, износостойкостью, ковкостью. Два десятилетий после его открытия, технология изготовления вольфрамовых, молибденовых нитей совершенствовалась, добавлялись дополнительные металлы: осмий, цирконий, иттрий, тантал. 1910 года William David Coolidge предложил использовать заполнять корпус инертными газами, чтобы снизить испарения металлических нитей в вакууме.

Нарастающие потребности науки, промышленности, наглядно показали главную проблему: яркие HAL (галоген) устройства служат мало, а энергии требуют много. Дальнейшее развитие происходило по трём направлениям: изменение состава стекла светильников, сплава ртути, смеси инертных газов. Тупиковую ветвь развития светильников сменила оптоэлектроника – СД (светодиод).

Светодиоды начали промышленно выпускать в 1962 году.

Первые LED светильники, светившие в жёлто-зелёном и красном спектре, были выпущены компанией General Electric. Конструкция новых светильников отличается от осветителей прошлого. Цоколь соединяется с блоком питания (драйвером), контролирующим входящий ток. Драйвер соединён со светодиодом, установленным на теплоотводящем основании (радиаторе). Рассеивает свет – матовый полупрозрачный материал.

Особенность этой технологии – узкий спектр излучения, компенсируется наличием нескольких светодиодов, различного цвета, в лампе. Другие особенности – низкое энергопотребление, высокий КПД, но, себестоимость такого осветителя на 200-500% выше галогенных аналогов.

СД не взрываются, поэтому их целесообразно использовать на дорогостоящем оборудовании.

Интересный вопрос: сопоставление яркости HAL и LED модулей. Напрямую сопоставлять разные технологии – некорректно, потому что использование специальных колб, стекла, сложной системы охлаждения, может значительно улучшить освещённость.

Первый люминесцентный осветитель представлен на Всемирной выставке Чикаго 1893 года

Ртутные люминесцентные лампы высокого давления (РЛВД) отличаются от других газоразрядных – использованием паров ртути, высвобождающих ультрафиолетовый спектр электромагнитных волн, при пропускании электрического заряда. Состоит этот прибор из кварцевой колбы, пропускающей большую часть ультрафиолета, двух электродов, инертного газа, поддерживающего давление, специального люминесцентного красителя (люминофора), шарик Hg. В модификациях после 70-х годов прошлого века, установлено два электрода и пусковое устройства, создающее высоковольтные импульсы зажигания.

Устройство: При подаче напряжения на электроды (основной и зажигающий), между ними формируется тлеющий заряд. Накопление достаточного числа носителей заряда, электронов и катионов, между электродами происходит пробой, зажигается тлеющий заряд, переходящий в светящийся столб дугового электрического заряда. Стабилизация свечения происходит 10-15 минут спустя. Металлическая ртуть переходит газовое состояние, испуская ультрафиолетовые волны.

Видимый цвет даёт люминофор.

Превышение рабочего времени РЛВД, перегревание, резкое охлаждение, перепады напряжения сети – опасно, поэтому блоки питания оснащаются счётчиком отработанного времени, предохранителями, трансформаторами. В случае повреждения, разгерметизации корпуса, утечки паров ртути, рекомендуется покинуть помещение, вызвать спасателей и не пускать людей в лабораторию.

Заключение

При выборе того, или иного устройства, обратите внимание на наиболее используемые методы контрастирования, длительность наблюдения, прозрачность объектов исследования. Каждый материал поглощает, рассеивает, пропускает волны определённой длины и ниже представлена сравнительная таблица, помогающая выбрать нужное оборудование.