Guns.ru Talks
Заточка режущего инструмента
Измерение остроты (толщины РК) режущего инстру ...

вход | зарегистрироваться | поиск | картинки | календарь | поиск оружия, магазинов | фотоконкурсы | Аукцион

Измерение остроты (толщины РК) режущего инструмента методами неразрушающего контроля

oldTor
P.M. Ц
22-5-2024 13:09 oldTor
В некоторых других темах уже упоминались такие методы, однако многочисленные вопросы на разных ресурсах и в личку, сподвигли сделать небольшую выжимку в чисто практическом ракурсе, о доступных каждому методах измерения остроты - т.е. толщины режущей кромки. Так как остроту часто путают с режущей способностью, считаю нужным дать ссылку на тему о _разнице_ между этими понятиями:
myabrasive.ru

Некоторые способы определения остроты (что в в виде измерения радиуса/диаметра скругления РК, что в виде измерения толщины кромки, или как это ещё называют иногда - "ширины" площадки режущей кромки) методами неразрушающего контроля - относительно несложны и могут быть адаптированы под довольно бюджетное оборудование и применяться в домашних условиях.

Они фигурируют в большом количестве литературы и технической документации советского периода, их тут уже обсуждали в своё время. Вот по ссылке кратенько - про метод измерения по "теневой полосе" и по измерению оттиска/отпечатка:
http://www.stroitelstvo-new.ru... a-lezvija.shtml

В бытовых условиях, при наличии подходящего микроскопа реально и то и другое.
Я этим всем пользуюсь уже не один год.
Однако отмечу, что метод измерения по оттиску (кстати, олово в виде припоя очень удобный материал) в основном применим для не сильно острого инструмента. Скажем, имеющего толщину кромки всего лишь еле способную брить предплечье - т.е. имеющим толщину в диапазоне примерно 3-5мкм.
Более острые кромки оценивать по оттиску можно, но трудоёмкость растёт экспоненциально)

Однако, поскольку с появлением цифровой фотографии и/или возможности наблюдать на экране микроскопическое изображение в большом масштабе даже и без фиксации оного в виде собственно фотоснимка, многое упростилось, часто, и особенно, с кромками более острыми - несложно измерять толщину кромки, наблюдая её непосредственно.
Возможности предельных толщин, которые можно наблюдать и измерять в обычный оптический (световой) микроскоп, обусловлены тем, насколько высокоразрешающую оптику вы применяете и насколько правильно настроено освещение.
Поскольку речь идёт о применении безиммерсионных объективов, т.е. рассчитанных на работу в воздушной среде (между объектом наблюдения и объективом) - то разрешающая у нас ограничена предельными сухими числовыми апертурами, порядка 0,90-0,95, по крайней мере при работе в видимом спектре.
Однако это даже и несколько избыточно. Я обычно применяю для острых кромок объектив с апертурой 0.80, которая обеспечивает разрешающую способность примерно 345 нанометров.
Однако, поскольку разрешающая способность, это дистанция, на которой мы можем видеть раздельно две точки, т.е. они не сольются в одну, а кромка у нас это единичный объект - то мы можем наблюдать и измерять её толщину и за пределами разрешающей способности объектива. Так как если очень малые объекты наблюдения у нас достаточно "изолированы" друг от друга, или это вообще единичный объект - то даже если он мельче единицы разрешения применяемой оптики, его можно и разглядеть и получить о нём некоторую информацию.
Конечно, дифракция при высоких разрешениях несколько мешает, но как минимум отличить кромку, толщиной, скажем, 0,5мкм. от кромки, толщиной 1,5 мкм. не представляет особого труда. Равно как и оценить то, насколько эта толщина постоянна, или же в каких диапазонах она варьирует.

Вот точно определить толщину кромки, меньше 0,5 или, тем более, 0,4 мкм. - будет непросто, однако и это вполне реально, если сделать несложный расчёт радиуса (или диаметра) диска Эйри, проецирующегося на матрицу, и понять, сколько пикселей будет приходиться на его радиус - т.е. на единицу линейного разрешения нашего объектива, спроецированную на матрицу. Даже когда изображение довольно сильно размыто дифракцией, такой подсчёт позволяет с точностью, намного превышающей обычно требуемую в быту, высчитать размер объекта, который измеряем.

В качестве примера - ну вот недавно уже приводил этот снимок:

- толщина РК, в силу довольно грубой (для такой тонкой РК) шероховатости фасок, колеблется между примерно 0,8 и 1,3мкм.

А методом измерения по оттиску, обычно пользуюсь для оценки не толщины РК, а для оценки геометрии клинка в прикромочной зоне, оценке сведения и угла заточки. Такие примеры есть, в частности, в этой теме:
https://myabrasive.ru/forum/vi... ие+мифов#p10023

Понятно, что при используемой там оптике - самой простой, для оперативного контроля, оценивать толщину РК адекватно не получится - слишком мало разрешение и масштаб. Выбирая же оптику для таких измерений именно толщины кромки, необходимо понимать, что разрешающая способность оптического прибора должна быть сопоставима с толщинами кромок, которые мы собираемся измерять. А настройка освещения должна не сильно "резать" апертуру объектива -в идеале требуется её полностью реализовать.

Что касаемо стоимости для "частника" средств измерений таким манером - в принципе, если у вас не стоит задача получать качественные фотоснимки, а просто утилитарно измерять кромки, то даже самый дешёвый старый биологический (хотя лучше металлографический) микроскоп, типа Биолама, студенческой или рутинной какой-нибудь версии, и со штатным же объективами, например с тем же рядовым ахроматом 40х0.65 (по ссылке пример такого микроскопа, в т.ч. имеющего в комплекте такой объектив: https://scopica.ru/proj/mikros... chiy-biolam-r1/ ), имеющим разрешающую способность порядка 390 нанометров (0,39мкм.), несмотря на его очень малое рабочее расстояние и требование к наличию покровного стекла, которым можно пренебречь чисто для измерений (ну да, немного сферичка прирастёт, но для таких задач не критично) - позволит вполне нормально измерять даже довольно острые кромки. Располагая клинок кромкой перпендикулярно фокальной плоскости объектива, у нас окажется достаточно пространства для доставки света по обеим сторонам от клинка, а небольшой участок в центре кадра, который способна будет нормально отобразить даже плохонькая мелкая матрица, например, смартфона - будет достаточно плоским, хотя бы в пятне порядка 200-400мкм., можно было что-то измерять.
До сих пор такие микроскопы и объективы на вторичном рынке довольно доступны.

Что же касается допусков на точность измерений - они получаются вполне разумные, учитывая, что глубина резко изображаемого пространства при таких апертурах очень мала - максимум мы захватим с таким объективом в приемлемой резкости дистанцию от самой вершины РК - в районе пол-микрона. Т.е. как максимум, будете измерять толщину кромки не далее, чем 0,5мкм. от самой вершины, даже если плохо видно. При некотором навыке пользования микроподстройкой фокусировки и постановке освещения, эта погрешность будет уменьшаться.
Для сопоставления масштаба, конечно нужна эталонная шкала - в идеале объект-микрометр, но сгодится и китайский слайд-микрометр, которых полно на алиэкспрессе - несложно с каждым использующимся объективом сделать с ним снимки и потом использовать их как шаблон для сравнения и расчёта.

Чтобы не быть голословным, приведу конкретный пример измерений и нарочито "неряшливый". Измерять буду толщину режущей кромки винтажного шведского лезвия для бритвенного т-образного станка.
Микроскоп специально взял как раз студенческий Биолам 1986 года выпуска с объективом 40х0.65 (с подпружиненным носиком). Первым делом наблюдаю и делаю фотографию слайд-микрометра - китайского, с алиэкспресса. Они бывают разные, как правило на одном присутствуют несколько разных шкал - нас интересует самая маленькая, с делениями, равными 10мкм. В качестве подсветки с штатным конденсором микроскопа я использовал первый попавшийся "фонарь" - в моём случае это китайская светодиодная сборка с матовым экранчиком:

Затем, сделав снимок слайд-микрометра с помощью смартфона, приложенного к окуляру микроскопа, убираю его и устанавливаю измеряемое лезвие - прицепил его к магниту и расположил на предметном столике:

Хорошо видно, что объектив расположен практически вплотную к кромке - поскольку лезвие расположено перпендикулярно плоскости наблюдаемого поля зрения, у нас сколько угодно пространства по бокам, чтобы обеспечить подсветку с любой стороны, хотя благодаря тонкости лезвия, мне вполне хватило подсветить снизу, опустив конденсор - я тут вообще не заморачивался с освещением, пытаясь показать, что даже обладая нулевыми познаниями в настройке освещения, можно что-то увидеть и измерить.
Также снял через окуляр микроскопа смартфоном лезвие. Потом перевёл снимки в ЧБ, чтобы хроматические аберрации не мешали наблюдениям, кадрировал и наложил фрагмент шкалы слайд-микрометра на фрагмент снимка кромки.
Вот что получилось (фото кликабельно):

Конечно, съёмка на смартфон, да ещё и окулярная - это мерзость, с точки зрения качества фотоснимков, но для "технических нужд" подходит.
Несложно включить в графическом редакторе (даже тупо в пейнте) сетку или вовсе приложить к монитору линейку, раскрыв снимок в оригинальный размер, и посчитать толщину кромки.

Для сравнения, сделал всё то же самое, но уже со съёмкой в прямой проекции с объектива на нормальную фотокамеру - БЗК кроп 1,5.
Также перевёл в ЧБ, кадрировал и совместил шкалу снятого слайд-микрометра со снимком лезвия, сделанным в том же масштабе:

Фото тоже кликабельно. На превью оно выглядит меньше, так как и размер кадра разный и кадрировано по разному. Масштаб проекции тоже отличался.
Прекрасно можно видеть, насколько изображение без окуляра, с прямой проекцией с объектива на матрицу - выглядит детальнее и имеет намного меньше шума, хотя это просто внутрикамерный джипег, с произвольно поставленным светом и неряшливо выбранной экспозицией. Намного больше деталей видно на самой кромке, хотя "увеличение" при съёмке с окуляром и на смартфон -вышло бОльшим. Это как раз то, что называется "пустым увеличением" по сравнению с увеличением "полезным". Хотя эти термины в первую очередь относятся к закономерностям визуальных наблюдений в микроскоп, но для съёмки тоже играют роль, хотя там включаются некоторые иные закономерности. В общем - "аццкое количество" мегапикселей на милипусечной матрице смартфона, да ещё через окуляр - конечно же, дают избыточную дискретизацию и дифракция слишком сильна. На нормальной камере и при разумном масштабе проекции - деталей при меньшем увеличении- куда больше и разрешение объектива реализуется куда лучше. Можно оценить не только толщину кромки, но и характер её шероховатости и лучше оценить непостоянство толщины кромки. Если же брать минимальную её толщину и сравнить её по замерам из обоих снимков, обнаружим, что она практически совпадает - в пределах "погрешности прикладывания к снимку более мелкой шкалы".

В общем, как я только что показал, даже с простым студенческим или рутинным биологическим микроскопом прошлого века и смартфоном, довольно небрежно относясь к постановке света, вполне можно "на коленке" в домашних условиях, измерять толщину режущей кромки в т.ч. такой остроты, которая для большинства ножей, к примеру, является избыточной. Т.е. вышеуказанной оптики и методов - совершенно хватит для измерений остроты любого ножа - что кухонного, что аутдорного или ещё какого.


------
"Теория без практики мертва и бесплодна, а практика без теории бесполезна и пагубна" П.Л. Чебышев.

p0nch
P.M. Ц
22-5-2024 15:14 p0nch
Интересно. Спасибо. Попробую взять на вооружение при резе каната. Т.е. до реза и после реза. Мне необходим чёткий параметр к которому можно привязаться. Масса на весах не годится, т.к. сразу выпадает часть ножей типа ломиков.
psnsergey
P.M. Ц
22-5-2024 19:31 psnsergey
Originally posted by oldTor:

аццкое количество" мегапикселей на милипусечной матрице смартфона, да ещё через окуляр - конечно же, дают избыточную дискретизацию и дифракция слишком сильна. На нормальной камере и при разумном масштабе проекции - деталей при меньшем увеличении- куда больше и разрешение объектива реализуется куда лучше


Спасибо. Но этот момент мне представляется каким-то странным. Конечно же гонка за мегапикселями (как единственным помещающимся в головах блондинок параметром) порождает кадавров. Но мне всегда казалось, что достаточно уменьшить разрешение картинки в редакторе - и получится тот же результат, что в матрице с меньшим разрешением.
oldTor
P.M. Ц
22-5-2024 20:54 oldTor
Разрешение матрицы вообще само по себе мало что значит, если не сочетается разумным образом с размером проекции на неё единицы разрешения. Плюс, если мы ещё учтём эффективную диафрагму и поймём, что при использовании микроскопной оптики мы в принципе, по крайней мере свыше разрешающей порядка 0,7мкм. начинаем уже весьма сильно "заходить на территорию дифракции", то поймём, что у нас в принципе особо высокоразрешённые детали не будут особо резкими.

Если картинка снята изначально с убитыми дифракцией деталями - ничто её не спасёт. Уменьшать можно сколько угодно, картинка станет выглядеть на первый взгляд не так позорно, но это ничего не даст нам лучшего с точки зрения понимания деталей изображения- они как не разрешены, так не разрешёнными и останутся. Можно конечно воспользоваться всякими умными штуками типа деконволюции и т.д., но практика показывает, что всё это нормально или приемлемо работает только тогда, когда исходное изображение достаточно качественное, а не безвозвратно мыльное и забитое шумами. Крайняя ситуация в этом, когда самый разный софт, начиная от "обычного" профессионального и заканчивая ИИ, не может ни повысить резкость отдельных деталей изображения, ни уменьшить шумы в зонах нерезкости, потому что вся картинка столь плоха, что софт не отличит там резкость от шума и детали от фона.

Подробнее про дискретизацию и о разумном количестве пикселей на единицу разрешения я писал вот тут:
myabrasive.ru

Но там много. Проще для начала прочитать вот эту тему уважаемого Рика Литтлфилда - самый первый пост и затем пост от Чт. 10 мая 2007, 17:21 на второй странице - приведённых там моделирований ситуации, примеров и объяснений вполне достаточно для общего принципиального понимания проблемы:

https://www.photomacrography.n.... php?f=8&t=2439

После "переваривания" этой темы, уже есть смысл разбираться более "в общем" или более "в частностях". Мне потребовалось немало времени и напряжённых усилий, чтобы в этом всём начать как-то разбираться, но думаю, что найдётся немало людей, кто способен это переварить и усвоить быстрее и лучше.

psnsergey
P.M. Ц
23-5-2024 00:05 psnsergey
Но тут же простой вопрос.
Вот есть матрица оптимального разрешения Х*У.
Ставим матрицу того же размера, но избыточного разрешения 2Х*2У. Делаем фото. Уменьшаем его (алгоритмом среднего арифметического) ровно вдвое до размера Х*У. При этом каждому пикселю оптимальной матрицы соответствуют 4 пикселя матрицы избыточной. Они "ловят" те же самые фотоны, что соответствующий пиксель оптимальной. При их усреднении получается тот же самый сигнал!

Другое дело, что уменьшение физического размера пикселя не "бесплатно" в плане погрешностей, шумов и коэффициента преобразования. Конечно же, избыточная матрица при том же уровне технологий обладает более или менее заметно худшими указанными параметрами. Но это и всё.

Hatuey
P.M. Ц
23-5-2024 11:32 Hatuey
Originally posted by psnsergey:

При их усреднении получается тот же самый сигнал!


Боюсь, что не всё так просто.
oldTor
P.M. Ц
14-7-2025 21:45 oldTor
+100500
Именно, что не так просто. Я не зря ранее дал ссылку на соответственную информацию.

Если есть дифракционные потери на этапе съёмки, никакие цифровые манипуляции со снимками не дадут их восстановления. НО!

Исключение - есть.
Методы деконволюции.

Но они тоже не всемогущи.

Не во всех случаях можно методами деконволюции восстановить то, что потеряно при дифракции, особенно если имел место оверсемплинг. Исключение оверсемплинга - ещё не значит, что мы сумели побороть дифракцию. И простой ресайз при таком раскладе, по любому алгоритму, только ухудшит разрешение, хотя да, может дать "обманку" в виде якобы чутка более резкого изображения. "Обычные фотографы" чаще всего именно на эту штуку и "попадаются", впрочем они и так используют оптику не дифракционно, а аберрационно ограниченную, поэтому никакой полезной информации по этому поводу на обычных фотофорумах получить, как правило, невозможно.

Но иногда получается восстановить и дифракционные потери. Проблема в том, что точно сказать, в каких случаях деконволюция поможет, а в каких нет - довольно сложно. Это вообще пока мало изученная область. Я могу много написать об этом, но это имеет смысл, если у собеседника есть сопоставимый практический опыт. С матрицами одного размера и разным размером пикселя, с работой в близком софте, с близкой по параметрам оптикой и освещением с близкими параметрами. Иначе - это будет не плодотворное обсуждение, а пустая трата времени.

В целом, по своему опыту применения деконволюции, могу сказать, что она тем эффективнее, чем лучше качество исходников. Особенно, если удалось применить при съёмке пиксель-шифт. Что в некоторых современных камерах, позволяет полностью компенсировать потери разрешения из-за массива цветных фильтров на матрице. Т.е. получить сначала, благодаря множественному субпиксельному сдвигу, изображение, с разрешением на уровне монохромной матрицы, а затем применить ещё и деконволюцию для восстановления части информации, потерянной при дифракционном размытии. Всю, конечно, восстановить не получится. Законы физики и оптики никто не отменял. И проблемы семплирования рассматривать мимо проблем дифракции, в серьёзной микрофотосъёмке - дело бессмысленное.

Но в этой области слов написано слишком много, и теоретизирований тоже. В какой-то момент, надо переходить к практическим тестам, чтобы можно было предметно об этом разговаривать.
Но и теоретические основы для этого надо изучить. Хотя бы по-минимуму, вот в т.ч. тему Рика Литтлфилда, ссылку на которую я давал выше. Это - малая часть "азов", которые надо вдумчиво изучить.

P.S.
Если кому хочется подробно обсуждать эти вопросы - буду рад. Для предмета обсуждения и реальных примеров предлагается использовать травлёные шлифы высоколегированных сталей. Полагаю, любой здесь, более-менее опытный, может их сделать и отснять.
Я имею в виду вполне простое "кустарное" приготовление шлифов типа как я показал в конце вот этого обзора:

oldtor.ru

Вот этот снимок:
oldtor.ru

- если всё нормально работает, то его можно сохранить в полноразмере, загнать в графический редактор (только не в обычное приложение для просмотра фото, которое мылит, а хотя бы в пейнт, который отображает "как есть") и открыть процентов в 300 и выше, можно хоть попиксельно оценить разрешение. Оно реально впечатляет. Я пока не видел в сети подобных примеров именно микрофото металлографических шлифов с такой детальностью и при такой невысокой апертуре (0,42) - обычно везде "рутинного уровня" довольно мыльные снимки посредственного разрешения.

- хотя тут разрешающая всего 0,7мкм. у оптики, благодаря деконволюции, было восстановлено достаточно из дифракционного размытия, чтобы реальное разрешение было выше. Я добился того, что объекты более-менее изолированные, с дистанцией между ними порядка 300 нанометров и, в случае некоторых отдельных - даже ещё меньше - порядка 250 нанометров или рядом, удалось разрешить. Без деконволюции, подобный результат возможен был только при применении оптики с более высокой числовой апертурой и разрешающей способностью - порядка 0,34мкм.

Так что кое-что да - восстановить можно. Но, надо отметить, что оверсемплинга здесь не было. Размер пикселя - 3,04мкм., что дало с этим объективом 4,8 пикселя на проекцию единицы разрешения на матрице (а заметный оверсемплинг начинает получаться при съёмке практически монохромного изображения в белом свете при съёмке на цветную матрицу при около 6-ти пикселях на проекцию единицы разрешения или более, как видно из статьи Рика, на которую я давал ссылку выше). А эффективное (реальное) относительное отверстие системы было, для дифракционно ограниченной оптики - разумное: по формуле m/(2*NA) оно составляло f/24.8. А вот когда эффективная диафрагма становится порядка f/32 и выше, т.е. когда дифракция уже становится довольно заметной, то и нормальное, не избыточное семплирование не спасает от явлений дифракции никоим образом и восстановление деталей становится сложнее и заметно.

Кустарное приготовление подобных шлифов у меня происходит по практически одинаковому алгоритму:

"Шлиф изготавливался полностью вручную.

Готовился к изучению участок около 1,5 квадратных сантиметра. Плоскость была выведена на заточных брусках, затем шлифовка последовательно абразивными шкурками на основе карбида кремния P800-1000-3000 c минеральным маслом Total LUBRILAM S 23 L. Масло показало себя шикарно на шкурках: производительность с ним приближается к производительности шлифовки шкурками с олеиновой кислотой. Шлам легко удаляется со шкурок путём нанесения свежей капли масла и промакиванием поверхности шкурки бумажным полотенцем.

После шлифования шкурками выполнял полировку пастами Luxor на основе электрокорунда, последовательно фракциями со средними точками 6,5мкм., 3мкм., 1мкм., 0,5мкм., втёртыми в офисную бумагу, положенную на притёртую керамику. При втирании пасты в бумагу, для лучшего её распределения и для необходимой смазки во время работы, применялось тоже масло Total LUBRILAM S 23 L.
Для травления использовался аккумуляторный электролит (экспозиция 2 мин.). Для остановки реакции применялось ополаскивание шлифа раствором пищевой соды (примерно пара чайных ложки на стакан воды)"

Я так делаю шлифы и на закалённых частях хвостовиков клинков, и на спусках или голоменях.

Все материалы для изготовления подобного "эрзац-шлифа" и метод в целом - легко доступны в домашних условиях и под силу любому более-менее опытному заточнику, результат показал отличную повторяемость на разных высоколегированных сталях. Для достаточного разнообразия шлифа хорошо брать стали типа 440с, VG-10, N690 (как у меня тут), 110х18, 95х18 (термообработанную на высокую твёрдость) и подобные. Впрочем, можно и что-то более "мелкоструктурное" - какую-нибудь cpm s30v или, скажем, Elmax или м390, благо они также легко обрабатываются до 14 класса шероховатости, прежде чем травить, на том же электрокорунде, т.е. алмазное зерно вовсе не обязательно применять и по таким сталям, как не потребовалось оно мне на шлифе N690 или той же 110х18 МШД.

Кстати, вспомню в очередной раз добрым словом уважаемого Дмитрича - он говорил, что электрокорунд/прокалённый глинозём, при адекватном применении, куда проще даёт 14 класс, чем, к примеру, оксид хрома. Я пробовал - на том оксиде хрома, что мне довелось пробовать, причём весьма разного качества и размера частиц, 14 класс получить мне не удавалось по таким сталям. Может быть я был недостаточно терпелив, но ещё больше времени тратить на пробы оксида хрома мне совсем не хотелось. Тем более, когда на электрокорунде это вообще не проблема, а качественный, в виде паст Luxor - легко доступен.


Кому охота проверить, что и как получается и насколько верно то, что написал Рик и что "транслировал" на основании его в т.ч. тем и постов я - предлагается сделать пару подобных шлифов, взять соответственную оптику и метод освещения (коаксиальное, отражённый свет через объектив - т.е. типичное металлографическое освещение, источник света желательно иметь с коэффициентом цветопередачи не менее 85, но лучше 90 или более, цветовую температуру в диапазоне 4000-5600 Кельвинов), пару камер с одним кроп-фактором, но с заметно разным размером пикселя (скажем с разностью размеров пикселей на 1-1,5мкм.), и, скажем, пару программ для деконволюции - например, смарт деблюр (бесплатная, но давно не поддерживается, хотя найти можно) или, например, два плагина деконволюции в фотошопе - в русифицированной версии они называются "умная резкость" и "стабилизация изображения".

И поиграть с разными вариантами "проявки" и "обработки" равов одиночных снимков плоскостей таких шлифов. Потом сделать некую выжимку и выводы. По результатам представленных таких примеров и выводов - можно уже предметно разговаривать, думать, обсуждать. А не просто сотрясать воздух и выдвигать умозрительные предположения о том, как влияет выборка/семплирование на дифракцию/разрешающую способность или не влияет.

P.S. Если кому-то интересно - сообщите, покопаюсь, добавлю ссылки на темы, где Рик разбирает теорию дифракции и интерференции применительно к микрофотосъёмке. Не могу сказать, что сам очень хорошо во всём разобрался - в силу недостатка образования, мне приходится очень усердно обдумывать такие вещи и возвращаться к ним постоянно, но, полагаю, у кого здесь есть техническое образование и получше моего с точными науками, тому будет сравнительно несложно...

stas.kh78
P.M. Ц
16-7-2025 12:06 stas.kh78
А есть материалы по самому простому методу - методу непосредственного сравнения со шкалой слайд объекта?
Так как я в оптике вообще не бум-бум, не смотря на то , что был эпизод когда работал, правда не долго, на изготовлениии линз для очков, обращаю внимание исключительно на простые методы измерений. С применененими фотографии, это все же не так просто. Для меня.
А методом сравнения вроде все просто - расположил клинок перпендикулярно оси объектива. На одном уровне, по возможности, с рк разместил шкалу слайд микрометра, или объекта микрометра, выставил на микроскопе максимальное увеличение ,сфокусировался на шкале слайд микрометра, и производи измерения. Конечно при этом придётся поиграться с углом освещения рк.
Если ошибаюсь, прошу меня поправить, дополнить.
В одном методе микроизмерений прочитал , как мне кажется, полную чушь - " при 4Х кратном увеличении микроскопа сфокусируетесь на шкале слайд объекте лежащем на предметном столике микроскопа. Затем выставляйте нужное увеличение микроскопа и производите измерение объекта, пользуясь шкалой слайд объекта".
Вроде при каждом увеличении микроскопа его надо заново фокусировать на шкале слайд объекта ? А если это так, то зачем нужно фокусироваться именно при 4Х кратном увеличении ?
Так как микроскоп МБС-10 , от меня сейчас далеко, поэтому не мог увидеть его объектив и узнать его разрешающую способность. А в электронном паспорте на этот микроскоп разрешающая способность не указана. ((
oldTor
P.M. Ц
16-7-2025 12:46 oldTor
Одновременно фокусироваться на шкале объект-микрометра или слайд-микрометра и на кромке - не представляю как их совместить, кроме как на фото.

Если надо без фото или при фото через окуляр микроскопа тем же смартфоном, то для этого просто используют окулярный микрометр типа такого:
scopica.ru

Также можно использовать окуляр с измерительной шкалой. Только предварительно, надо через него также наблюдать сначала слайд-микрометр, чтобы убедиться в том, насколько адекватно показывает шкала, а если неизвестна цена её деления, то таким образом определить её, для конкретного объектива, с которым наблюдаете слайд-микрометр.

Использование 4х объектива указано потому, что объективами малых увеличений (к которым относятся, кстати, и 10х тоже) пользуются часто как "поисковыми" - чтобы не заниматься долгим поиском на объекте нужного участка, применяя сразу сильный объектив.

Поэтому, на микроскопах где легко и просто меняется увеличение, например, с помощью револьверной головки с разными объективами, проще сначала в слабый объектив найти шкалу объект-микрометра или слайд-микрометра, а потом переключиться на более сильный объектив.

Да, при смене объективов может потребоваться небольшая корректировка фокусировки, но когда объективы _парфокальны_, то обычно это совсем небольшая подстройка.

Конечно, если вы используете непарфокальные друг другу объективы (например, один на стандарт 33мм RMS, а другой на DIN 45mm) то это будет уже иметь мало смысла.

Хотя иногда и при наличии в револьвере объективов на разные парфокальные высоты, бывает проще что-то найти сначала слабым, а потом уже переключаться на сильный - пусть много перефокусировки, но всё-таки хотя бы сам нужный фрагмент объекта окажется в поле зрения сразу (ну, конечно, если юстировка не сбита и центрировка разных объективов совпадает хотя бы на уровне допусков, прописанных для конкретного микроскопа в технической документации).

По поводу МБС-10 я вам отпишу чуть позже, надеюсь, в течение получаса.

oldTor
P.M. Ц
16-7-2025 13:26 oldTor
Значит так.
Стереомикроскопы в целом обладают сравнительно низким разрешением, что полезно для их предназначения - т.е. пайка, ремонт мобилок, ювелирки и так далее.
Низкое разрешение обеспечивает бОльшую глубину резкости, и позволяет иметь большие рабочие расстояния. Это же полезно для стереоэффекта при наблюдениях. Но - сравнительно крупных объектов.

Для металлографии и измерительных задач применительно к тонкой заточке и доводке такие микроскопы не используются, так как их разрешения для этого принципиально недостаточно.
А большое увеличение, достигаемое у них сменой окуляров и прочим - разрешения не прибавляет - разрешающая способность важна именно в объективе, и если она низкая, то какими бы другими оптическими элементами мы бы не увеличивали увеличение, разрешение от этого не прирастёт.
Т.е. новых более мелких деталей мы не увидим. Мы только увидим крупнее (и более размыто) то, что объектив разрешил сам по себе. И то, если ещё его апертура не зарезается, не диафрагмируется оптическим трактом самого микроскопа.

Для объектива МБС-10 с фокусным F=90мм нашёл данные:


"Апертура объектива мбс действительно, около 0.2 (но максимальная апертура микроскопа - 0.0789, это есть в книгах, так как ее режет система линз)"

Если грубо - поскольку это стереомикроскоп, то апертура объектива делится на два - для каждого канала. + ещё могут быть потери, поэтому, теоретический расчёт примерно показывал, в обсуждении, откуда я это взял, что числовая апертура отдельно самого объектива около 0.2, что при его применении в стереомикроскопе даёт 0.1 на канал, а информация из спец. литературы говорит, что реальные параметры числовой апертуры - около 0.08 на канал. Что типично для объективов с увеличением порядка 2х, для которых адекватно как раз такое фокусное расстояние, как у него - т.е. F=90mm. (не путать с рабочим расстоянием).

Это разрешение в микрометрах примерно будет в диапазоне от 3,44 микрометра в идеальном случае (которого на практике скорее всего никогда не будет) до 4,27мкм. (которые, скорее всего +- возможны, если объектив в хорошем состоянии и остальной микроскоп исправен и имеет чистую оптику, а также хорошо настроен свет).

А для оценки толщин действительно острых кромок, острее, чем те, что дают просто бритьё предплечья (т.е. с толщиной менее 3мкм.) - такой оптики недостаточно катастрофически. Ни по разрешающей способности, ни по увеличению. Допустим, увеличение можно "раздуть", но разрешение не увеличится. Кроме того, опытные пользователи, кто постоянно работает с таким микроскопом, отмечают, что при высоких увеличениях там всё печально с картинкой.

Для сравнения именно значений числовых апертур: как я уже сказал выше, на канал микроскопа МБС-10 с указанным его объективом, числовая апертура около 0.08. А реально актуальные объективы, с помощью которых я измеряю толщины кромок, причём не визуально, а делая снимки в высоком разрешении, что позволяет мне их разглядывать подробнее и достаточно точно измерять - минимум 0.42, а чаще 0.65 или 0.80.
Пару раз, правда, применял объектив с числовой апертурой 0.28, но в тестах довольно грубо заточенного инструмента, где и изначальная и тем более затупившаяся кромка была в принципе толстоватой.

stas.kh78
P.M. Ц
16-7-2025 14:08 stas.kh78
Спасибо за подробный ответ. Хотя он и печальный для меня.((
Еще вопрос -замена штатного объектива у МБС -10 на объектив с большей разрешающей способностью возможна если не считать трудности с приобретением переходного кольца ?
Если возможна, какой объектив вы бы могли порекомендовать ?
Срасибо за ссылки, изучу внимательно чуть позже.
oldTor
P.M. Ц
16-7-2025 14:29 oldTor
Я не специалист по ним, сам не пользуюсь стереомикроскопами, так что личного опыта с подбором к тем, в которые довелось глядеть, другой оптики - нету.

Существуют объективы повыше разрешением и с лучшей коррекцией аберраций, для стереомикроскопов, но я не готов что-либо говорить о них и об их совместимости - не изучал этот вопрос.

Кроме того, вы в любом случае не сделаете из прибора одного типа, прибор принципиально другого типа, какой бы вы на него объектив не поставили.

И тому есть в т.ч. и чисто оптические и физические причины. По достижении определённой разрешающей способности, у вас пропадёт стереоэффект. Понятно, что при таком раскладе, для стереомикроскопов не станут делать такую оптику, которая убивает саму идею и основную фишку прибора. И предел разрешения на канал, даже у самых дорогих и крутых микроскопов такого же типа, в которых только объектив будет стоить как пара-тройка МБС-ов, если не больше, не дадут вам принципиального прироста разрешающей способности до нужных параметров. Прирост будет, но в ограниченных рамках и всё равно далеко не в достаточных.

Просто стереомикроскопы не предназначены и не подходят для таких задач. Для этого нужны другие микроскопы. В принципе. Другой принципиально конструкции, с другим оптическим трактом.

stas.kh78
P.M. Ц
16-7-2025 15:56 stas.kh78
Ярослав, и еще раз спасибо !
Вы дали ссылку на ОМВ, что то я завис на нем - не могу понять на кокой микроскоп его можно установить . Как понял из описания, он устанавливается после снятия окуляра ? Но на какие микроскопы ? Вообщем шуршу в интернете. 🥺
Извините, буду ещё у вас консультироваться. Где лучше это делать - в этой теме, или в личке?

stas.kh78
P.M. Ц
16-7-2025 15:58 stas.kh78
В общем чувствую завис я на этой теме, и надолго. Ну очень хочется остроту измерить. 🤗
oldTor
P.M. Ц
16-7-2025 16:42 oldTor
Я думаю, что лучше будет обсуждать вопросы по собственно микроскопам, вот тут:
Оптические средства для визуального контроля и исследования (микроскопы).

Что касается окулярного микрометра - он был предназначен для обычных микроскопов на конечный тубус 160мм., типа биологических Биоламов, МББ и так далее. Для Биолам-М шёл вроде бы немного другой.
Штатный окуляр убираем и одеваем на тубус монокуляра (либо, если микроскоп с бинокуляром, например АУ-26, то на одну из его трубок).

Вообще я не уверен что это такая уж обязательная штука. Вы уверены что не проще и дешевле будет просто измерительный окуляр (по сути обычный окуляр, в который вставлено стёклышко со шкалой) купить и сопоставить его со слайд-микрометром, чтобы понять реальный шаг шкалы с конкретным объективом?

Описание на подобный девайс можно почитать тут:
planetarium.ru

на цены не смотрите - они довольно конские, это добро дешевле на али купить - в любом случае оно китайское, но надо отметить, что окуляры они давно научились делать довольно хорошо.

stas.kh78
P.M. Ц
19-7-2025 06:05 stas.kh78
Ярослав, вначале хочу поблагодарить вас за ответы, на мои вопросы, которые ,думаю , кажутся вам наивными.
Извините, не сразу отвечаю.
Сейчас жарко, и с утра работаю на садовом участке, а интернет достаточный для общения на форуме, по непонятным для меня причинам, бывает только рано утром, и как исключение вечером.
У меня есть стандартный измерительный окуляр 8х, и ценой деления 0,1 мм. Не поедставляю, как им можно из измерять микроны ?
Читал методику измерения с помощью объект микрометра, но не , совсем понял. Там описаны измерения при 10 кратном, и 20 кратном учеличенях. Но так написано, что не понял, это увеличение объективов на разных микроскопах, или увеличения на одном микроскопе ?
Если хотите могу дать ссылку.
Продолжим здесь общаться, или лучше перейти в указанную вами тему ?
oldTor
P.M. Ц
19-7-2025 10:06 oldTor
На здоровье!

Я имею. в виду, что всё равно придётся снимать хотя бы на смартфон через измерительный окуляр. Просто с измерительным окуляром вам потребуется сделать один снимок, а не как у меня в обзоре - сначала отдельно шкалу, затем кромку, а потом совмещать в редакторе. Извините, если недостаточно точно сформулировал это ранее.

Давайте ссылку, а то вне контекста я не до конца понимаю, что имеется в виду и что именно настораживает.

Так-то большинство стационарных, даже небольших, "школьных" микроскопов имеют сменное увеличение и переключение между объективами 10х и 20х - это один поворот револьвера и небольшая подстройка микровинта тонкой фокусировки.

Давайте так - по микроскопам - наверное всё-таки лучше там, а про измерения с их помощью - тут.

stas.kh78
P.M. Ц
25-7-2025 05:57 stas.kh78
Ярослав, извините за задержку с ответом. Только сейчас получилось "поймать" интернет. Сейчас попробую дать ссылку на ту методику измерения, про которую писал.
stas.kh78
P.M. Ц
25-7-2025 07:01 stas.kh78
Извините мою компьютерную малограмотность, но не получается отправить сюда ссылку. 😒
На Вацап могу, в телеграм могу, в СМС по номеру телефона могу, а сюда не получается. 😒
Это статья на сайте Dmicro -
" Как проводить измерения на микроскопе ? Часть 1"
Находится по поисковику в Яндексе.
В ней есть описание измерения с помощью объект микрометра.
При этих изменениях , в обоих случаях, используется микроскоп с увеличением объектива 10Х ?
В этой статье про измерения на микроскопе,поэтому наверно все же в эту тему. Если сочтёте нужным - ответьте в другой теме, только просьба - напишите здесь, где будет ваш ответ.
oldTor
P.M. Ц
25-7-2025 10:23 oldTor
Упоминаемые в статье микроскопы, имеют револьверное устройство с несколькими объективами, как обычно. И переключаясь между ними можно оперативно менять увеличение.

В частности, в статье показаны примеры подсчёта как с объективом 10х, так и 20х:

"Рисунок 3 - Совмещение шкалы объекта-микрометра с окулярной шкалой при использовании объективов кратности увеличения 10x и 20x
(во втором случае нужна калибровка)"

Источник цитаты - последний абзац 1 части статьи по этой ссылке:
dmicro.ru

Там же на странице, ниже текста статьи показаны их микроскопы, на которые можно установить окулярный микрометр - можно глянуть просто для понимания типа конфигурации микроскопов.

В любом случае, это ведь просто пример. Нет никакой необходимости демонстрировать или описывать в статье измерения по тому же принципу, с другими объективами, комплектующими тот или иной подобный микроскоп, тем более, что комплектность может отличаться. Также измеряется что с объективом, скажем, 4х или, скажем, 60х....

Во второй части, несмотря на то, что речь идёт также про микроскопы подобной конфигурации, немного непонятна заглавная иллюстрация на странице:

dmicro.ru

Где показан микроскоп другого типа, вот такой:
zeiss.com

Его предельное разрешение 0,56мкм., как указано в пдф файле с этого сайта и он довольно навороченный и автоматизированный. На русском языке его описание есть тут:
dmicro.ru Однако он рассчитан на работу, в основном, с куда более крупными объектами, нежели та же самая режущая кромка и для измерения остроты я бы не использовал его, если бы у меня он был. Разрешение объектива, который я упоминал в начале темы, к примеру, более высокое, при том, что он далеко не самый высокоразрешающий. Т.е. опять-таки, хотя эта автоматизированная машина и классная, и современная, но хороша в своей области применения, а не в обсуждаемой, для которой всё-таки желательно иметь разрешающую способность повыше.

Ну и, конечно, поскольку он совершенно другого типа и автоматизированный, там просто некуда устанавливать окулярный микрометр, да и незачем - там всё делается в реальном времени в софте.

В статье привели его изображение, похоже, просто для иллюстрации упомянутых некоторых решений по измерению объектов, которые ныне в т.ч. применяются при работе с получаемой сразу на монитор картинкой, в специализированном софте для таких измерений.

stas.kh78
P.M. Ц
26-7-2025 05:58 stas.kh78
Ярослав, огромное спасибо !!!
Понял какой микроскоп применялся при описанных изменениях.
Очередной вопрос - почему обязательно проводить фотографирование ? Почему не достаточно прямого сравнения изображения видимого в окуляр ?
Я же буду видеть какую часть деления слайд объекта ,занимает "полоска" режущей кромки. Зная цену этого деления, при данном увеличении микроскопа -; то есть того увеличения что будет на окуляре, смогу ,примерно, в разумных пределах, определить и толщину режущей кромки.
Например, если цена деления слайд объекта 10 мкм, а ширина полоски занимает 1/3 этого деления, значит ширина рк где то 3 мкм.
oldTor
P.M. Ц
26-7-2025 10:22 oldTor
На здоровье!

При оценке относительно толстых кромок действительно не обязательно делать съёмку.

Но это когда порядок значений будет вот примерно такой, на уровне кромки до тех же 3-х мкм.

Но если надо оценивать или тем более довольно точно измерять толщину кромок более острых, то видимого в окуляр мало. Часто нужен осмотр фотоснимка, открытого в 100%, а если весьма точно, то попиксельный просмотр и подсчёт. При открытии снимка в масштабы, где удобно считать попиксельно и более-менее адекватно оценивать степень дифракционного размытия, чтобы определить границы деталей и границы их размытия опять-таки. Серьёзные измерения - это не так уж чтобы очень легко и просто.

И тут видимого в окуляр не будет достаточно - будет просто плохо видно.
А если мы увеличим увеличение, применяя более сильный, к примеру, окуляр, то у нас неизбежно усилится и дифракционное размытие и снизится чёткость, что затруднит измерение.

Впрочем, может в некоторых случаях этого и будет достаточно, особенно если речь про заточку инструмента, которому особо тонкая РК обычно не сообщается.

Я не говорю, что обязательно потребуется съёмка для именно ваших задач. Но для моих, с теми измерениями, которые мне нужны, с кромками, как правило, тоньше 3-5мкм., а в основном от 2мкм. и тоньше - мне без съёмки никуда. А кромку 3-5мкм. мне обычно измерять и не требуется - это кромка, способная только брить предплечье, что я получаю ещё на черновой стадии заточки, чаще всего.

stas.kh78
P.M. Ц
27-7-2025 06:02 stas.kh78
Ярослав, большое спасибо за ваши ответы. Думаю мне стоит задавать вам вопросы, уже во время моей практики измерений.
Извините за флуд, но мне кажется , что сбривать волосы на предплечии способна рк толще, 5 мкм, полученная на достаточно грубых абразивах. К тому же волосы у всех разной жесткости, и растут по разному. Поэтому оценивать толщину рк по ее возможности брить предплечье , весьма условна. Если к возможности сбривать , еще добавить последствия для кожи и ощущения летающие после бритья, то можно еще как то ориентироваться. Но при этом надо быть уверенным, что бреет не заусенец, а именно рк.
И чисто из любопытства - а на каких инструментах вам необходима кромка 1-2 мкм, и достаточно ли стойкая она получается ?
oldTor
P.M. Ц
27-7-2025 12:03 oldTor
Измерения, что в основном брить предплечье может кромка ножей в диапазоне толщин порядка 3-5мкм. - конечно является неким средним значением.
Но и бритьё предплечья очень "размытое" определение - от, по сути, "состругивания" волосков до более-менее мягкого и лёгкого их смахивания.
Моменты чистоты такого бритья или последствий для кожи - не учитывают, потому что применительно к ножам это не имеет практического смысла.

О таких параметрах начинают говорить и учитывать, при заточке бритв - там свои нюансы тестов, именно учитывающие такие аспекты. И для бритв это в принципе другой порядок толщин кромок и углов заточки. В общем, между тестом ножей на бритьё предплечья и тестами бритв - огромная пропасть и разные критерии оценки. Это лучше не складывать в одну корзину.

Конечно, если мы говорим о разницах в бритье предплечья ножом, результаты зависят от множества факторов, в т.ч. и от угла в прикромочной зоне и от шероховатости кромки и фасок в прикромочной зоне и т.д.

Однако именно с учётом этих факторов такой _средний_диапазон_ значений, как толщина кромки 3-5мкм. и был выведен. Встречается в зарубежных научных статьях ещё начала 2000-х годов. Мои собственные замеры это подтвердили, как и замеры других людей, а значит это действительно работает, как именно "средний диапазон значений".

Для того, чтобы быть уверенным, что бреет не заусенец, а именно кромка, и применяется оптический контроль с достаточным разрешением.

На целой куче инструментов, да и вообще, практически на всех:
На ножах, например, кухонных. Которые не продавливают кожицу спелого томата, а режут её в одно движение в любом направлении.
На ножах EDC, которыми я вскрываю упаковки или строгаю древесину
На аутдорных, которыми древесину режу и работаю по продуктам.
На стамесках и рубанках, резцах

На самом деле даже сегментные казённые строительные и канцелярские ножи имеют фабричную тонкость кромки в диапазоне 0,8-1,3мкм - приводил замеры в разделе.

Так что кромки, которые только лишь бреют предплечье, и которые легко можно получить и на обдирочных, по сути, брусках - это только "начало".

В основном, все действительно острые инструменты с хорошим резом, имеют кромки тоньше, чем 3-5мкм.

По стойкости - ну конечно достаточная. Я много раз приводил статистику по разному инструменту на удержание именно _первоначальной_ высокой степени остроты, т.е. с толщинок кромок, способных к снятию стружки с волос на голове (что проще) или строганию волоса, удерживаемого в руках, как при бритвенном ННТ тесте (что сложнее).

Например:
https://oldtor.ru/spyderco-tenacious

или вот ещё, там кромка была порядка 1,15мкм:
oldtor.ru

Или вот - по трамонтине про-мастер, в моём любимом финише для таких сталей на кухне - там приведены в конце обзора снимки кромок с замерами :
https://oldtor.ru/zatochka-na-keramike

По стойкости там подробно расписано.

Тоньше 1мкм. обычно на ножах не делаю кромку. А вот диапазон между 1 и 3мкм. - самый ходовой.

Кстати, вот буквально позавчера тестировал абразив, на котором при зернистости 320 грит по JIS получил кромку тоньше 2мкм. на Элмаксе:
oldtor.ru

Но это редкая ситуация для абразива с подобной зернистостью, пусть даже шероховатость он оставил не самую грубую для подобных абразивов далеко. Она не сильно грубее того, как работают иные вашиты по каким-нибудь мягким нержавейкам, к примеру.
Но чтобы вот качество кромки было такое, обычно всё-таки нужно что-то хотя бы ненамного потоньше. При этом, при подобной шероховатости, обычно стойкость не слишком выдающаяся: надо понимать, что по древесине, к примеру, она не будет хорошей - боковое усилие скоро её попортит. Но, учитывая качество стали и её термообработки, на этом ноже такая острота и при такой шероховатости фасок и РК способна приличное время работать по материалам более мягким, т.е. продуктам питания. Для разделочника, которым этот нож и служит - вообще отлично. И остро, и агрессивно. Хотя, я всё-таки сделал бы шероховатость поменьше.. . Примерно как по ссылке ранее, на грубопритёртой керамике получается - для элмакса это тоже работает, а стойкость получается отличная.

P.S
Важно учесть, что чем острее, т.е. тоньше кромка, тем дольше при нормальном процессе затупления, происходит утолщение её до момента, когда она перестаёт быть комфортно острой.

Просто длительность процесса её износа, истирания, смятия, т.е. затупления, с тех же, к примеру, 2мкм. до примерно 6мкм., когда перестанет брить предплечье, больше, чем с толщины 3-4мкм.

Это доказано многими тестами и серьёзными исследователями, типа того же Тодда Симпсона. Такие же результаты приводил как-то в разделе по своим тестам и Валентин (Emiliokazanova).

Конечно, это не отменяет ограничений, которые накладывает качество конкретной стали и её термообработки. Например, если матрица плохо удерживает карбиды или ещё что-то, когда кромка в целом на конкретном ноже не в состоянии удерживаться, будучи тоньше определённой. От качества заточки и грамотности пользователя инструментом это тоже, безусловно, зависит - многие способны любую заточку на любого качества ноже убить практически моментально. Но это уже другой разговор.

stas.kh78
P.M. Ц
29-7-2025 05:30 stas.kh78
Большое спасибо Ярослав за такие подробные объяснения , и за потраченное на меня время
Очень вам признателен !!!
Guns.ru Talks
Заточка режущего инструмента
Измерение остроты (толщины РК) режущего инстру ...
© 1997-2025 GUNS.RU Рекламодателям