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普通显微镜操作控制平台的自动化改造

丁良  
【摘要】:目前,高科技研究型显微镜(例如的透射电子显微镜、扫描电子显微镜)等光学仪器的调焦系统大部分都已经采用了自动调焦,有些配备数码照相系统,这些仪器价格昂贵。本项目旨在将普通显微镜(例如目前高等学校普遍使用的产品型号为XSP-2C、44X3A的显微镜)进行改造,并在数台普通显微镜组成的局域网内数据传送、图像传送方面优越于高科技研究型显微镜,减少了普通的教学系统的教学成本,更适合当前我国教学状况。 本系统采用步进电机控制驱动载物台的X、Y两轴和进行图像观察的Z轴运动,对三维运动平台进行了结构设计,整个系统采用上位机控制,RS232通讯。在上位机的图像处理中,对当前图像清晰度判别函数进行对比,并采用小波变换对图像清晰度进行判别,使系统快速聚焦。对系统的运动精度和定位精度进行了分析,用误差补偿的方法提高了系统的精度。 本项目的主要工作 (1) 自制多轴控制器,采用一片单片机通过扩展,控制四个方向的步进电动机,即显微镜载物台的X、Y及Z轴方向,镜头的转动方向。 (2) 控制普通(改进后的)显微镜使用的计算机操作平台,采用VB6.0编程,精确显示显微镜物镜的位置。通过数码照相,在该操作平台上亦能显示图像,显微镜物镜的操作与显示图像的清晰度联系在一起,有利调节比较。 (3) 在该显微镜使用的计算机操作平台上,不仅精确显示显微镜物镜的当前位置,同时能保留十几个这样精确显示显微镜物镜的位置(可根据需要添加)的显示,以便在以后的显微镜测试相同、相似标本时,能迅速使物镜到达指定位置,然后再进行微调,节省时间,提高工作效率。因此该设备具有记忆显示功能。 (4) 数据共享 将数十台普通显微镜的改造后,联成局域网,把教师用的计算机操作平台作为总台,在总台上可将调整好的精确显示物镜的位置,通过局域的联接,下传到学生用的控制显微镜计算机操作平台上,学生便可根据教师的数据很方便的调节显微镜,达到预期的效果。同时,教师用计算机操作平台(总台)上显示学生调节的数据,可方便的制止学生因操作不当(例如调节超限)损坏显微镜,具有保护功能。将数十台普通显微镜的改造后,联成局域网,如果因学生的显微镜或标本不同、显微镜损坏等原因,教师可直接把图像传送给学生,进行演示讲解,达到预期教学的效果。


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