Microscopios de medición
Los microscopios de medición son útiles para determinar las dimensiones de las características de las muestras. Son esenciales para un control de calidad (CC), análisis de fallos e investigación y desarrollo (I+D) eficientes.
El rendimiento de las ópticas, las platinas, la iluminación y los accesorios determinan la capacidad del microscopio de hacer mediciones precisas a macroescala (>0,2 mm), mesoescala (de ~10 µm a 0,2 mm) o microescala (de ~0,3 µm a 50 µm).
Las mediciones se pueden hacer a mano, a la antigua usanza, con una retícula en los oculares. Sin embargo, hoy en día, muchos usuarios realizan las mediciones de forma digital, con una cámara para microscopio, una pantalla y un software. Averigüe más acerca de los microscopios de medición de Leica.
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¿Por qué usar un microscopio para tomar medidas?
Un microscopio permite medir las características y las estructuras de muestras de forma rápida y precisa. Esta capacidad es útil en diversos campos, como las ciencias de la vida y materiales, controles de calidad, análisis de fallos, investigación y desarrollo, etc. Además, con un microscopio digital se pueden guardar y compartir de forma eficiente los datos de medición.
¿Cómo se miden los tamaños de las muestras con un microscopio?
Antaño, el tamaño de las características de las muestras se medía a mano con ayuda de los oculares y una retícula con una regla. Hoy en día, a menudo se realizan de forma digital con una cámara para microscopio, una pantalla y un software.
¿En qué se diferencia la resolución del aumento?
En la microscopia, la resolución es la capacidad de distinguir características o estructuras de la muestra situadas a poca distancia entre sí. Una mayor resolución ofrece una capacidad de observación más elevada y una visualización clara de los detalles finos. El aumento es la ampliación de las estructuras de la muestra, como se ven en una imagen de microscopio. Es la proporción del tamaño de una estructura en la imagen con respecto a su tamaño real.
Dificultades de las mediciones con microscopio
Cuando se usan microscopios para realizar mediciones, pueden surgir algunas dificultades:
- Los microscopios ópticos proporcionan principalmente mediciones 2D
- Las mediciones se realizan con una retícula en el ocular (no digital), llevan mucho tiempo y es difícil lograr una buena precisión
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Para garantizar mediciones precisas, se debe llevar a cabo una calibración correcta con un patrón de medición adecuado
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Obtener mediciones fiables y reproducibles depende del rendimiento del microscopio, la experiencia del usuario y unos métodos de medición definidos
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En función de la escala requerida para la medición, los usuarios deben escoger las ópticas correctas con una resolución, una cámara para microscopio, software y accesorios de microscopía adecuados
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Es posible realizar mediciones en 3D, pero llevan más tiempo y la precisión depende mucho del aumento
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El aumento del microscopio con ópticas fijas (como en los microscopios compuestos) se sabe con exactitud, pero en el caso de las ópticas con zoom (como los microscopios estereoscópicos y digitales), podría ser necesario determinarlo si las ópticas no están codificadas.
Factores que deben considerarse a la hora de medir con un microscopio
Para lograr mediciones precisas con un microscopio, son muchos los factores importantes que deben tenerse en cuenta:
- Calibración: ¿Se ha calibrado el microscopio correctamente?
- Resolución: ¿Es la resolución o la capacidad de observación suficiente para revelar los detalles necesarios?
- Ópticas del microscopio: ¿Se han corregido las aberraciones cromáticas y esféricas, así como la planitud de las imágenes en las ópticas?
- Resolución en píxeles de la cámara: ¿Tiene la cámara para microscopio el tamaño de píxel y el número de píxeles adecuados?
Mediciones 3D avanzadas
La microscopía digital permite realizar también mediciones 3D avanzadas.
- Alturas de características de la muestra, como un componente en una pieza industrial.
- Medir la altura con un microscopio óptico requiere un apilamiento de enfoque de las imágenes.
- El apilamiento de enfoque se puede registrar de forma más precisa y sencilla con un microscopio motorizado.
Mediciones automatizadas
Para garantizar la eficiencia y la fiabilidad, los usuarios pueden aprovechar las mediciones automatizadas con el software adecuado.
Las mediciones automatizadas se pueden adaptar a las necesidades de los usuarios para analizar con rapidez las propiedades geométricas y morfológicas de las muestras, esto es, características como partículas, fibras, poros, etc.
En el caso de las aleaciones metálicas, el análisis automatizado de la microestructura en términos de granos y fases ayuda a los usuarios a ahorrar tiempo.
Más ejemplos sobre cómo puede el análisis automatizado ayudar a las aplicaciones metalográficas.
Tabla comparativa de software de medición
| Software LAS X Reticule | Software Enersight | Software LAS X Industry | Software LAS X Grain Expert | Software LAS X 2D Analysis |
Mediciones básicas, comparación visual de diversas características de la muestra | x | x | - | - | - |
Mediciones de rutina no repetitivas | - | x | - | - | - |
Mediciones repetitivas con análisis avanzado, por ej., tendencias estadísticas | - | - | x | x | x |
Análisis automatizado para mediciones | - | - | - | x | x |
Mediciones metalográficas según los estándares | - | - | - | x | - |
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x = incluido, - = no disponible
Preguntas frecuentes sobre los microscopios de medición
Para calibrar un microscopio con una cámara digital y software, use un micrómetro con escala u otra referencia de medición con una escala precisa. Siga luego estos pasos:
- Enfoque en la escala del micrómetro o la referencia
- Realice una medición de la distancia a lo largo de la escala
- Introduzca luego el valor exacto de la longitud correspondiente con las unidades correctas.
Para garantizar la precisión de las mediciones con el microscopio:
- Asegúrese de que el microscopio está bien calibrado
- Use ópticas de alta calidad con corrección de aberraciones
- Enfoque con suficiente nitidez el área de interés de la muestra
- Escoja una iluminación adecuada para una visualización clara
- Verifique que las mediciones se realicen de forma consistente con las normas o estándares aceptados.
En la microscopía digital, no hay oculares: las imágenes se muestran en una pantalla. En el caso de las mediciones, el objetivo es un factor importante en lo que respecta a la resolución y el aumento. Con un aumento bajo, las ópticas telecéntricas pasan a ser esenciales. Para un microscopio con ópticas de zoom en lugar de ópticas fijas, el factor de zoom también es importante.
La unidad depende del tamaño de la muestra, las características o las estructuras que se van a medir. Una unidad de distancia habitual son los milímetros (mm), micrómetros (µm) o incluso nanómetros (nm). Las unidades habituales para las áreas son mm o µm cuadrados (mm2 o µm2). Para los ángulos se suele utilizar los grados (°).
Causas frecuentes de error al medir con un microscopio son:
- Calibración imprecisa del microscopio
- Aberraciones ópticas, esféricas o cromáticas
- Enfoque inadecuado
- Iluminación inadecuada
- Muestra con una superficie irregular
- Inconsistencia en la realización de las mediciones
- Errores del usuario.
En primer lugar, el microscopio debe estar bien calibrado. Luego, debe obtenerse una imagen muy nítida de la región de la muestra con la característica o la estructura de interés aplicando el aumento adecuado. Es posible realizar mediciones con arreglo a distintos estándares, como la longitud de estructuras o distancias entre ellas, áreas y ángulos.
Se emplean distintos microscopios en función de la escala de tamaño. Para las mediciones que requieren una precisión elevada a escala macroscópica (mm o cm) podría utilizarse un microscopio estereoscópico o digital con una platina capaz de realizar movimientos horizontales y verticales con precisión. Para las mediciones a escala microscópica (µm o inferiores a µm), una posible solución son los microscopios compuestos o confocales de alto rendimiento.
