Microscópios de medição
Os microscópios de medição são úteis para determinar dimensões de detalhes das amostras. Eles são fundamentais para haver eficiência no controle de qualidade (CQ), na análise de falhas e na pesquisa e desenvolvimento (P&D).
O desempenho das lentes, da platina da amostra, da iluminação e dos acessórios determinam a capacidade do microscópio de realizar medições precisas em macroescala (>0,2 mm), mesoescala (~10 µm a 0,2 mm) ou microescala (~0,3 µm a 50 µm).
As medições podem ser feitas manualmente, à moda antiga, com um retículo nas oculares. Entretanto, nos dias de hoje, muitos usuários realizam digitalmente as medições com uma câmera de microscópio, monitor e software. Saiba mais abaixo sobre os microscópios de medição da Leica.
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Por que usar um microscópio para fazer medições?
A medição dos detalhes e estruturas de uma amostra pode ser feita de forma rápida e precisa com um microscópio. Essa capacidade é útil para várias áreas, como ciências da vida e dos materiais, controle de qualidade, análise de falhas, P&D, etc. Além disso, com a microscopia digital, os dados de medição podem ser registrados e compartilhados com eficiência.
Como os tamanhos dos detalhes da amostra são medidos com um microscópio?
Antigamente, o tamanho dos detalhes de uma amostra era medido manualmente por meio das oculares, usando um retículo com uma régua. Nos dias de hoje, as medições com frequência são feitas digitalmente, usando uma câmera de microscópio, um monitor e um software.
Qual é a diferença entre resolução e aumento?
Para a microscopia, resolução é a capacidade de distinguir detalhes ou estruturas de amostras que estão próximas umas das outras. Uma resolução mais alta proporciona uma maior potência de resolução, além da visualização clara dos detalhes delicados. O aumento é a ampliação das estruturas da amostra, como são vistas em uma imagem de microscópio. É a proporção entre o tamanho de uma estrutura na imagem e seu tamanho real.
Desafios ao fazer medições com o microscópio
Ao medir com microscópios, pode haver certos desafios:
- A microscopia óptica fornece principalmente medições 2D
- As medições realizadas com um retículo de ocular (não digitais) levam muito tempo e é difícil obter precisão
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Para assegurar medições precisas, a calibração adequada deve ser feita usando um padrão de medição apropriado
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Medições confiáveis e reproduzíveis dependem do desempenho do microscópio, da experiência do usuário e de métodos de medição definidos
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Dependendo da escala exigida para as medições, os usuários precisam escolher corretamente as lentes com a resolução apropriada, a câmera de microscópio, o software e os acessórios de microscópio
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É possível realizar medições 3D; porém, elas gastam mais tempo e a precisão depende grandemente do aumento empregado
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O aumento do microscópio usando lentes fixas (por exemplo, compostas) é conhecido com precisão, mas no caso das lentes de zoom (por exemplo, estéreos e digitais), pode ser necessário determiná-lo caso as lentes não estejam codificadas.
Fatores a considerar ao realizar medições com um microscópio
Para realizar medições precisas com um microscópio, vários fatores importantes precisam ser considerados:
- Calibração: A calibração do microscópio foi feita corretamente?
- Resolução: A resolução ou a potência de resolução são altas o suficiente para revelar os detalhes necessários?
- Lentes do microscópio: As lentes são corrigidas para aberrações cromáticas e esféricas, bem como para a planicidade das imagens?
- Resolução de pixels da câmera: A câmera do microscópio tem o tamanho e a quantidade de pixels adequados?
Medições 3D avançadas
Com a microscopia digital, é possível fazer até mesmo medições 3D avançadas.
- Alturas dos detalhes de uma amostra, por exemplo, um componente em uma peça industrial.
- A medição de altura com microscopia óptica requer uma pilha Z de imagens.
- A pilha Z pode ser gravada com mais precisão e facilidade utilizando-se uma solução de microscópio motorizado.
Medições automatizadas
Para haver eficiência e confiabilidade, os usuários podem se beneficiar das medições automatizadas com o software apropriado.
As medições automatizadas podem ser personalizadas de acordo com as necessidades dos usuários para analisar rapidamente as propriedades geométricas e morfológicas das amostras, ou seja, detalhes como partículas, fibras, poros, etc.
No caso de ligas metálicas, a análise automatizada da microestrutura em termos de grãos e fases ajuda os usuários a economizar tempo.
Para mais exemplos de como a análise automatizada pode beneficiar as aplicações metalográficas.
Tabela comparativa de software de medição
| Software LAS X Reticule | Software Enersight | Software LAS X Industry | Software LAS X Grain Expert | Software LAS X 2D Analysis |
Medidas básicas, comparação visual de várias características da amostra | x | x | - | - | - |
Medidas de rotina não repetitivas | - | x | - | - | - |
Medidas repetitivas com análise avançada, ex. tendências estatísticas | - | - | x | x | x |
Análise automatizada para medições | - | - | - | x | x |
Medidas metalográficas de acordo com os padrões | - | - | - | x | - |
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x = incluído, - = não disponível
Perguntas frequentes sobre microscópios de medição
Para calibrar um microscópio com câmera digital e software, use um micrômetro de campo ou outra referência de medição com uma escala precisa. Então realize estes passos:
- Foque na escala do micrômetro ou na referência
- Faça uma medição de distância ao longo da escala
- A seguir, insira o valor exato do comprimento correspondente com as unidades corretas.
Para garantir medições precisas com o microscópio:
- Certifique-se de que o microscópio esteja devidamente calibrado
- Use lentes de alta qualidade corrigidas para aberrações
- Foque nitidamente na área de interesse da amostra
- Escolha a iluminação adequada para uma visualização nítida
- Verifique se as medições são feitas de maneira consistente com as normas ou padrões aceitos.
Na microscopia digital, não há oculares e a imagem é exibida em um monitor. No caso das medições, a objetiva é um fator importante em termos de resolução e aumento. Em aumentos menores, a lente telecêntrica torna-se crucial. No caso de um microscópio com lentes de zoom em vez de lentes fixas, o fator de zoom também é importante.
A unidade depende do tamanho dos detalhes ou das estruturas da amostra a serem medidos. Algumas das unidades de distância comuns são milímetros (mm), micrômetros (µm) ou até mesmo nanômetros (nm). As unidades de área comuns são mm ou µm ao quadrado (mm2 ou µm2). No caso de ângulos, normalmente são usados graus (°).
As fontes comuns de erro ao realizar medições com um microscópio são:
- Calibração incorreta do microscópio
- Aberrações ópticas, como as esféricas ou cromáticas
- Foco incorreto
- Iluminação inadequada
- Amostra com superfície irregular
- Inconsistência ao fazer medições
- Erros do usuário.
Primeiramente, o microscópio deve ser cuidadosamente calibrado. Em seguida, deve ser obtida uma imagem nitidamente focada da região da amostra com o detalhe ou a estrutura de interesse, empregando um aumento apropriado. Podem ser realizadas diferentes medições padrão, tais como comprimentos de estruturas ou distâncias entre elas, áreas e ângulos.
Dependendo da escala de tamanhos, diferentes microscópios são usados. No caso de medições que exigem alta precisão na escala macroscópica (mm ou cm), pode ser usado um microscópio estereoscópico ou digital com uma platina capaz de realizar movimentos horizontais e verticais precisos. No caso de medições em escala microscópica (µm ou sub-µm), um microscópio de alto desempenho composto ou confocal é uma solução plausível.
