Meten en documenteren met een microscoop: camera, software en kalibratie

Leestijd: ± 6 minuten

Kijken is één ding; opschrijven hoe groot iets is, of hoeveel het er zijn, is waar een microscoop voor het laboratorium en de kwaliteitsdienst om draait. Dat kan met een oculair met schaalverdeling voor 65 euro of met een camera en software voor een paar honderd tot duizend euro, en in beide gevallen staat of valt de meting met één stap die vaak wordt overgeslagen: de kalibratie.

De eenvoudigste meting: een oculair met schaal

Een meetoculair is een gewoon 10x-oculair met een glasplaatje erin waarop een schaal van 10 mm in stapjes van 0,1 mm staat (bij stereomicroscopen soms 0,05 mm). U ziet de schaal over het beeld heen en leest af hoeveel streepjes het object beslaat. Bij KERN kost zo'n oculair 65 euro (WF 10x met schaal, voor de OBS/OBT/OBE), 125 tot 155 euro voor de instelbare versies met hoog oogpunt voor OBL, OBN en de stereoseries.

Wat de streepjes waard zijn, hangt van het objectief af, en dat weet u pas na kalibratie: leg de objectmicrometer (ODC-A2404, 45 euro — een glaasje met een schaal van 1 mm in stapjes van 0,01 mm) onder het objectief, tel hoeveel oculairstreepjes op hoeveel micrometer vallen, en schrijf de factor op. Bij een 10x-objectief is één oculairstreepje grofweg 10 µm, bij 40x 2,5 µm, bij 100x 1 µm — maar "grofweg" is niet genoeg, en elke microscoop wijkt een paar procent af. Doe het per objectief, plak het lijstje op het statief, en de meting klopt jarenlang. Het is de stap die in de praktijk het vaakst wordt overgeslagen, en de reden dat twee laboranten op dezelfde microscoop verschillende uitkomsten melden.

Meten en tellen met camera en software

Zodra u meer wilt dan een lengte — oppervlakken, hoeken, aantallen, een foto in het rapport — komt de camera. KERN levert ze in drie vormen. De oculaircamera (ODC 874 met 3,1 MP voor 220 euro, ODC 881 met 5,1 MP en USB 3.0 voor 300 euro) schuift in een oculairbuis en werkt op elke microscoop; prima om te beginnen, maar u kijkt dan zelf met één oog. De C-mount-camera op een trinoculaire kop (ODC 825 en 832 met 5,1 MP voor 410 en 560 euro, ODC 841 met 20 MP en een 1-inch sensor voor 1.200 euro) is de vaste opstelling: altijd gecentreerd, parfocaal met de oculairen, en met de ODC 852 (HDMI, autofocus, 1.100 euro) ook zonder pc op een monitor. De tabletcamera (ODC 241 met 9,7-inch scherm voor 980 euro, ODC 251 met 4K voor 1.190 euro) heeft scherm, opslag en meetsoftware aan boord en is de keuze voor werkplaats en praktijklokaal zonder computer.

Bij de USB-camera's hoort KERN Microscope VIS 2.0 Pro: meten van lengte, hoek, cirkel en oppervlak, tellen van deeltjes, beeldstapeling voor scherptediepte, annotaties en export naar rapport. De tablet- en HDMI-camera's hebben die functies ingebouwd, met S-Viewer als pc-aanvulling. Wat alle software gemeen heeft: zij meet in pixels en vertaalt dat naar micrometers met een kalibratiefactor per objectief — dezelfde objectmicrometer, dezelfde handeling als bij het meetoculair, maar dan eenmalig opgeslagen in een profiel. Vergeet u het profiel te wisselen bij een objectiefwissel, dan meet u met een factor 4 verkeerd en merkt u dat pas in het rapport.

Hoeveel megapixel heeft een meting nodig?

Minder dan de folder suggereert. De nauwkeurigheid van een meting wordt begrensd door het objectief (de numerieke apertuur, zie microscoopvergroting uitgelegd), niet door de camera; zodra de camera meer pixels heeft dan het objectief aan detail levert, meet u pixels van wazigheid. Bij een 40x/0,65-objectief en een 0,5x-adapter is 5 megapixel al ruim. Meer pixels zijn nuttig voor iets anders: een scherpe afdruk, een uitsnede uit een overzichtsfoto, of tellen over een groot veld bij lage vergroting. Daar hoort de ODC 841 met 20 MP en een 1-inch sensor thuis — de grote sensor telt zwaarder dan het pixelaantal, omdat grote pixels meer licht vangen en bij fasecontrast of fluorescentie minder ruis geven. Voor fluorescentie is er de gekoelde ODC 861 (2.310 euro), waarvan de koeling de ruis bij lange belichting onderdrukt.

De adapter is de vergeten schakel. Een C-mount-adapter van 0,5x (105 tot 200 euro) zet het hele beeldveld op een kleine sensor; een 1x-adapter laat alleen het midden zien, groter. Kies de adapter op de sensormaat (0,5x bij 1/2-inch, 0,75x–1x bij 1-inch) en kalibreer na elke wissel opnieuw.

Documenteren dat standhoudt

Een foto in een rapport is pas bewijs als er een schaalbalk op staat, de vergroting en het objectief erbij vermeld zijn en de kalibratiedatum bekend is. De VIS-software zet de balk er automatisch op als het profiel klopt; de tabletcamera's ook. Leg daarnaast per microscoop een kalibratielogboek aan: objectief, factor, datum, objectmicrometer-nummer. Wie onder ISO 9001 of 17025 werkt, heeft dat nodig; wie dat niet doet, is er na een jaar toch blij mee.

Nog twee praktische zaken. Zet de witbalans in de software eenmalig op een leeg veld bij de gebruikte lamp, anders kleurt elke foto geel of blauw. En kies voor archivering TIFF of het eigen formaat van de software boven JPEG: de compressie van JPEG vreet juist de fijne randen weg waarop u meet.

Veelgestelde vragen over meten met een microscoop

Hoe nauwkeurig is een meting onder de microscoop?

Met een goed gekalibreerd meetoculair ongeveer één streepje (0,1 mm gedeeld door de objectiefvergroting, dus 2,5 µm bij 40x). Met camera en software iets beter, maar nooit beter dan wat het objectief oplost: bij 40x/0,65 is dat rond 0,5 µm. Een opgegeven nauwkeurigheid van 0,01 µm bij een camera is marketing.

Kan ik meten op een stereomicroscoop?

Ja, met een meetoculair met 0,05 mm-schaal (OZB-A5513 of -5514) of een camera op de trinoculaire buis. Kalibreer per zoomstand, want de factor verandert mee; de meeste gebruikers kiezen twee of drie vaste zoomstanden en markeren die op de ring.

Werkt de KERN-software op een Mac?

Microscope VIS 2.0 Pro is Windows-software. Voor Mac-gebruikers zijn de HDMI-camera (ODC 852) en de tabletcamera's (ODC 241, 251) de praktische weg: die meten zelf, zonder pc.

Moet ik elk jaar opnieuw kalibreren?

Na elke verandering aan het optische pad (ander objectief, andere adapter, andere camera) direct; verder is een jaarlijkse controle met de objectmicrometer voldoende, en verplicht als u onder een kwaliteitssysteem werkt. De objectmicrometer zelf is glas en verandert niet.