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光学仪器“镜面”起雾原因及预防措施
2018.12.26   点击144次

仪器设备的高负荷使用,往往容易发生意外故障,特别是光学仪器若因维护和使用不当而起雾,就不能发挥仪器的正常作用,而带来工作上的障碍。防止光学仪器生雾可以提升我们的实验效率。

目前国内企业设备维护管理一般还停留在被动的抢修作业模式,仪器设备的管理也应做好计划,同样设备维护管理也需要把非计划性的工作转化为计划性的工作。如果我们定期的检查保养来减低故障的发生,特别是做好仪器的“三防”工作,避免了抢修工作,保证仪器随时能投入正常的作用。

测绘仪器在使用和贮放中,除了有生霉现象外,往往还有光学零件的起雾,影响仪器的正常使用,故可针对光学信器起雾的主要因素,采取防止措施。

一、光学仪器起雾的原因及危害

雾是指光学零件的抛光面上,呈现出“露水”似的物质,这些物质有的是油质点子构成的,称为油性雾,有的是由水珠或水与玻璃起化学反应形成堆积物构成的,称为水性雾:有的光学零件上,两种雾都有,叫做水油混合雾,一般的都以“露水”状或干的堆积物存在于玻璃表面上。

油性雾通常分布在圆形光学零件的边缘,并向中央伸延,有的则沿擦拭痕迹分布,油性雾的形成主要是油脂污染了玻璃表面,或是由于油脂的扩散,挥发在玻璃表面凝结而造成的。

比如擦拭光学零件所用的辅料含脂量高,或者所用的工具带有油脂,用手指直接拿取和触及光学零件等,都会引起油性雾,或者是光学仪器上所用油脂的化学稳定性不好,产生扩散或使用方法不当涂油过多,油脂扩散到光学零件上而引起油性雾,或者是由于仪表油脂挥发性很大,会产生油质蒸气而形成油性雾。

水性雾是由于潮湿空气在温度变化下而形成,主要分布在零件的全面积上,产生原因主要是潮湿气体所致,但与仪器密封性能、光学玻璃的化学稳定性,以及玻璃表面的清洁程度有关,在较高的相对湿度下,霉菌易生长,有些霉菌生长状大后,便在菌丝体周围产生分泌物,这些分泌物有的是液状的,在液状分泌物外围便形成水性雾。

不管何种原因形成的雾,由于雾滴以曲率半径极小的球形分布于光学零件表面上、使入射光线产生散射现象,除了降低仪器的有效透光率外,并使成象质量差影响观测。有的光学零件因长期起雾,被腐蚀的玻璃表面形成很多微孔,严重的会使玻璃零件报废。

光学仪器起雾不仅在我国东南地区严重存在,就是较干燥的地区,由于温差变化,也会起雾,它比光学仪器生霉的影响范围更大,而且更难防止。

二、如何防止仪器生雾

光学仪器的防雾材料,要求具有良好的防雾效果,又要不影响玻璃的光学性能,使用如下的憎水膜材料,可以起到很好的防雾作用。

1 使用防雾剂

采用乙基含氢二氯硅烷处理镀化学双透膜和不镀膜的光学玻璃零件,可以形成较牢固的膜层,具有憎水性能,有较好的防水雾性能,成膜容易,同时涂在光学零件表面,能改善玻璃的机械性能,在一定程度上保护玻璃表面不易擦伤,提高了光学玻璃表面的化学稳定性,利用它来清洁玻璃,去污能力较强,很容易去掉手指印,口水圈,提高了工效,这是一种很好的防雾剂。

2 用真空镀膜方法

镀聚全氟乙丙烯,这是一种惰性氟塑料,化学稳定性高,且具有耐热、耐寒、耐腐蚀性,与玻璃和金属都有较强的结合力,具有较好的防霉防雾性能。不仅能在一般玻璃表面化学镀膜,氟化膜层形成保护膜,而且可以在磷酸盐玻璃表面成膜。

3 采用非硫化硅橡胶密封腻子

光学仪器密封性好,对于防霉防雾都有重要作用,非硫化硅橡胶密封腻,是一种非硫化醚硅橡胶,加入填充剂、着色剂、结构控制剂所组成,其密封腻高、低温性能显著优于原来的密封蜡,其他指标均不低于密封蜡。

三、设计使用中的防雾措施

1 设计仪器时注意防雾

仪器结构应加强密封性能,保证仪器在高温或低温情况下不降低密封性能,以防止因漏气而引起的水性雾,设计人员应当充分注意选择化学稳定性能好的光学玻璃和材料,为防雾打下良好的基础。

2 注意整洁操作

装配和维修的工房须清洁,并严格遵守操作规程,精心擦拭光学零件,严禁用手直接接触和拿取光学零件,夹持光学零件的工具须进行脱脂处理,擦光学零件所用的辅件,如棉光、布块、乙醇、乙醚、碘以及与光学零件接触的有机垫片均须进行严格脱脂,控制含脂量,装光学零件的器皿和盛乙醇、乙醚的瓶子,须经常清洗,保持清洁,这些都是减少油性雾的途径。

3 减少仪器内部的水蒸气

防止水蒸气在玻璃表面上凝结,尽可能在干燥的条件下进行装配或对装配好的仪器进行干燥处理,如充干燥氮气或空气以及放置干燥剂。仪器在使用和库存中,尽量控制使用环境和库房的相对湿度在6%左右,对于纠正仪、复照仪等,对于可取下来的镜头和精密的光学部件,用后及时取下来放入干燥缸内加以保护,并经常保持仪器清洁,减少结雾核心。

4 合理选择和使用油脂

在光学仪器上用的各种防尘脂、润滑油脂必须是挥发极低和化学稳定性好的材料,在光学仪器的金属零件上涂油脂时,首先要把零件清洗干净,让汽油挥发完后再涂油脂,并且要均匀而不能过多,距光学件10-15mm的范围内,禁止涂润滑油脂和防尘脂,防止油脂扩散引起油性雾。

5 提高化学稳定性

利用化学镀膜或真空镀膜方法,在玻璃表面镀一层憎水膜,以提高玻璃的化学稳定性,增强玻璃的抗腐蚀能力,减少起雾,为了减轻水性雾对观察的影响,也可采用亲水材料,镀上一层透明的具有一定的物理性能伪亲水膜,使水雾能全部散开,均匀的分散在膜层中,不影响观察,当大气干燥时,膜层中的水分自然地挥发到大气中。

6 除霉,除雾

光学仪器一旦生霉起雾,就造成了不良的影响,而且给修理工作带来了很多麻烦,因此,要以防为主,从仪器设计、制造开始就注意搞好防霉防雾,仪器库存和使用中加强维护保养,是做好防霉防雾工作的重要保证。而如果仪器已经生霉起雾,就应及时处理,以免造成更大的损失。

仪器生霉起雾后应及时处理,否则时间长了,就会腐蚀光学零件的表面和镀膜,甚至于玻璃腐蚀,应及时用一般的混合液或乙基含氢二氯硅烷溶液擦洗,这种溶液即防雾,又有一定的除雾除霉作用。多倍仪的绿色滤光片大部分是磷酸盐玻璃,很容易起雾,而且很难擦干净,可以用稀的氨水清洗,而后用水洗净,再及时用混合液把滤光片表面擦干,但这种玻璃很不稳定,如果不用时,擦净放在干燥皿内,或及时作雾处理,否则还会生霉起雾。对硅酸盐玻璃尽量避免用碱性的物质去擦,因为碱对硅酸盐类有腐蚀作用。

如果当光学零件严重生霉起雾,并已腐蚀了玻璃,只有重新更换玻璃或重新把光学零件抛光。总之,光学仪器要以防为主,发现霉雾要及时处理掉,除霉雾后,要及时采取防雾防霉措施,才能保护仪器使之发挥更大的作用。

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