محاسبه اینچ لنز دستگاه لیزر CO₂

عدد اینچ در مشخصات لنز دستگاه لیزر CO2 معمولاً به فاصله کانونی لنز اشاره دارد. این مقدار با قطر فیزیکی لنز، فاصله نازل تا متریال یا ارتفاع هد یکسان نیست.

اگر مشخصات لنز قبلی روی قطعه یا بسته‌بندی قابل خواندن نباشد، می‌توان با یک روش تجربی فاصله تشکیل تصویر را بررسی کرد و از آن برای تخمین فاصله کانونی لنز استفاده کرد. این روش برای شناسایی تقریبی قطعه کاربرد دارد و جای مشخصات فنی سازنده یا اطلاعات هد را نمی‌گیرد.

منظور از اینچ لنز دستگاه لیزر چیست؟

در نام‌گذاری رایج لنزهای CO2، عددهایی مانند ۲، ۲٫۵ یا ۴ اینچ در نام لنزهای CO2 معمولاً به فاصله کانونی (Focal Length) آن‌ها اشاره دارند.

فاصله کانونی با این موارد تفاوت دارد:

• قطر فیزیکی لنز
• ضخامت لنز
• فاصله نازل تا متریال
• ارتفاع هد از سطح کار
• فاصله کاری دستگاه

بنابراین اندازه‌گیری قطر لنز یا فاصله نوک نازل تا قطعه، اینچ لنز را مشخص نمی‌کند.

فاصله کانونی لنز چگونه مشخص می‌شود؟

هنگامی که پرتوهای تقریباً موازی از یک لنز همگرا عبور می‌کنند، پس از لنز به سمت ناحیه فوکوس هدایت می‌شوند.

فاصله کانونی یک مشخصه اپتیکی لنز است و مقدار دقیق آن براساس نقاط مرجع اپتیکی لنز تعیین می‌شود. در بررسی کارگاهی می‌توان واضح‌ترین تصویر تشکیل‌شده را پیدا کرد و فاصله آن تا لنز را اندازه گرفت.

پیش از اندازه‌گیری اینچ لنز چه مواردی بررسی شوند؟

پیش از انجام آزمایش، ابتدا خود لنز، بسته‌بندی و اطلاعات هد بررسی شوند. اگر فاصله کانونی یا مشخصات قطعه روی لنز یا بسته‌بندی درج شده باشد، همان اطلاعات در اولویت قرار دارند.

اگر این اطلاعات در دسترس نیستند:

• سطح لنز از نظر آلودگی یا آسیب بررسی شود.
• سطح اپتیکی با دست لمس نشود.
• لنز از لبه نگه داشته شود.
• از یک سطح سفید و صاف برای مشاهده تصویر استفاده شود.
• اندازه‌گیری چند بار تکرار شود.
• در صورت مشخص‌بودن مدل هد، اطلاعات فنی آن نیز بررسی شود.

شباهت ظاهری دو لنز به معنی یکسان‌بودن فاصله کانونی آن‌ها نیست.

بررسی تجربی فاصله کانونی لنز با نور مرئی

برای بررسی تجربی می‌توان از یک منبع نور نسبتاً دور، سطح سفید و خط‌کش استفاده کرد. برای انجام این آزمایش از نور مستقیم خورشید استفاده نشود؛ متمرکزشدن نور می‌تواند باعث ایجاد حرارت و آسیب شود.

۱. آماده‌کردن لنز

لنز از لبه نگه داشته شود و سطح اپتیکی آن لمس نشود.

اگر روی لنز آلودگی شدید، خراش، ترک یا آسیب قابل مشاهده وجود دارد، ابتدا وضعیت قطعه بررسی شود؛ زیرا این موارد می‌توانند مشاهده تصویر را دشوار کنند.

۲. انتخاب منبع نور

لنز مقابل یک منبع نور نسبتاً دور قرار گیرد تا نور ورودی تا حد امکان به حالت پرتوهای تقریباً موازی نزدیک باشد.

چراغ‌قوه‌ای که در فاصله بسیار کمی از لنز قرار گرفته است گزینه مناسبی برای تعیین مستقیم فاصله کانونی نیست، زیرا نور خروجی آن الزاماً موازی نیست.

۳. قراردادن سطح سفید پشت لنز

یک سطح سفید در سمت خروج نور قرار گیرد.

فاصله میان لنز و سطح سفید به‌آرامی تغییر داده شود تا واضح‌ترین تصویر ممکن روی سطح مشاهده شود.

۴. پیدا کردن واضح‌ترین تصویر

لنز یا سطح سفید جابه‌جا شود تا تصویر در واضح‌ترین حالت قرار گیرد.

موقعیت به‌دست‌آمده چند بار بررسی شود تا خطای ناشی از تشخیص چشمی کاهش پیدا کند.

۵. اندازه‌گیری فاصله

فاصله تقریبی میان لنز و محل تشکیل واضح‌ترین تصویر با خط‌کش اندازه‌گیری شود.

بهتر است مقدار ابتدا برحسب میلی‌متر ثبت شود.

مقدار به‌دست‌آمده باید با مشخصات لنز و اطلاعات هد تطبیق داده شود.

تبدیل میلی‌متر به اینچ برای لنز

برای تبدیل مقدار فاصله کانونی از میلی‌متر به اینچ از رابطه زیر استفاده می‌شود:

فاصله کانونی برحسب اینچ = فاصله کانونی برحسب میلی‌متر ÷ ۲۵٫۴

مقادیر رایج:

برای مثال:

۵۰٫۸ ÷ ۲۵٫۴ = ۲ اینچ

این رابطه فقط تبدیل واحد را انجام می‌دهد. اگر عدد اولیه از آزمایش نور مرئی به دست آمده باشد، تبدیل آن به اینچ به‌تنهایی مشخص نمی‌کند که فاصله کانونی نامی لنز دقیقاً همان مقدار است.

محدودیت روش اندازه‌گیری با نور مرئی

این روش برای شناسایی تقریبی یک لنز ناشناخته قابل استفاده است، اما جای مشخصات فنی قطعه را نمی‌گیرد.

نتیجه این اندازه‌گیری به چند عامل وابسته است:

• فاصله منبع نور
• موازی‌نبودن کامل پرتوهای ورودی
• طول موج نور استفاده‌شده
• محل مرجع اندازه‌گیری روی لنز
• طراحی اپتیکی لنز
• خطای تشخیص محل واضح‌ترین تصویر

در اندازه‌گیری دقیق اپتیکی، فاصله کانونی نسبت به صفحات مرجع اپتیکی تعریف می‌شود. بنابراین فاصله‌ای که با خط‌کش از سطح خارجی لنز تا تصویر اندازه‌گیری می‌شود، ممکن است با فاصله کانونی مؤثر (EFL) تفاوت داشته باشد.

برای شناسایی قطعه، اولویت بررسی به این ترتیب باشد:

1. مشخصات درج‌شده روی لنز یا بسته‌بندی
2. اطلاعات فنی هد یا دستگاه
3. اطلاعات قطعه قبلی
4. نتیجه اندازه‌گیری تجربی، فقط زمانی که اطلاعات فنی در دسترس نیست

تفاوت فاصله کانونی با فاصله نازل تا متریال

فاصله کانونی یک مشخصه اپتیکی لنز است، اما فاصله نوک نازل تا سطح متریال، موقعیت مکانیکی هد نسبت به قطعه را نشان می‌دهد.

این دو مقدار یکسان نیستند و رابطه آن‌ها به طراحی هد و محل قرارگیری لنز بستگی دارد. بنابراین اندازه‌گیری فاصله نازل تا سطح کار، اینچ لنز را مشخص نمی‌کند.

خطاهای رایج در محاسبه اینچ لنز

اندازه‌گیری قطر لنز به‌جای فاصله کانونی

قطر لنز یک مشخصه فیزیکی جداگانه است و اینچ فاصله کانونی را تعیین نمی‌کند.

استفاده از منبع نور بسیار نزدیک

اگر منبع نور بیش از حد به لنز نزدیک باشد، پرتوهای ورودی تقریباً موازی نیستند و محل تشکیل تصویر می‌تواند تغییر کند.

اندازه‌گیری از نقطه نامناسب

فاصله کانونی دقیق نسبت به صفحات مرجع اپتیکی تعریف می‌شود. اندازه‌گیری از سطح خارجی لنز فقط یک تخمین کارگاهی ارائه می‌دهد.

اشتباه‌گرفتن فاصله نازل با فاصله کانونی

فاصله نازل تا متریال مشخصه مکانیکی دستگاه است و نباید به‌عنوان اینچ لنز در نظر گرفته شود.

یک‌بار انجام‌دادن اندازه‌گیری

تشخیص محل واضح‌ترین تصویر مقداری خطای چشمی دارد. آزمایش چند بار تکرار و نتایج با یکدیگر مقایسه شوند.

یکسان درنظرگرفتن نور مرئی و طول موج کاری CO2

محل فوکوس می‌تواند با طول موج تغییر کند. بنابراین عدد حاصل از آزمایش با نور مرئی، بدون بررسی مشخصات اپتیکی لنز، نباید معادل قطعی فاصله کانونی نامی آن در طول موج کاری دستگاه CO2 در نظر گرفته شود.

جمع‌بندی محاسبه اینچ لنز دستگاه لیزر

عدد اینچ در لنز CO2 به فاصله کانونی آن اشاره دارد و با قطر فیزیکی لنز یا فاصله نازل تا متریال یکسان نیست.

اگر مشخصات قطعه در دسترس نباشد، می‌توان با منبع نور نسبتاً دور، سطح سفید و خط‌کش، فاصله تشکیل واضح‌ترین تصویر را به‌صورت تقریبی بررسی کرد.

این نتیجه باید همراه با مشخصات لنز، اطلاعات هد و داده‌های قطعه قبلی بررسی شود و به‌تنهایی مبنای قطعی شناسایی لنز قرار نگیرد.

پس از مشخص‌شدن فاصله کانونی لنز

پس از شناسایی تقریبی فاصله کانونی، قطر، مدل هد و سایر مشخصات قطعه نیز بررسی شوند تا لنز جایگزین با دستگاه سازگار باشد.

برای مشاهده گروه‌های مختلف و مشخصات لنزهای موجود می‌توان به صفحه لنز دستگاه لیزر مراجعه کرد.