Manuale stereo microscopio Forinst XTS01

STEREO MICROSCOPIO ZOOM TRINOCULARE
Mod. FORINST XTS O11
Lo stereo microscopio modello XTS O1 è particolarmente indicato per l’analisi dei grafismi su tessuto
cartaceo.
Premessa:
Il microscopio uno strumento che consente la visione di oggetti a medio/forte ingrandimento. Ogni
microscopio è costituito essenzialmente da due gruppi ottici fondamentali: un obiettivo ed un oculare.
La distanza tra l’oculare e l’oggetto dell'osservazione è invariabile in qualsiasi tipo di microscopio, la messa
a fuoco dell'oggetto avviene attraverso uno spostamento meccanico del sistema ottico utilizzato.
Il documento oggetto della osservazione deve essere opportunamente illuminato:
dal basso (illuminazione in “trasmissione”) tramite gli opportuni sistemi di illuminazione a corredo dello
strumento più avanti descritti, oppure lateralmente o in asse rispetto all’obiettivo (illuminazione in
“riflessione”).
Per ottenere un maggiore ingrandimento è possibile intervenire con delle lenti addizionali, oppure
sostituendo gli oculari con altri modelli che consentono una maggiore magnificazione.
Esistono sostanzialmente due tipologie di microscopi (ottici):
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REV 2.0 [FORINST si riserva il diritto di apportare modifiche tecniche o di altro tipo senza preavviso]
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I MICROSCOPI BIOLOGICI e gli STEREO MICROSCOPI.
I microscopi biologici dispongono di ottiche in grado di raggiungere ingrandimenti molto elevati, dai 20x
fino a 1000x e oltre.
Per questo motivo i microscopi “biologici” meglio si prestano all'osservazione di microorganismi (cellule,
fibre, batteri, che tipicamente vengono posti su vetrini. Questi microscopi non sono adatti all'osservazione
di corpi opachi o con spessore elevato.
Esistono sia biologici monoculari (per l’osservazione con un solo occhio), binoculari (per l’osservazione con
entrambi gli occhi) e trinoculari2. Tuttavia l'immagine non risulterà tridimensionale, in quanto l'obiettivo di
osservazione è singolo.
Al contrario, gli stereo microscopi sono caratterizzati da una visione 3D di ciò che si sta osservando in
quanto sono dotati di coppie di obiettivi e oculari che lavorano simultaneamente dando una visione
realistica del soggetto.
Normalmente questi strumenti hanno ingrandimenti che variano da 10x a 90x, ma possono arrivare fino a
180x nelle versioni più sofisticate (e oltremodo costose, dove vengono richieste elevatissime prestazioni).
Gli stereo microscopi sono quelli che meglio si prestano per l'osservazione del grafismi e del tessuto
cartaceo.
Perché, per l’analisi dei grafismi è da preferirsi uno stereo microscopio:
Innanzi tutto, come già accennato, perché lo stereo microscopio è uno strumento che consente di “vedere”
i grafismi in tre dimensioni, in quanto osservando un reperto da due angoli leggermente diversi rispetto al
microscopio biologico, si ottengono le due immagini necessarie per la visione stereoscopica.
Nozioni di base sulla stereoscopia
Chiunque guardi lo schermo di un computer percepisce di stare osservando un'immagine di una scena
“non reale”.
Questa differenza proviene dal fatto che nel nostro mondo tridimensionale gli occhi ci forniscono due
immagini diverse tra loro. Questo perché nello spazio, i nostri occhi sono in due posizioni distinte, separate
tra loro di circa 65mm. Al cervello giungono quindi due rappresentazioni grafiche, che vengono
successivamente “processate” per creare un'unica immagine contenente una precisa percezione della
profondità.
Osservando un’oggetto fisico, la visione è stereoscopica in quanto ogni occhio ha la sua visione
dell'oggetto, ma guardando una foto del medesimo, questa fornisce un'immagine priva di informazioni
riguardo alla profondità: l’immagine risulta “piatta”, in quanto entrambi gli occhi si trovano ad osservare la
medesima informazione.
Il principio della “tridimensionalità”
Perchè l'uomo è in grado di osservare gli oggetti con una visione tridimensionale? Essenzialmente per il
fatto, come già accennato, che gli occhi sono posti ad una certa distanza uno dall'altro, ne consegue che
ognuno fornisce al cervello un'immagine bidimensionale presa da un punto di vista leggermente diverso
rispetto all'altro.
Un semplice test consiste nel provare ad osservare un oggetto molto vicino a noi, prima con un occhio e
poi con l'altro: si noterà macroscopicamente la diversità tra le immagini fornite da ciascun occhio. Pur
trattandosi del medesimo oggetto, questo verrà osservato da due differenti “visuali” (angolazione
prospettica leggermente diversa) che sono alla base della cosiddetta “visione stereoscopica”.
Come riprodurre la realtà?
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I microscopi “trinoculari” dispongono di un percorso ottico addizionale per consentire l’acquisizione di immagini
mediante telecamera o fotocamera digitale)
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Per ottenere una visione “stereo” occorre quindi avere due immagini dello stesso soggetto riprese da “due
punti di vista” diversi e fare in modo che ciascun occhio possa vedere soltanto l'immagine che gli compete.
Successivamente il nostro cervello, analizzando le differenze riscontrate tra le due immagini (per via del
parallasse) ci consentirà di percepire anche la profondità di ciò che stiamo osservando.
Ecco il motivo per cui lo stereo microscopio è dotato di due percorsi ottici distinti. Lo stereo microscopio,
osserva gli oggetti principalmente per mezzo della luce riflessa e il suo ingrandimento, tipicamente
compreso fra 8-50 volte, ha ingrandimenti inferiori di quelli del microscopio biologico; con questo strumento
non è possibile osservare oggetti di dimensioni micrometriche3.
In apparenza il fattore di ingrandimento (non particolarmente elevato) dello stereo microscopio può
sembrare una limitazione, al contrario lo stereo microscopio presenta tutta una serie di vantaggi (che in
buona parte lo rendono unico, perlomeno per l’utilizzo da parte di un Perito, specializzato per l’analisi
documentale)
I principali vantaggi sono:
a) innanzi tutto lo stereo microscopio opera “a distanza” rispetto al documento da esaminare. Questo è un
vantaggio non indifferente, in quanto consente all’operatore di poter agevolmente posizionare i vari sistemi
di illuminazione, senza toccare il foglio e senza dover fissare il medesimo mediante supporti rigidi metallici,
ecc con eventuali conseguenze disastrose per il documento stesso, qualora il medesimo dovesse subire
una lacerazione, taglio, ecc. dagli strumenti meccanici sopra menzionati.
b) lo stereo microscopio è adatto ad osservare un target che è già visibile ad occhio nudo: un testo
manoscritto o dattiloscritto, un carattere alfanumerico, una sigla, una firma, ecc. Ne consegue che il suo
impiego risulta di estrema semplicità di utilizzo, anche da parte di personale non esperto.
Al contrario, nel caso del microscopio biologico, si devono osservare soltanto campioni minuscoli, invisibili
ad occhio nudo. Inoltre la piccola porzione del documento da esaminare (per poter essere focalizzata)
deve essere posizionata a pochi millimetri dalla lente. Ciò comporta il fatto che il documento venga posto
su un tavolino X Y dotato di movimentazione micrometrica. In caso contrario è sufficiente, anche solo per
una semplice disattenzione, spostare il documento di pochi decimi di millimetro oltre il necessario, per
“perdere il punto del grafismo” che si stava analizzando…
c) un forte fattore di magnificazione (per l’analisi dei grafismi) non serve a nulla, anzi! E’ del tutto inutile per
un Perito Grafico arrivare ad osservare (per esempio) la singola fibra di cellulosa che compone il tessuto
cartaceo.
Un grafismo (a un fattore di ingrandimento così elevato) perde del tutto il proprio “significato”.
Al contrario, un operatore del settore, dedicato all’analisi documentale, deve poter agevolmente
discriminare (tipicamente) quanto segue:
- il livello di indentazione dei solchi di un manoscritto
- la presenza di microgranuli di Toner sul foglio, per stabilire se il documento è stato stampato da una
Laser Printer, oppure se trattasi di una fotocopia e non di un documento genuino.
- se è stata utilizzata una stampante a colori per generare un documento (apparentemente)
monocromatico.
- se un carattere da stampa è stato generato da una Ink Jet, piuttosto che da una Laser Printer (nel caso di
quest’ultima sono osservabili i caratteri “in rilievo”, sempre grazie alla visione stereoscopica)
- tracce di abrasioni (sospetta contraffazione di un grafismo per alterare una data, ecc.)
- variazioni della tonalità dei pigmenti degli inchiostri. Vedi per es. nel caso di una correzione/aggiunta di
testo (mediante un altro strumento scrittore) in un testamento, ecc. per alterare il vero contenuto dello
scritto preesistente), ecc.
Per completezza, vengono qui di seguito brevemente elencati gli altri tipi di microscopi presenti sul
mercato.
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Un micrometro corrisponde alla millesima parte di un millimetro.
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Microscopio monoculare
Microscopio dotato di un singolo percorso ottico: l'osservatore guarda il preparato con un solo occhio.
Microscopio binoculare
Microscopio comprensivo di due percorsi ottici distinti. Ciò consente all'osservatore di guardare con
entrambi gli occhi. Alcuni tipi particolari di microscopi binoculari, (come nel nostro caso, detti
stereoscopici) consentono una visione tridimensionale degli oggetti.
Microscopio trinoculare
Analogo al microscopio binoculare ma con l’aggiunta di un terzo percorso ottico, per consentire di acquisire
delle immagini da fotocamera/telefamera, ecc. mediante il terzo raccordo ottico/meccanico di cui sopra.
Microscopio invertito
Particolare tipo di microscopio composto, proposto verso il 1850, nel quale il preparato è illuminato dall'alto
e osservato dal basso (quindi da qui il nome "invertito" ovvero rovesciato).
Sotto il preparato si trova infatti un prisma che riflette i raggi luminosi nel tubo ottico. Grazie a questo
accorgimento è possibile osservare reazioni chimiche senza che i gas o le effervescenze da esse generate
disturbino la visione. Per tale ragione i microscopi di questo tipo sono anche detti chimici. Adatto anche alla
visualizzazione di preparati in capsule petri o fiasche per la coltura dei tessuti.
Microscopio a campo chiaro
Nella microscopia in campo chiaro a luce riflessa, la luce colpisce i particolari piatti nel campione
(perpendicolari all’asse ottico) e viene riflessa nell’obbiettivo dove appare chiara nell’immagine.
Il contrasto si ottiene mediante significative variazioni in termini di assorbimento e riflessione della
superficie planare. In altre parole, la luce che colpisce zone non planari della superficie, viene “deviata” e
appare scura nell’immagine. Ciò consente di ricostruire le microstrutture del tessuto in esame in modo
indiretto. Specifici trattamenti superficiali (chimici e meccanici) permettono di evidenziare ciò che si vuole
ottenere dall’analisi (grani, inclusioni, eccetera)
Microscopio polarizzatore
Microscopio composto nel quale è possibile far passare attraverso il preparato un fascio di luce polarizzata
generata da un particolare prisma (Vedi prisma di Nicol). Un secondo prisma inserito nell'oculare funge da
analizzatore. Questi strumenti vengono utilizzati per le analisi in mineralogia (cristallografia, ecc.) per
studiare le strutture cristalline grazie alle particolari immagini e colorazioni da esse fornite quando sono
attraversate dalla luce polarizzata.
Microscopio a contrasto di fase
Il microscopio a contrasto di fase sfrutta l’interferenza tra la luce diretta proveniente dalla sorgente e quella
diffratta (deviata) dal preparato, per far risaltare meglio i particolari del campione. Un dispositivo di forma
anulare riduce l'intensità della luce diffusa e, contemporaneamente, introduce uno sfasamento di un quarto
di lunghezza d'onda tra due raggi paralleli incidenti sul campione.
Questo particolare microscopio è impiegato per lo studio di tessuti biologici, (in biologia, in medicina, ecc).
Il principale vantaggio consiste nel fatto di non dover ricorrere a colorazioni artificiali, al fine di poter
osservare preparati in vita.
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Microscopio a campo scuro
Il microscopio a campo scuro opera sul principio della “illuminazione in campo scuro”. Ciò produce l’inverso
del contrasto di immagine che si ottiene dall’analisi nel caso di un campo chiaro. La luce che viene deviata
viene raccolta ed appare chiara nell’immagine, mentre la luce che si riflette direttamente non dà alcun
contributo nella formazione dell’immagine. Tuttavia per superfici che presentano inclinazioni locali, si può
ottenere una riflessione che contribuisce all’immagine e produce macchie brillanti. Ne consegue che
questa tecnica risulta sensibile nel caso di superficie irregolari. Tuttavia questo particolare microscopio
consente di osservare le variazioni di colore della microstruttura, tutt’altro che facilmente distinguibili nel
caso dell’analisi in “campo chiaro”. L’illuminazione per la riflessione in campo scuro è ottenuta usando uno
specchio a forma anulare che avviluppa il percorso del raggio luminoso e sostituisce lo specchio
semiriflettente.
Microscopio metallografico
Il microscopio metallografico viene tipicamente impiegato nell’industria meccanica di precisione.
Questo strumento opera con fattori di magnificazione molto elevati e non è in grado di osservare oggetti in
trasparenza, per via della loro opacità. Al contrario questi tipi di campioni vengono osservati per riflessione.
Ne consegue che il gruppo ottico del microscopio raccoglie non tanto la luce che ha attraversato il
campione ma la luce che è stata riflessa dal campione.
Il microscopio metallografico permette di vedere le microstutture che si differenziano principalmente per la
loro differnte colorazione.
Perché, per l’analisi dei grafismi è da preferirsi uno stereo microscopio dotato di stativo a
sbalzo, rispetto a un classico stereo microscopio da banco:
Lo stereo microscopio classico, presenta il vantaggio di essere decisamente più economico rispetto a
quello dotato di stativo a sbalzo.
Normalmente questo economico microscopio è già dotato di serie di due illuminatori (luce in trasmissione e
in riflessione). Tuttavia questi illuminatori, proprio per il fatto che sono incorporati nella meccanica dello
strumento, non consentono una “flessibilità di manovra”. Inoltre le ridotte dimensioni dell’area operativa
sottostante il gruppo ottico, rendono questo strumento poco adatto ad analizzare un documento. (a
seconda dei grafismi da osservare, soprattutto se questi sono disposti alle estremità del reperto, occorre
piegare il foglio, oppure ruotare il medesimo di 90° o 180°. Il problema si pone anche quando i grafismi
sono disposti nell’area centrale del foglio…)
Al contrario, lo stereo microscopio con stativo a sbalzo non soffre dei problemi sopra esposti. Per esempio
è possibile ispezionare tranquillamente anche un foglio formato A/3, oppure un voluminoso dossier dove il
documento da ispezionare non può essere asportato.
Riguardo ai sistemi di illuminazione, lo stereo microscopio con stativo a sbalzo “nasce” (volutamente)
senza alcun accessorio di questo tipo, per lasciare libero l’utilizzatore di scegliere le sorgenti di luce che più
si adattano alle proprie esigenze. Nelle pagine seguenti vedremo meglio descritti i sistemi di illuminazione
disponibili.
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SPECIFICHE TECNICHE INERENTI ALLE PRESTAZIONI DELLO STEREO MICROSCOPIO Mod.
FORINST XTS O1, IN FUNZIONE DELLE OTTICHE DISPONIBILI4
4 Nota: solo alcune delle ottiche indicate in tabella sono fornite di corredo con lo stereo microcopio. Per eventuali quotazioni
relative alle ottiche addizionali, richiedere un preventivo alla Forinst di Torino.
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Componenti
.
7
8
6
3
1
2
4
5
1. Stativo
2. Obiettivi
3. Manopola fuoco micrometrico
4. Manopola fuoco macrometrico
5. Ghiera di blocco
6. Manopola di blocco
7. Oculari
8. Testa Trinoculare
Messa a fuoco macrometrica e micrometrica.
Lo strumento utilizza un meccanismo coassiale di messa a fuoco macrometrica e micrometrica. La
manopola 4 regola il fuoco macrometrico, mentre la manopola 3 regola quello micrometrico. Dopo aver
inserito il documento da esaminare sulla base dello stativo, agire sulla manopola del fuoco macrometrico
per avvicinarsi alla condizione di fuoco, ottimizzare quindi la messa a fuoco dell’immagine tramite la
regolazione micrometrica.
La ghiera di blocco è relativa alla regolazione della frizione per evitare che il gruppo del microscopio
trinoculare possa scendere per proprio peso, evitando un contatto non desiderato tra gli obbiettivi ed il
documento oggetto della osservazione microscopica.
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figura 1
Regolazione della distanza interpupillare
Con riferimento alla figura 1: mettere il campione di riferimento (righello, ecc.) sul piano e mettere bene a
fuoco. Adattare la distanza interpupillare guardando il campo di vista a destra e a sinistra fintanto che “le
due immagini” (di destra e di sinistra) non si uniscono, fornendo una unica immagine per entrambi gli occhi.
figura 2
Adattamento delle diottrie
Con riferimento alla figura 2: mettere il campione sul piano. Iniziare a osservare il campione di riferimento
(righello, ecc.) lungo il percorso ottiico di Dx (con l’occhio destro), aggiustare il fuoco macro e micrometrico
fino a vedere un’immagine chiara. Ripetere la medesima operazione attraverso il percorso ottico di Sin.
(con l’occhio sinistro) e agire sul controllo della diottria fino a quando l’immagine non risulterà
perfettamente focalizzata.
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Gruppi di illuminazione abbinabili allo strumento di base
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3
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2
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Esistono diversi sistemi di illuminazione dei grafismi, a seconda delle caratteristiche di trasparenza,
opacità, riflettanza degli inchiostri.
Nella foto di cui sopra possiamo osservare lo stereo microscopio, comprensivo del set di illuminazione a
corredo del medesimo:
1) Illuminatore dotato di faretto dicroico a trasmissione di luce fredda (bianca) mediante due guaine
metalliche a fibre ottiche semirigide orientabili;
2) Illuminatore anulare a luce diffusa (bianca) in fluorescenza ad alta frequenza;
3) Illuminatore a luce diffusa (bianca) mediante faretto dicroico orientabile e ad intensità regolabile;
4) Pianetto in vetro rialzato per un’agevole osservazione di documenti in luce trasmessa mediante tavoletta
luminosa, ecc.;
5) gruppo illuminatore in polarizzazione della luce riflessa;
6) Telecamera Colori / IR da 5 Megapixel serie Forinst “Star Gate”;
7) sorgenti di illuminazione a batterie nel visibile, UV e IR.
I sistemi più utilizzati sono: quello in riflessione e a diffusione. Nel primo caso, la luce proveniente da una
sorgente di luce a incandescenza (o in fluoresscenza). Al contrario, quando si utilizza l’illuminazione in
trasmissione, la sorgente di luce attraversa completamente i grafismi, mettendo in risalto le zone di
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transizione chiaro/scuro e le zone in cui vi è assenza parziale o totale di inchiostrazione (per esempio
all’interno dei solchi generati da una penna a sfera a rotolamento.
Mediante la tecnica della luce trasmessa è facilmente riconoscibile la stampa generata da una laser printer
rispetto a quella di una Ink Jet.
Le guaine semirigide inoltre consentono di illuminare la superficie del tessuto cartaceo anche in condizioni
di forte angolazione (anche in condizioni di quasi/radenza), in modo da esaltare sia le profondità dei solchi
(o i rilievi del Toner), oppure di individuare la presenza di solchi ciechi, ecc.
Ovviamente l’operatore dovrà prendere dimestichezza con gli illuminatori sopra menzionati per stabilire
autonomamente quale di questi è più indicato, a seconda di cosa dovrà essere messo in risalto. A tal
proposito si suggerisce la lettura di documentazione specifica, reperibile sul mercato.
Alcuni esempi di grafismi ripresi dallo stereo microscopio e successivamente acquisiti e
digitalizzati da telecamera digitale
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La installazione della telecamera sul raccordo trinoculare dello stereo microscopio
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2
3
La telecamera digitale deve essere montata sullo stereo microscopio attraverso il percorso ottico indicato in
figura con il n.1, presente sul retro della testa trinoculare.
Tra la telecamera e il raccordo sopra citato, occorre utilizzare un adattatore (solo meccanico, oppure
ottico/meccancio) indicato con il numero 2 (per ulteriori dettagli Vedi manuale istruzioni per il montaggio
dello stereo microscopio e relativi accessori)
Per poter visualizzare le immagini digitali sul display del PC, occorre agire sulla leva meccanica a
scorrimento, indicata con il numero 3. La leva agisce all’interno del percorso ottico relativo al canale di Dx,
movimentando uno specchio:
•
•
posizione della leva inserita all’interno del gruppo trinoculare: l’immagine viene trasmessa (solo)
attraverso l’oculare di Dx.
posizione della leva verso l’esterno del gruppo trinoculare: l’immagine viene deviata (solo) alla
telecamera (sempre sul medesimo percorso ottico del canale di Dx del microscopio).
Nota:
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quando la telecamera è in funzione, l’operatore può comunque osservare i reperti mediante lo stereo
microscopio, ma solamente attraverso il canale di sinistra. Se l’operatore desidera visualizzare l’immagine
anche sull’oculare di Dx, non ha che da spostare nuovamente la leva sopra descritta verso la testa
trinoculare.
NORME GENERALI DA SEGUIRE PER LA MANUTENZIONE ORDINARIA
Sostituzione delle lampade alogene, a fluorescenza e fusibili:
1) Innanzi tutto staccare il cavo di alimentazione del sistema di illuminazione dalla presa di rete a 220Volt
2) Estrarre la lampadina esausta dal supporto e sostituirla con quella di ricambio fornita in dotazione con lo
stereo microscopio.
3) Inserire la nuova lampadina nel supporto, evitando di toccarla direttamente con le dita (il contatto diretto
con la pelle può accorciare la vita della lampadina stessa).
4) Una volta posizionata e allineata correttamente la lampadina, reinserire la presa di corrente,
Qualora, nonostante la sostituzione della lampadina, anche quella nuova non dovesse accendersi,
accertarsi che il fusibile sia ancora buono, procedendo come indicato nel punto successivo.
5) Fusibile: disconnettere l’alimentazione e togliere il cavo di alimentazione dalla presa di corrente, quindi
allentare la vite del fusibile provvedendo alla sostituzione del vecchio fusibile con un fusibile di analoghe
dimensioni e amperaggio.
Se dopo tale operazione il sistema di illuminazione non dovesse ancora risultare funzionane, contattare il
laboratorio della Forinst per la richiesta di assistenza tecnica.
Nota: e buona regola non lasciare per lungo tempo il controllo luce nella posizione di massima
luminosità poiché questo potrebbe ridurre la durata della sorgente di luce.
Pulizia delle lenti
Di tanto in tanto. spolverare le lenti con un panno morbido, tipo quello fornito con le lenti da vista. Il panno
può essere leggermente imbevuto di alcool o dietilbenzene.
Quando lo stereo microscopio non viene utilizzato è consigliabile coprire i due oculari con i relativi tappi
rossi in plastica di dotazione.
Pulizia delle parti verniciate
La polvere nelle parti verniciate può essere rimossa con una garza; per le macchie di grasso è consigliata
una garza leggermente imbevuta con benzina avio. Non usare solventi organici come alcol, etere o altri
solventi per pulire le parti verniciate o i componenti plastici.
Copertura del microscopio durante il non impiego
Quando lo stereo microscopio non viene utilizzato è opportuno isolarlo dalla polvere mediante una
protezione di un telo in plastica o di tessuto. Lo strumento deve essere installato in un locale asciutto e
privo di umidità.
Oculari, lenti addizionali e accessori durante il non impiego dello stereo microscopio
Si consiglia vivamente di depositare tutti i gruppi ottici in contenitori chiusi al riparo dalla polvere e dagli
agenti atmosferici.
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