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溶融アルミの異物観察におすすめのフィルターについて
- 溶融アルミの表面の異物を鏡面ハレーションの影響なく観察する方法をお探しですね。真っ暗な暗室で赤外カメラを使用することで、ハレーションを排除できるかもしれません。
- しかし、アルミ容器の淵がアルミ浴に映り込んでしまう問題があります。この問題を解決するために、変光フィルター（PLフィルター）と赤外フィルター（IRフィルター）の両方の機能を持つフィルターを使用すると良いでしょう。
- これらのフィルターを使用することで、熱エネルギーの映り込みを排除し、溶融アルミの異物をクリアに観察することができます。溶融アルミの異物観察には、変光フィルターと赤外フィルターを組み合わせたフィルターがおすすめです。
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アルミの放射率ってものすごく低くて相当な加熱でも放射熱を感じないので危険ですよね。 赤外、偏光の複合フィルターは多分売ってないと思います。 現実的なのは回答(3)ohkawaさんの意見と同じくIRフィルターとPLフィルターのスタック使用と思います。 カメラの種類が分かりませんが一般的なCマウント、CSマウントのCCTVレンズを使っている場合、Thorlab社のレンズチューブシステムが使えるかもしれません。 SM30シリーズのネジが一部CCTVレンズのフィルターネジと同じM30 P0.5です。 光学素子は外径が1インチのものが豊富なのでSM1シリーズのものを使う事になると思います。 SM1A15のSM30外ネジ-SM1内ねじアダプタで変換可能です。 大口径レンズなら外径2インチのSM2シリーズを使い、アダプタは特注又は自作とすることになります。 Thorab社はラインナップが狂ってる(褒め言葉)レベルで豊富なのでケージシステムシリーズと組み合わせると他社では不可能な光学系が組めるので多用しています。 あと、空のレンズチューブだけ買って、他社製フィルター(シグマ光機とか)を入れるとかもよくやります。 (最近はラインナップ豊富なのでほとんど必要ありませんが) フィルター類は適切なARコート付を選ばないとゴースト発生の危険があります。 (シリコンオイルなどを使い屈折率マッチングを取って接合という手もあるけど使い勝手がわるいのでお勧めしません。) 無意味に効果なネタ的提案だと、一度SLM(空間変調子)の素子上で結像を行い、ハレーション減となる部分だけフィルタリングする見たいな方法もおもしろそうだったりして。 (SLMが200万円位するし、カメラ画像からSLM制御するフィードバックシステムが必要だから1000万円位で出来ればラッキーレベルですが…) 以下は他の回答者の方への突っ込みです。 回答(2)ははは様 今回の対象は熱による黒大放射であり、所定の熱平衡状態の時に発生している電子の加減速運動に伴う双極子放射であり、原子やイオンの価電子が高エネルギー状態から低エネルギー状態に遷移する時の発光である炎色反応は全く異なる事象です。 炎色反応を例に出すことは不適切では無いかと思います。
状況をよく把握できていないので、頓珍漢な回答かもしれませんが・・・ それぞれ単体のＰＬフィルターとＩＲフィルターを重ねて使うのでは 都合が悪いことがありますか？ 余計なお世話とは思いますが、 溶融アルミの温度であれば、熱放射はカメラの感度に対して十分すぎる ほど大きいと思います。また、暗室で観測することが可能であれば、 観測に対してノイズ成分となる可視光線はシャットアウトされているの ですから、ＩＲフィルターを使うまでもなさそうに思いますが、如何で しょうか？ 考慮した方がよさそうなことは、ＰＬフィルターの赤外領域での偏光特性 です。液晶ディスプレーなどに使うＰＬフィルターは、容易に手に入りま すが、このようなＰＬフィルターが、赤外領域でも偏光特性を維持してい るのか心配です。 赤外領域で良好な特性のＰＬフィルターが入手可能であって、暗室で 観測する条件を整えられるのであれば、ＩＲフィルターは不要なように 思いますが、如何でしょうか？ ＩＲフィルター： 上記の回答では、可視領域を遮り、赤外領域だけを透過する特性の波長 特性のフィルターと考えました。溶融アルミの温度から放射される 大きな赤外放射を低減する目的を想定なさっているならば、考え直す 必要がありそうですので、ご指摘くださるようにお願いします。
お礼
ohkawa様 色々と細かくご見解頂き有難うございます。 ご見解頂きているのは正にに当方が推察している現象です。 ＞鏡面性を保っているアルミ溶湯の表面は、放射率が0に近く、赤外画像では ＞相対的に暗く見えます。それに対して、容器の内壁の放射率は1に近く、 ＞アルミ溶湯の表面よりも強い放射が発生します。この放射がアルミ溶湯の ＞表面に反射して、白く（相対的に明るく）みえていると思います。 ＞放射率が違っても、温度が近ければ、波長分布に大きな違いはありません やはりカットオフ波長の異なるフィルターでも映り込み抑制は期待できない？ でしょうか？ 経験がなく非常に迷ってます。 偏光フィルターを試そうと思ってますが、偏光フィルターは可視にしか有効で無い様に聞きました。 赤外領域での偏光フィルターがあれば即飛びつくのですが。。。。
補足
いろんな方案のご提案まで頂ありがとうございます。 感謝いたします。 ＞ＰＬフィルターとＩＲフィルターを重ねて使うのでは・・・ 非常に良いアイデアかもしれません、試してみます。 ＞ＩＲフィルターを使うまでもなさそうに思いますが、如何でしょうか？ IRﾌｨﾙﾀｰを使わない場合は溶融アルミの放射を検出してしまい 表面に浮遊している異物の確認が難しい状況でした。 溶融ｱﾙﾐが容器満ﾀﾝの場合はﾊﾞｯﾁﾘ異物のみが見えています。 ＞考慮した方がよさそうなことは、PLﾌｨﾙﾀｰの赤外領域での偏光特性です やはり容器の淵から発せられる赤外光もﾌｨﾙﾀﾘﾝｸﾞする様なﾌｨﾙﾀｰの探索が必要だと思います。 可視があるとｱﾙﾐ表面に反射して表面がﾊﾚｰｼｮﾝして異物が見えない為IRﾌｨﾙﾀｰを採用してます。よって現在は溶融アルミの温度から放射される大きな赤外放射のみを低減できていると思ってますが、容器淵の映り込みがネックです。ＩＲﾌｨﾙﾀｰではその映り込みが真っ白に移り容器内の一部の異物が見えない状況なのです。 溶融アルミ温度は650度前後です。
NDフィルター >>エネルギーが映り込んでいる プランクの法則 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%97%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%82%AF%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87 アルミ自体が光ってます
補足
早速のアドバイスありがとうございます。 質問が分かり難くすみません。 アルミ自体は光っているのは分かっています。よって光る要因である照明影響をなくすため、暗室で赤外線カメラで見ています ＞アルミ自体が光っていますとのことですが、光源がないので光っている訳ではないと思いますが。。。。 アルミを容器いっぱいに入れると容器の淵の影響なしに暗室でも溶融アルミ表面は見えてます。 アルミが減ってきて容器の淵が出てくると容器淵が溶融アルミ表面に反射しているように表層が一部が白く見えます。 よって エネルギ放射か？ 放射率の違うものが移りこんでいるかと。。。。 可視画像ではないのですが、この反射を抑えるフィルターがないものかと思ってます。
見たことあるけど可視光写真用なので帯域が一致しませんね 今回の目的ではIRのBPFを何種類か用意しないといけないと思うので別に用意することになると思います。
補足
早速ありがとうございます。 やはり 映り込みの放射のみカットするＩＲのＢＰＦ幾つかで試すしかないですかね ＰＬフィルターは可視領域のものしかない？のですかね
お礼
ノワネ様 提案含め非常に有用な情報有難うございます。 現在使っている赤外カメラでは溶融亜鉛容器の渕が白く写ってしまっており どうやら他より波長が短いのが要因の様です 現在の赤外フィルターは700nm～1200nmの物である為ご紹介頂いたThorab社を調べたら850nm(FGL850L）以上のフィルターがありそうですのでまずそれで試してみたく思います。 ARｺｰﾄ付もある様で非常に豊富なラインナップがありました 色々工夫すれば装着も可能と思います。 試してみます。 大変助かりました。 有難うございます。 感謝申し上げます。