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Lampade di calibrazione per spettroscopia

Le nuove tecniche per studiare e comprendere la natura di tanti fenomeni celesti.

Messaggioda Paolo » 10 feb 2011, 18:36

Urca, complimenti per la notevole QE nel blu-violetto! In effetti io tenevo conto dei sensori Sony che hanno l'intero profilo spostato verso il rosso rispetto a molti KAF e nel violetto non sono cosi' sensibili.

Non so dirti sulla pendenza della curva di trasmissione sotto i 400 nm, c'e' da aspettarsi una discesa piuttosto ripida ma partendo da una QE di 45 c'e' ancora molta sensibilita' in ballo.

Ci sono delle righe tra i 300 e i 400nm che è possibile generare facilmente per provare a vedere come si comporta il sensore da quelle parti ?

Si, nelle lampade ai vapori di mercurio ce ne sono nel range che hai indicato. Il grosso problema a livello pratico e' che c'e' la tendenza ad un fuori fuoco esponenziale man mano che si va verso l'ultravioletto, quindi le sottili righe potrebbero non vedersi facilmente essendo sparpagliate. Forse e' meglio usare una luce a spettro continuo come il LED (o una alogena ad alta temperatura colore). C'e' un punto in cui lo spettro registrato ha un'intensita' che raggiunge il livello di fondo, attribuibile con molta probabilita' alla perdita di QE del sensore. In fase di ripresa bisogna fare delle prove variando il fuoco e la durata dell'esposizione. Di tutto il range spettrale, l'analisi della regione UV e' quella piu' critica...

Paolo, mi è anche venuto in mente che le stelle particolarmente gonfie che venivano nelle immagini riprese dalla mia camera col tuo Pentax75 potrebbero essere causate da un eccesso di sensibilità nel blu-UV. Che ne pensi ?

Accidenti, se non avevi ne' filtri taglia UV/IR e ne' il vetrino di protezione del sensore sicuramente la QE ha giocato moltissimo su quegli aloni. Poteva essere sufficiente un filtro come l'astronomik L (x luminanza) per ridurre il problema...

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Messaggioda Paolo » 18 giu 2011, 16:26

Novita' non belle per la lampada ottimale di calibrazione (quella con la croce blu). Sono stato un paio di settimane fa a Tolosa ed ho verificato in un negozio Habitat che purtroppo quel modello non viene piu' realizzato. Rimangono in commercio altri tipi che contengono meno argon (rosa con foglie oppure dischetti bicolori). Chi ha il vecchio tipo se lo tenga stretto! A me ne rimangono solo due gia' promesse a Marco e Dario.

Christian Buil ha fatto delle prove per stabilire il corretto utilizzo di queste lampade. Il suo lavoro e' sintetizzato qui:

http://astrosurf.com/buil/isis/He_calib ... method.htm

Ricordo che questo tipo di lampade serve per poter calibrare in lunghezza d'onda anche nel range spettrale che va dal blu al giallo, non coperto dalla lampada al neon (come quella in dotazione al Lhires III).

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Messaggioda Paolo » 4 ago 2015, 12:23

Ho fatto una piccola scorta di starter Relco che avevo cercato senza successo in precedenza (trovate presso un piccolo negozio di materiali elettrici).

relco.jpg

Le lampade sono le stesse usate nel nuovo modulo di calibrazione del Lhires III, nonche' impiegate in quello dell'Alpy 600.

Per divertimento ne ho accesa una usando la corrente di rete (ci sono un paio di resistenze in parallelo da 68 KOhm nel circuito elettrico).

lamp_on.jpg

Come soluzione alternativa all'uso della rete elettrica a 220V si potrebbe costruire un piccolo circuito elevatore di tensione (alimentazione con batterie a tensione di qualche volt soltanto). Marcello Cucchi propone nel suo sito l'utilizzo dell'elettronica delle vecchie camere usa e getta con piccole modifiche:

http://www.marcellocucchi.altervista.or ... nlamp.html

La lampada genera una infinita' di righe di emissione grazie all'argon e al neon contenuti al suo interno:

calib.jpg

(fonte: http://www.astrosurf.com/buil/alpy600/first_light.htm)

La loro lunghezza d'onda e' nota e un elenco e' riportato in questo documento di Richard Walker:

http://www.ursusmajor.ch/downloads/sque ... es-3.0.pdf

Le lunghezze d'onda possono essere verificate anche sul NIST:

http://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html

Da quanto ho potuto leggere sul web possono esserci piccole differenze nello spettro tra una lampada e l'altra (riguarda piu' che altro l'intensita' delle righe).

La lampada Ne/Ar e' fondamentale per la calibrazione di spettri ad alta risoluzione, specie nelle regioni del blu-verde che risultano troppo povere di righe usando il modello al solo neon. E' comunque molto utile anche per strumenti a bassa risoluzione dato che le sue righe, combinate con le quelle della serie di Balmer di una stella di riferimento, consentono una calibrazione ultraprecisa (ISIS ha apposite funzioni nella modalita' Alpy 600).

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Messaggioda miror » 4 ago 2015, 12:54

Posso dire che questi starter funzionano alla grande!
Io lo uso collegato a 220V, come hai spiegato tu, sul "modulo di calibrazione" che ho fatto in casa per l'alpy. Ha anche la riga dell'idrogeno che sfortunatamente nel giro di poche ore d'uso scompare senza compromettere ovviamente la calibrazione spettrale.
Ottimo anche il link per la lampada al neon!
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Messaggioda umberto » 4 ago 2015, 13:00

Salve a tutti. Bene bene, finalmente si porrà fine alla calibrazione manuale.Grazie Guru per l'info, provvederò appena possibile.Quello che mi preoccupa è che dovrò riaprire il mio assemblato per porre in opera la lampada, che adesso funziona eccellentemente.Speriamo bene!Saluti Umberto
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Messaggioda nico » 10 ago 2015, 18:16

Ciao a tutti.
Incuriosito dalle caratteristiche delle lampade Relco che hanno appunto il vantaggio di mostrare le righe del Ne e
dell'Ar, mi sono messo anche io alla ricerca di questi starter. È stata dura perché qui in zona da me nessuno sembra tenere gli starter Relco sc480.
Ho trovato dei Philips, dei Sylvania ecc... ma i Relco nessuno sembra tenerli.
Alla fine, attraverso un ingrosso di materiale elettrico sono riuscito a farmeli ordinare direttamente alla Relco. Dovrebbero arrivare i primi di Settembre... ovviamente sono stato "costretto" ad acquistarne una intere scatola di ben 25 pezzi. Meno male che il prezzo finale di circa 8 euro totali è comunque accettabile.
Sperando che arrivino davvero, avrei alcune domande da porvi.

Da quanto dici Paolo sembra che il modo più pratico per alimentare queste lampadine sia attaccarle direttamente alla corrente di rete 220V usando un paio di resistenze (vanno bene da 1/4 di watt?).
Questo tipo di utilizzo ppresuppone ovviamente una certa cautela nell'utilizzo perché c'è il rischio di prendere la scossa ed "accenderci" noi stessi emettendo tutta una serie di righe poco salubri. :p
Tu Paolo hai linkato anche un eventuale circuito meno pericoloso, ma lo trovo poco pratico... specialmente per quanto dirò adesso.
L'ideale sarebbe poter sostituire l'attuale lampada al Neon dentro mio Lhiress sostituendola con una di queste Relco, ma l'elettronica a bordo dell'Lhires non è adatta per queste lampade.
A questo punto forse potrebbero esserci 3 alternative più o meno valide.
1) Si sostituisce la lampada sul supporto ruotante dentro l'Lhires e si esce fuori dallo spettroscopio con due fili che vanno direttamente al 220 V + rezistenze.
2) Si costruisce un circuito a bassa tensione, come quello linkato da Paolo e si vede se è possibile alloggiarlo al posto del circuito originale dentro lo spettrografo, ingombri permettendo.
3) Si costruisce un "grappolo" di lampadine (per sviluppare più luce), magari fissate sparse su un tappo appositamente costruito e lo si posiziona davanti alla bocca del telescopio quando si vuol calibrare.

Ogni soluzione ha dei vantaggi e degli svantaggi.
La cosa meno invasiva (che per adesso prediligerei) sarebbe creare un tappo "costellato" di lampadine, ma a parte la pericolosità di avere molti cablaggi a 220V mi chiedo, e vi chiedo quante lampadine saranno necessarie per sviluppare abbastanza luce da non dover fare pose di diversi minuti per ottenere una immagine di calibrazione?
Mi sembra di aver letto che queste lampade sono moto deboli.... molto di più delle attuali lampade al Neon se non erro.

La cosa invece forse più pulita ma ancora relativamente semplice forse sarebbe quella di togliere l'attuale lampadina e metterne una Relco alimentata a 220 V con un paio di fili che escono dallo spettrografo. Ma questo presuppone lo smontaggio quasi completo dello spettrografo e questo non mi piacerebbe molto.

Insomma, avete qualche suggerimento che possa semplificare la cosa o qualche controindicazione?

Saluti
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Messaggioda Paolo » 12 ago 2015, 1:46

Ciao Nico, vi tornera' utile avere piu' lampadine... La loro vita utile non e' lunghissima e potrai combinarle assieme per avere una maggiore intensita' luminosa.

Io ho usato resistenze da 1/4 di Watt, non ho notato surriscaldamenti anche lasciandola accesa per un paio di minuti.

Le alternative che vedono l'uso delle lampade all'interno dello spettroscopio sono entrambe valide secondo me. Il circuito stampato dell'elevatore di tensione andrebbe pero' ridisegnato perche' credo che quello delle macchine fotografiche usa e getta sia un po' troppo grande per essere psozionato all'interno.

Per quanto possa sembrare strano, una serie di lampadine sull'apertura del telescopio rappresenta la soluzione che offre maggior precisione. Devono pero' essere tante, non solo per fare luce ma soprattutto per evitare lo shift dello spettro che si avrebbe usando una sorgente puntiforme (come quella di una sola Relco). Infatti, quando si e' un po' fuori fuoco, le righe appaiono sempre sottili ma leggermente shiftate. Con una sorgente puntiforme non si riesce a mettere a fuoco (e' sempre tutto a fuoco!). Lo shift dovrebbe azzerarsi ponendo la lampada nel punto ad est (oppure ovest) dell'apertura se la fenditura e' orientata est-ovest. Per essere piu' sicuri, cioe' fare in modo che si apprezzi quando le righe sono a fuoco o meno, si deve "riempire" l'apertura con le luci. Potrebbe andare bene disporne 8 angolarmente equidistanti sul bordo del tubo, in modo che siano viste dallo specchio principale.

Con le lampade Filly io ho costruito questa specie di flatbox (senza plexiglass altrimenti non basta la luce) con 4 lampade:

filly.jpg

Nota che le sorgenti non sono "puntiformi" come le Relco.

L'altro grande vantaggio di usare le lampade di calibrazione davanti all'apertura con il Lhires III (lavorando in alta risoluzione) riguarda la possibilita' di misurare con altissima precisione le velocita' radiali. Come sai il LHires III e' soggetto a flessioni meccaniche e movimenti termoelastici, significa che lo spettro trasla leggermente durante l'integrazione.

Osservando nell'H-alfa riusciamo a calibrare con grande precisione grazie alle righe telluriche. Righe del genere (sottili e poco invadenti) purtroppo non si trovano in altri intervalli spettrali. Osservando nel verde o nel blu non abbiamo quindi righe atmosferiche per verificare la nostra calibrazione. Qui vengono in aiuto le lampade esterne... Una (in asse alla fenditura) o poche di esse vanno lasciate accese durante l'integrazione. Lo spettro sara' cosi' sovrapposto ad alcune righe della lampada. Ogni frame puo' essere calibrato in modo molto preciso usando queste righe che, nel profilo estratto, scompaiono grazie alla sottrazione del fondo cielo.

Puo' sembrare strano ma questa e' una tecnica da non sottovalutare. E' solo richiesto che il soggetto non sia debolissimo altrimenti risulta difficile togliere le righe della lampada (possono restare degli artefatti). In ogni caso, se l'obiettivo e' quello di misurare la posizione di righe del target per conoscere con precisione la velocita' radiale, la presenza delle sottili righe della lampada nello spettro puo' non essere problematica.

In questo caso quindi, non sarebbe male lasciare il neon interno (visto che lavorate molto spesso nella regione della riga H-alfa) e predisporre una "corona" di lampadine Relco per altri lavori.

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Messaggioda nico » 12 ago 2015, 10:25

Fantastico Paolo.
Hai confermato quelle che per me erano solo vaghe idee che ora però, alla luce di quanto dici, diventano delle strade da percorrere.

Grazie mille per la dettagliata spiegazione ed i suggerimenti per la costruzione di una sorta di flatbox.

Ti terrò aggiornato...

Nico
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Messaggioda Paolo » 12 ago 2015, 11:13

Nico, e' un piacere poter condividere le esperienze!

Volevo aggiungere che le lampadine Relco non sono tutte uguali. La superficie che irradia luce, non so il perche', puo' variare da un bulbo all'altro a parita' di alimentazione. Ad esempio, quando ho installato il kit per il Lhires III ho acceso tutte lampade Ne-Ar (4 comprese quelle spare) ed ho utilizzato quella che in pratica faceva piu' luce. In particolare, per la lampadina scelta, l'inviluppo gas emittente avvolge gli elettrodi per una lunghezza maggiore.

Un buon motivo per acquistarne molte come avete fatto voi, considerando anche che il costo e' molto basso.

PS: queste sono le resistenze da 1/4 di Watt provate nelle varie configurazioni:

RC2.jpg
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Messaggioda marcoleo » 12 ago 2015, 12:18

Nico,
forse l'allegato qui sotto vi può tornare utile. Anche se nell'estratto si tratta di lampada neon il concetto è analogo a quanto volete fare. E' un estratto dell'interessante libro del grande Jeff Hopkins che purtroppo è mancato qualche giorno fa ed è stato ricordato sui gruppi stranieri.

Ring.pdf
(601.83 KiB) Scaricato 103 volte


se vuoi tutto il libro lo trovi qui:

http://www.hposoft.com/Astro/astro.html

Ciao,Marco
marcoleo
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