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Harald Schweiger
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PDF-Datei mit Daten von IR-Polfiltern,
Störende Spiegelung von Wolken auf Solarkollektoren/Photovoltaik beseitigen
IR-Polfilter lassen sich außer mit Luft nicht reinigen - auch nicht vom Hersteller. Gitterseite zur Kameraoptik bestellen !!!
Wie in der für uns sichtbaren Welt, können IR-Polfilter unerwünschte Reflexionen unterdrücken. Im IR ist es jedoch schwieriger. Man braucht hochtransparente Materialien für das Trägermaterial, auf dem ein µm-Gitter aufgebracht ist, das die schwingenden Wellen nur in einer Richtung (Polarisation) passieren läßt. Merke: Nur Reflexionen sind polarisiert, die Objektstrahlung nicht !
Je nach Wellenlänge der Kamera kommen bspw. Zinkselenid (ZnSe 1...15 µm), Germanium (Ge 8-12 µm), Kalziumfluorid (CaF2, 1...10 µm), Bariumfluorid (BaF2 1...12,5 µm) und KRS-5 (2....35 µm) in Frage. Einige davon sind giftig (ZnSe, KRS-5), andere verlieren die Transparenz mit steigender Temperatur (Ge ab 80°C). Alle sind sehr teuer und das holografische Gitter extem empfindlich. Hinweis: NIE die Gitterseite berühren, geschweige reinigen. Letzeres führt unweigerlich zur Unbrauchbarkeit ! Notfalls dünne Folie vor den Filter. Nicht zum Spaß steht "Handle with expert care" auf dem Filterdeckel. Je nach Größe, Material und Händler schwanken die Preise enorm. In Deutschland verteibt die L.O.T.-Oriel GmbH Filter der englischen Fa. Specac Ltd., leider mit heftigem Aufschlag. Bei Specac kann direkt bestellt werden, Ansprechpartner Clive Moss. Vorher bitte zu Ende lesen, sonst gibt es evtl. Verdruß. Für einen Filter mit 50 mm freier Apertur (etwa Innendurchmesser des eigentlichen Filters) muß je nach Material mit 3.000 bis 4.400 Euro gerechnet werden. ZnSe ist günstiger (bei 50 mm ~3.300 €) und überstreicht einen weiten Wellenlängenbereich (1...15 µm). Außerdem ist es weniger temperaturabhängig, dafür aber giftig, was ich bei sachgemäßer Anwendung nicht als Problem ansehe. Im langwelligen IR ist Germanium deutlich transparenter (~90%, ZnSe nur 74%), für Kameras unter 7 µm unbrauchbar. Ein 50 mm Ge-Filter kostet ~4.400 Euro. Germanium wird mit zunehender Temperatur undurchsichtig (bei ~80°C ist Schluß). Die anderen Materialien habe ich nicht getestet, weil für LW-Kamera uninteressant. An Metalloberflächen ist ein IR-Polfilter nur eingeschränkt einsetzbar. Sie reflektieren unipolar. Außerdem habe ich festgestellt, daß der geheizte Sensor der Kamera (Bolometer) sich bei niedrigen zu messenden Temperaturen im Filter spiegelt und dadurch zu Meßfehler führt (Beispiele weiter unten). Eine echte Kalibration ist fast unmöglich. Für viele Anwendungen ist dies nicht hinderlich.
Nachfolgend einige Ergebnisse div. Laborversuche.
Als praktische Anwendung käme bspw. die Eliminierung von reflektierten Wolken
bei thermografischen Untersuchungen von Photovoltaikanlagen in Frage. Defekte Zellen und Anschlußdosen sind viel sicherer erkennbar, wenn sich nichts auf dem Glas spiegelt. Siehe hierzu die PDF-Datei oben.
Polfilter – was ist ein Polarisations-Filter?
Polfilter ist die kurze Form für Polarisationsfilter. Dieser ist ein Polarisator. Er lässt nur Transversalwellen einer bestimmten Richtung “durch” und absorbiert den Rest. Man unterscheidet zwischen: Linear- und Zirkular-Polarisationsfiltern. Der lineare Pol-Filter (die meisten IR-Polfilter) ist ein optisches Gitter, das Licht nur in einer Schwingungsebene durchlässt, welches – wie der Name schon sagt – linear auf den Sensor fällt. Im Gegensatz zum linearen ist beim zirkularen Polarisations-Filter die Schwingungsebene des durchgelassenen Lichtes spiralförmig drehend, also Zirkular.