When a fluorescent penetrant is being employed, the ultraviolet (UV) illumination and the visible light inside the inspection booth is important. Penetrant dyes are excited by UV light of 365nm wavelength and emit visible light somewhere in the green-yellow range between 520 and 580nm. The source of ultraviolet light is often a mercury arc lamp with a filter. The lamps emit many wavelengths and a filter is used to remove all but the UV and a small amount of visible light between 310 and 410nm. Visible light of wavelengths above 410nm interferes with contrast, and UV emissions below 310nm include some hazardous wavelengths.

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Light intensity measurements are made using a radiometer. A radiometer is an instrument that translate light energy into an electrical current. Light striking a silicon photodiode detector causes a charge to build up between internal layers. When an external circuit is connected to the cell, an electrical current is produced. This current is linear with respect to incident light. Some radiometers have the ability to measure both black and white light, while others require a separate sensor for each measurement. Whichever type is used, the sensing area should be clean and free of any materials that could reduce or obstruct light reaching the sensor. Radiometers are relatively unstable instruments and readings often change considerable over time. Therefore, they should be calibrated at least every six months.

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Ovvero: la profondità di campo è direttamente proporzionale alla distanza di ripresa e al numero f/ di apertura del diaframma; mentre è inversamente proporzionale alla lunghezza focale. In pratica, per avere un’estesa profondità di campo bisogna chiudere il diaframma ai valori minimi (f/16, f/22, ecc...) e/o allontanarsi dal soggetto da riprendere e/o utilizzare una focale corta (grandangolo). Al contrario, per meglio isolare il soggetto e quindi avere una ridotta PdC si può scattare con diaframma molto aperto (f/1,4, f/2, f/2,8,...) e/o utilizzare una focale lunga (teleobiettivo) e/o avvicinarsi al soggetto il più possibile.

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After a component has been properly processed, it is ready for inspection. While automated vision inspection systems are sometimes used, the focus here will be on inspections performed visually by a human inspector, as this is the dominant method. Proper lighting is of great importance when visually inspecting a surface for a penetrant indication. Obviously, the lighting requirements are different for an inspection conducted using a visible dye penetrant than they are for an inspection conducted using a fluorescent dye penetrant. The lighting requirements for each of these techniques, as well as how light measurements are made, are discussed below.

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Quando si opera in macro, o a distanza ravvicinata, la profondità di campo può essere un problema. Questa eXperience cerca di far luce sulle diverse soluzioni offerte da Nikon per ottenere la massima profondità di campo quando ci si avvicina al rapporto di ingrandimento di 1:1

Premesso che per sviscerare ogni aspetto della gestione della profondità di campo “PdC” occorrerebbero diverse eXperience basate sulla fisica ottica coinvolta, vogliamo in questo paragrafo solo riassumere i concetti basilari che ne regolano il funzionamento. Prima dell'avvento del digitale, la teoria era piuttosto semplice e lineare, in quanto la PdC poteva avere al massimo tre variabili per scatti a distanze molto maggiori rispetto alla lunghezza focale dell'obiettivo: diaframma utilizzato, lunghezza focale impiegata e distanza del soggetto rispetto alla fotocamera.

When using a visible penetrant, the intensity of the white light is of principal importance. Inspections can be conducted using natural lighting or artificial lighting. When using natural lighting, it is important to keep in mind that daylight varies from hour to hour, so inspectors must stay constantly aware of the lighting conditions and make adjustments when needed. To improve uniformity in lighting from one inspection to the next, the use of artificial lighting is recommended. Artificial lighting should be white whenever possible and white flood or halogen lamps are most commonly used. The light intensity is required to be 100 foot-candles at the surface being inspected. It is advisable to choose a white light wattage that will provide sufficient light, but avoid excessive reflected light that could distract from the inspection.

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La profondità di campo è uno degli elementi “essenziali” in fotografia, non solo perché legata a un aspetto tecnico che occorre gestire per riuscire ad ottenere la fotografia che si ha in mente, ma piuttosto perché introduce nuove possibilità e potenzialità creative durante lo scatto. Poter isolare il soggetto e staccarlo dallo sfondo per valorizzarlo al meglio, oppure realizzare una fotografia in cui tutto è perfettamente a fuoco, sono solo due casi estremi dell'utilizzo della profondità di campo, ma offrono un quadro abbastanza completo di ciò che si può realizzare sfruttando le proprietà del diaframma dell'obiettivo in relazione alle dimensioni del sensore in uso. Nel passato si dovevano utilizzare aggettivi di qualità in relazioni alle dimensioni dei sensori ma, oggi, con la qualità permessa anche ad alti ISO da sensori usati sui sistemi Reflex, su Compatte ad ottiche intercambiabili del sistema Nikon 1 oppure compatte di fascia alta, la scelta del formato di ripresa può essere meglio deciso in relazione alla profondità di campo ricercata. Non si può asserire “bella” una foto con tanta oppure con poca profondità di campo ma la stessa, andrà strumentalmente ricercata in relazione alle necessità fotografiche. Oggi si potrà scegliere una fotocamera digitale in base al formato sensore o in relazione a quanti ne potrà fornire in unica fotocamera, così da ottenere assieme all’obiettivo anche versatilità nella gestione della profondità di campo PdC.

L'ingrandimento, di fatto, descrive quanto è grande l'immagine di un determinato soggetto ripreso rispetto alle sue dimensioni reali. Questo è un passaggio chiave: le dimensioni si riferiscono all'immagine formata sul sensore, non quindi al campo inquadrato e a quello che appare nel mirino.

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Since fluorescent brightness is linear with respect to ultraviolet excitation, a change in the intensity of the light (from age or damage) and a change in the distance of the light source from the surface being inspected will have a direct impact on the inspection. For UV lights used in component evaluations, the normally accepted intensity is 1000 microwatt per square centimeter when measured at 15 inches from the filter face (requirements can vary from 800 to 1200 µW/cm2). The required check should be performed when a new bulb is installed, at startup of the inspection cycle, if a change in intensity is noticed, or every eight hours of continuous use. Regularly checking the intensity of UV lights is very important because bulbs lose intensity over time. In fact, a bulb that is near the end of its operating life will often have an intensity of only 25% of its original output.

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Black light intensity will also be affected by voltage variations. A bulb that produces acceptable intensity at 120 volts will produce significantly less at 110 volts. For this reason it is important to provide constant voltage to the light. Also, most UV light must be warmed up prior to use and should be on for at least 15 minutes before beginning an inspection.

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I più attenti avranno notato nel paragrafo precedente che nel descrivere i tre parametri che regolano la PdC ho aggiunto la frase "a distanze molto maggiori rispetto alla lunghezza focale dell'obiettivo". Infatti le regole che abbiamo appena visto valgono per soggetti ripresi a distanze medie e lunghe. Man mano che il rapporto di ingrandimento tende verso l'1:1, ovvero quando le dimensioni del soggetto sono uguali alle dimensioni dell'immagine formata dall'obiettivo sul sensore, l'influenza della focale sulla PdC viene meno. Quando si opera in macro infatti è il rapporto di ingrandimento a decretare la profondità di campo a un dato diaframma, focale e distanza di ripresa si annullano. Quindi una ripresa fatta a un rapporto di ingrandimento di 1:1 con l' AF-S DX Micro NIKKOR 40mm f/2.8G oppure con l' AF-S Micro NIKKOR 105mm f/2.8G VR allo stesso diaframma, mostrerà una profondità di campo del tutto comparabile, ma una diversa prospettiva e un diverso sfondo per via delle focali differenti dei due obiettivi. In pratica la profondità di campo resta invariata su obiettivi di diversa lunghezza focale a patto che vengano mantenuti in entrambi lo stesso diaframma e lo stesso rapporto di ingrandimento. A questo punto occorre dedicare due parole sul concetto di rapporto di ingrandimento e di diaframma in macro. Il rapporto di ingrandimento, o di riproduzione o più semplicemente "ingrandimento" si definisce come il rapporto tra le dimensioni dell'immagine proiettata dall'obiettivo sul sensore e le dimensioni fisiche del soggetto reale.

Sebbene il concetto di profondità di campo sia famigliare a molti fotografi, cerchiamo nel prossimo paragrafo di fare un breve riassunto per capire meglio come si comporta e come si può gestire al meglio.

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The photometric law of distance states that the illuminance decreases with the square of the distance between the light source and the illuminated surface. This ...

Ultraviolet light measurements should be taken using a fixture to maintain a minimum distance of 15 inches from the filter face to the sensor. The sensor should be centered in the light field to obtain and record the highest reading. UV spot lights are often focused, so intensity readings will vary considerable over a small area. White lights are seldom focused and depending on the wattage, will often produce in excess of the 100 fc at 15 inches. Many specifications do not require the white light intensity check to be conducted at a specific distance.

Se si inquadra un'area di 24x36mm con una reflex con sensore in formato FX significa che il rapporto di ingrandimento è pari a 1x, ovvero 1:1. Ma se lo stesso campo inquadrato lo si sta fotografando con una reflex con sensore in formato DX, allora il rapporto di ingrandimento sarà inferiore, 1:1,5 per l'esattezza. Per ottenere ancora un rapporto 1:1 si dovrebbe inquadrare un campo di dimensioni esattamente come quelle del sensore, ovvero circa 16x24mm. Ma se volessimo avere dei riferimenti per riempire il fotogramma con un determinato soggetto, si potrebbe parlare di rapporto di ingrandimento equivalente. Oggi infatti l'offerta di strumenti fotografici digitali è estremamente vasta, si passa dalle compatte con sensori di piccole dimensioni alle compatte ad ottiche intercambiabili del sistema Nikon 1 con sensore da 1" per passare poi alle reflex che offrono la scelta tra sensori in formato DX e FX. Risulta piuttosto evidente che se ci basassimo solo sul rapporto di ingrandimento, ci troveremmo di fronte a immagini molto diverse in base alla dimensione del sensore utilizzato. Prendiamo l'esempio di una moneta da 1 Euro fotografata con sensori di dimensioni via via differenti. I diversi scatti sembrano essere eseguiti a differenti rapporti di ingrandimento, mentre in realtà, per tutte le fotografie, il rapporto è lo stesso, ovvero 1:1!

When performing a fluorescent penetrant inspection, it is important to keep white light to a minimum as it will significantly reduce the inspectors ability to detect fluorescent indications. Light levels of less than 2 fc are required by most procedures with some procedures requiring less than 0.5 fc at the inspection surface. Procedures require a check and documentation of ambient white light in the inspection area. When checking black light intensity at 15 inches a reading of the white light produced by the black light may be required to verify white light is being removed by the filter.

Una prima informazione l'abbiamo ottenuta, ovvero più il sensore è piccolo, a parità di angolo inquadrato e degli altri parametri di ripresa, la profondità di campo è maggiore. Quindi se nel caso appena esposto avessimo affiancato anche uno scatto realizzato con una Compact System Camera del sistema Nikon 1 con sensore in formato CX, avremmo ottenuto una fotografia con una profondità di campo ancora maggiore. Infatti per ottenere un angolo di campo di circa 84° avremmo dovuto utilizzare l'obiettivo 1 NIKKOR 6.7-13mm f/3.5-5.6 VR posizionato a circa 8,8mm di focale. Risulta quindi evidente che un 8,8mm a parità di diaframma utilizzato e a parità di tutte le altre condizioni di ripresa, offra una maggiore profondità di campo di un 16mm e ancor di più rispetto a un 24mm! Il problema quindi sembrerebbe risolto, per avere maggiore profondità di campo occorre scegliere fotocamere con sensori più piccoli. In linea di principio è assolutamente corretto, ma attenzione a non eccedere, altrimenti quando dovremo invece isolare il soggetto con una minima PdC potremmo trovarci nei guai, in quanto in questa situazione le posizioni si ribaltano, ed è il sensore con formato maggiore ad offrire le migliori prestazioni in tal senso. Quindi, anche senza scomodare Aristotele e il suo ideale "In medio stat virtus", è evidente che se non si hanno esigenze particolari, il formato DX può rispondere adeguatamente ad ogni esigenza di ripresa, così come i formati FX e CX, se utilizzati con cognizione di causa, possono far valere i loro naturali benefici.

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Il passaggio alla fotografia digitale, a cavallo degli anni 2.000, ha portato a un'ulteriore variabile: le dimensioni del sensore. Infatti, se anche in passato si usavano diversi formati di pellicola (135, 120, 4x5", ecc...) era indubbiamente il formato 24x36mm (135) quello di gran lunga più diffuso ed utilizzato. Per questo motivo le regole che ancora oggi si trovano nei libri di tecnica fotografica erano sviluppate principalmente in funzione di questo. Il digitale invece offre più soluzioni, si parte dall'FX, il formato full frame 24 x 36mm per passare a formati più piccoli come il DX o ancora il più piccolo CX del sistema Nikon 1. Ma come un diverso formato del sensore può influire nella profondità di campo? Immaginiamo di dover fotografare un paesaggio e l'inquadratura necessaria per renderlo al meglio obblighi all'utilizzo di un grandangolo con un angolo di campo di circa 84°. Se lo fotograferò con una reflex con sensore formato DX, ad esempio la recente Nikon D5300, dovrò utilizzare un obiettivo in grado di coprire quell'angolo di campo. Scegliendo tra le numerose possibilità offerte dagli obiettivi del sistema Nikon, posso optare per l'AF-S DX NIKKOR 16-85mm f/3.5-5.6G ED VR che alla focale minima (16mm) raggiunge proprio l'angolo di campo richiesto: 84° circa. Se invece volessi scattare con una reflex con sensore FX, come la Nikon D610 o l'affascinante Nikon Df, dovrò scegliere un'ottica che copra il formato del sensore maggiore e che permetta comunque di raggiungere gli 84° di campo. Le possibilità del catalogo Nikkor di Nikon sono molteplici, ma potremmo optare per l'AF-S NIKKOR 24-120mm f/4G ED VR che, oltre a fornire proprio 84° di campo alla focale minima, è molto simile all'altro obiettivo utilizzato per quanto riguarda il range dello zoom, la presenza del sistema di riduzione delle vibrazioni VR e per la buona compattezza generale delle dimensioni dell'ottica. Ora, se le condizioni di illuminazione richiedessero, ad esempio, di scattare a f/5,6 con 1/60s a 200 ISO, otterremmo due foto con la medesima inquadratura, la stessa esposizione, ma con una profondità di campo differente! Infatti, tra le tre variabili che influiscono sulla PdC vi è la lunghezza focale. Maggiore focale, a parità degli altri parametri porta a una riduzione della PdC. La foto eseguita con la Reflex DSLR con sensore DX ha utilizzato una focale di 16mm per coprire 84° di campo, mentre sul formato FX sono stati necessari 24mm. La maggiore focale impiegata sul Full frame porta quindi a una sensibile riduzione dell'area nitida di fronte e dietro al soggetto, ovvero meno profondità di campo PdC.

Ovviamente ogni variabile può essere dosata in funzione del soggetto da riprendere. Non occorre utilizzare per forza un 600mm per avere poca profondità di campo, piuttosto con un diaframma relativamente aperto e una distanza dal soggetto non eccessiva anche un 50mm potrà offrire un isolamento del soggetto piuttosto evidente.

Standards and procedures require verification of lens condition and light intensity. Black lights should never be used with a cracked filter as output of white light and harmful black light will be increased. The cleanliness of the filter should also be checked as a coating of solvent carrier, oils, or other foreign materials can reduce the intensity by up to as much as 50%. The filter should be checked visually and cleaned as necessary before warm-up of the light.

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