看了多功能光量子測量儀的用戶又看了
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美國NASA密切合作伙伴Biospherical公司的**產(chǎn)品
Scalar型(球狀)和Cosine型(平面狀)集電器可供選擇
USB數(shù)據(jù)線接口,,方便連接各種類型的電腦
創(chuàng)立于1977年的美國生物球儀器公司(Biospherical Instruments Inc.,簡稱BSI)是一家以研發(fā)為導向,、集設(shè)計與生產(chǎn)為一體的環(huán)境監(jiān)測儀器公司,。BSI在從南極到北極,、從海洋到飲用水水庫的環(huán)境監(jiān)測中有著悠久的歷史。
30多年來,,BSI的生產(chǎn)線聚焦于海洋,、大氣、水質(zhì)和生物科學用的高品質(zhì)光學儀器的設(shè)計與生產(chǎn),,是目前國際上光學儀器領(lǐng)域的***,。BSI的產(chǎn)品包括陸地與海洋的全球紫外線(UV)監(jiān)測系統(tǒng)、飲用水源地的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),、以及海洋科學和大氣科學使用的多種UV和可見光波段的光學輻射儀,。
BSI的儀器從*簡單的光合有效輻射(PAR)測量儀,到非常復雜的水體剖面輻射測量系統(tǒng),,以及各種單通道光強測量傳感器,,在世界范圍內(nèi)獲得了廣泛的認同。如NASA,、NOAA,、EPA、WHOI,、MBARI,、Sea-Bird、RBR,、HOBI,、McLane、Teledyne,、WETLabs,、YSI等等都是BSI的忠實用戶。
1988,,受美國自然科學基金(National Science Foundation,, NSF)委托,BSI開始安裝“全球UV監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”,,并一直由BSI維持全球UV監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的運轉(zhuǎn),。直到2009年,,這個監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)才被拆分成兩部分:一部分轉(zhuǎn)到美國海洋與大氣管理局(NOAA)名下,,另一部分仍由BSI負責。
2005年,,BSI因為研發(fā)成功微型輻射計(Microradiometers)而獲得NASA頒發(fā)的商業(yè)創(chuàng)新獎(SBIR),。
2008年,BSI與NASA開始合作開發(fā)新的,、現(xiàn)代化的輻射測量傳感器以支持現(xiàn)有的和下一代的海洋水色衛(wèi)星遙感任務(wù),。這套系統(tǒng)被稱之為行星輻射能光學傳感器(Optical Sensors for Planetary Radiant Energy, OSPREy),主要用于獲得海洋,、天空,、太陽和月亮的輻射測量數(shù)據(jù),來滿足對海洋水色衛(wèi)星遙感的替代校準和算法證實的精度要求,。
2009年,,BSI與芝加哥大學共同承擔了美國自然科學基金的“極地觀測網(wǎng)絡(luò)”項目,用于長期觀測全球變化對極地環(huán)境特別是紫外線的影響,。
在海洋光學儀器領(lǐng)域,,BSI的產(chǎn)品就是行業(yè)標準。這從大量的**海洋儀器設(shè)備公司從BSI采購光學儀器和傳感器并集成到其自己的產(chǎn)品上就可知道,。下面這些代表性的海洋儀器設(shè)備公司都是BSI的忠實用戶:
早在1978年,美國Biospherical公司就開始研發(fā)和生產(chǎn)各種類型的光學儀器為相關(guān)領(lǐng)域的科研服務(wù),。其**代的單通道輻射測量儀QSL-100到現(xiàn)在仍在全球各地的很多實驗室中使用,。**的多功能光量子測量儀AMOUR(Advanced Multi-purpOse Usb Radiometer)整合了Biospherical的第四代PAR傳感器并極大地擴展了它的功能、動態(tài)范圍和靈敏度,。AMOUR是一款經(jīng)濟型多功能USB接口的輻射測量儀,,適合于實驗室內(nèi)和野外的科研或工程應(yīng)用。它的多功能體現(xiàn)在用戶可選擇多種不同的測量探頭(如輻照度,、scalar輻照度和輻亮度)和工作波段(如窄頻帶,、寬頻帶和PAR)。這款儀器小巧,、經(jīng)濟,,可以使用USB接口直接連接在電腦上工作,它的動態(tài)范圍大于10個數(shù)量級,。它傳承了Biospherical公司先進的微型輻射測量儀技術(shù),,根據(jù)美國NASA的合約而研制。
AMOUR的探頭和接頭 從左至右:輻亮度,、Scalar輻照度,、輻照度和SMA接頭 |
應(yīng)用領(lǐng)域
測量幾何學
Irradiance(輻照度)測量一個平面上的入射輻射,。這一測量幾何適合于多數(shù)的輻射應(yīng)用,包括照明和太陽能研究,。在入射角高達85°的情況下,,AMOUR輻射計的理想余弦響應(yīng)偏離仍小于±5%。
Scalar Irradiance(Scalar 輻照度)Scalar響應(yīng)與入射輻射的方向無關(guān),。這一測量幾何廣泛地應(yīng)用在與藻類和微生物相關(guān)的海洋學和湖沼學
AMOUR輻射計提供的不同光學測量幾何指向性響應(yīng)的極坐標圖,。理想響應(yīng)用虛線表示,而實線表示的是真實的儀器的實際測量,。 |
Radiance(輻亮度)輻亮度的測量可以量化一個物體到底有多亮??梢詼y量海洋,、天空或室內(nèi)物體的輻亮度。通常地,,輻亮度用來描述單位面積上的輻射功率和觀測的固定對角,。AMOUR輻亮度的前向光學的視角范圍為2.5°-20°。
通過SMA接頭連接到延長桿上
如果AMOUR輻射計的配置中加一個SMA接頭,,就可以和其它的延長桿連起來使用,,將它的應(yīng)用擴展到難以接觸到的地方如伸入到藻團中。延長桿也可以連接到積分球和一個光學平臺上的其它組件上,。
光譜響應(yīng)
默認情況下,,AMOUR的測量范圍就是硅光電二極管的光譜響應(yīng)范圍(250-1100nm之間的寬帶響應(yīng))。如果將要被測量的光源的波長分布是已知的,,且儀器在訂購的時候經(jīng)過了響應(yīng)函數(shù)校正,,那么也可以測量光通量。
儀器訂購的時候有多種過濾器可供選擇,,包括窄帶和模仿某些生理響應(yīng)函數(shù)的過濾器,。它們包括:
AMOUR輻射計的各種過濾器的標準光譜響應(yīng)函數(shù) |
藍光危害,,主要指的是400nm到500nm波長之間的藍光對視網(wǎng)膜潛在的光化學損傷。
光度響應(yīng),,它描述了人眼對于光照的知覺亮度,。
紅斑,它描述了人類皮膚對太陽照射的以波長為基礎(chǔ)的敏感度,。
其它的響應(yīng)函數(shù),,根據(jù)用戶要求量身定做。技術(shù)參數(shù)
輻照度:天頂角小于85°的情況下,,Cosine error<±3%
Scalar輻照度:入射角<±135°的情況下,,Directional error<±5%
輻亮度:標準視角6°,14°,;可選視角范圍2.5°- 20°,。
連接:SMA接頭
光譜響應(yīng):取決于所使用的過濾器
檢測限:取決于不同的設(shè)置,參考下面的表格
動態(tài)范圍:6×1010
采樣頻率:4-125 Hz(原始頻率),,1/60-125 Hz(內(nèi)部平均)
輸出接口:標準接口為USB,,也可以選擇使用RS232或RS485
物理尺寸:
直徑:1.2英寸,約合3 cm
長度:取決于不同的前向光學元件,,5英寸,,約合12.7 cm(輻照度探頭);8英寸,,約合20.3 cm(Scalar輻照度探頭),;7英寸,約合17.8 cm(14°視角的輻亮度探頭,,視角越小,,長度越長)
光電流-電壓轉(zhuǎn)換:1,、2000和4000三個增益級別的靜電計放大器
ADC:24-bit bipolar,,4-125 Hz數(shù)據(jù)頻率
線性:使用一個可調(diào)控的光源,在信號電流范圍1×10-12到1×10-15之間對所有的微型輻射計進行測量,,通常地,,與參考靜電計系統(tǒng)相對,error<1%
響應(yīng)時間:時間常數(shù)小于0.01秒的指數(shù)型變化,,增益改變的時間要求小于0.1秒
電子靈敏度:在電流分辨率<10-15A時,,ADC分辨率為0.5 µV。飽和電流為160 µV,。三級增益信號范圍是1.6×1011,,它的定義是飽和信號除以*小可分辨信號,。
暗補償:在每一個增益水平的校準時進行暗補償?shù)臏y量和設(shè)置。
微型輻射計的電源:±5 VDC,,4 mA電流
光譜范圍:25-1650 nm(1100-1650 nm要求使用InGaAs探測器)
檢測限和飽和度:
檢測限 | 飽和度 | 單位 | 動態(tài)范圍 | |
輻照度,,313 nm | 6.90E-06 | 3.62E+05 | μW/(cm² nm) | 5.2E+10 |
輻照度,490 nm | 1.16E-06 | 6.81E+04 | μW/(cm² nm) | 5.9E+10 |
輻照度,,PAR nm | 1.09E-10 | 5.7 | μE/(cm² s) | 5.2E+10 |
Scalar輻照度,, 313 nm | 6.30E-02 | 4.15E+09 | μW/(cm² nm) | 6.6E+10 |
Scalar輻照度, 490 nm | 1.98E-05 | 1.04E+06 | μW/(cm² nm) | 5.2E+10 |
Scalar輻照度,, PAR nm | 1.11E-09 | 58.5 | μE/(cm² s) | 5.2E+10 |
輻亮度,,313 nm | 4.93E-07 | 2.96E+04 | μW/(cm² nm sr) | 6.0E+10 |
輻亮度,490 nm | 1.41E-07 | 8510 | μW/(cm² nm sr) | 6.0E+10 |
輻亮度,,PAR nm | 1.31E-11 | 0.79 | μE/(cm² s sr) | 6.0E+10 |
暫無數(shù)據(jù),!