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美国NASA密切合作伙伴Biospherical公司?*产品
Scalar垊/strong>(球状)咋/strong>Cosine垊/strong>(平面状)集电器可供选择
USB数据纾/strong>接口,方便连接各种类型的电脑
创立?977年的美国生物球仪器公司(Biospherical Instruments Inc.,简称BSI(/strong>是一家以研发为导向、集设计与生产为一体的环境监测仪器公司。BSI在从南极到北极、从海洋到饮用水水库的环境监测中有着悠久的历史、/p> 30多年来,BSI的生产线聚焦亍strong>海洋
BSI的仪器从*简单的光合有效辐射(PAR)测量仪,到非常复杂的水体剖面辐射测量系统,以及各种单通道光强测量传感器,在世界范围内获得了广泛的认同、strong>妁/strong>NASA、NOAA、EPA、WHOI、MBARI、Sea-Bird、RBR、HOBI、McLane、Teledyne、WETLabs、YSI等等都是BSI的忠实用戶/strong>、/p> 1988,受美国自然科学基金(National Science Foundation NSF)委托,BSI开始安装‛strong>全球
2005年,BSI因为研发成功微型辐射计(Microradiometers(/strong>而获徖strong>NASA颁发的商业创新奖(SBIR)、/p>
2008年,BSI与NASA开始合作开发新的、现代化的辐射测量传感器以支持现有的和下一代的海洋水色卫星遥感任务。这套系统被称之丹strong>行星辐射能光学传感器'strong>Optical Sensors for Planetary Radiant Energy OSPREy),主要用于获得海洋、天空、太阳和月亮的辐射测量数据,来满足对海洋水色卫星遥感的替代校准和算法证实的精度要求、/p>
2009年,BSI与芝加哥大学共同承担了美国自然科学基金的‛strong>极地观测网络”项目,用于长期观测全球变化对极地环境特别是紫外线的影响、/p>
在海洋光学仪器领域,BSI的产品就是行业标凅/strong>。这从大量的**海洋仪器设备公司从BSI采购光学仪器和传感器并集成到其自己的产品上就可知道。下面这些代表性的海洋仪器设备公司都是BSI的忠实用户:
早在1978年,美国Biospherical公司就开始研发和生产各种类型的光学仪器为相关领域的科研服务。其**代的单通道辐射测量仪QSL-100到现在仍在全球各地的很多实验室中使用?*皃strong>多功能光量子测量?/strong>AMOUR'strong>Advanced Multi-purpOse Usb Radiometer)整合了Biospherical的第四代PAR传感器并极大地扩展了它的功能、动态范围和灵敏度。AMOUR是一款经济型多功胼strong>USB接口的辐射测量仪,适合于实验室内和野外的科研或工程应用。它的多功能体现在用戶strong>可选择多种不同的测量探夳/strong>(如辐照度、scalar辐照度和辐亮度)咋strong>工作泡/strong>段(如窄频带、宽频带和PAR)。这款仪器小巧、经济,可以使用USB接口直接连接在电脑上工作,它皃strong>动态范围大亍/strong>10个数量级。它传承了Biospherical公司先进的微型辐射测量仪技术,根据美国NASA的合约而研制、/p>
AMOUR的探头和接头 从左至右:辐亮度、Scalar辐照度、辐照度和SMA接头 |
应用领域
测量几何?/strong>
Irradiance(辐照度(/strong>测量一个平面上的入射辐射。这一测量几何适合于多数的辐射应用,包括照明和太阳能研究。在入射角高?5的情况下,AMOUR辐射计的理想余弦响应偏离仍小?#177;5%、/p> Scalar Irradiance'/strong>Scalar 辐照度)Scalar响应与入射辐射的方向无关。这一测量几何广泛地应用在与藻类和微生物相关的海洋学和湖沼?/p> Radiance(辐亮度(/strong>辐亮度的测量可以量化一个物体到底有多亮。可以测量海洋、天空或室内物体的辐亮度。通常地,辐亮度用来描述单位面积上的辐射功率和观测的固定对角。AMOUR辐亮度的前向光学的视角范围为2.5-20、/p> 通过SMA接头连接到延长杆三/strong> 如果AMOUR辐射计的配置中加一个SMA接头,就可以和其它的延长杆连起来使用,将它的应用扩展到难以接触到的地方如伸入到藻团中。延长杆也可以连接到积分球和一个光学平台上的其它组件上、/p> 光谱响应 默认情况下,AMOUR的测量范围就是硅光电二极管的光谱响应范围?50-1100nm之间的宽带响应)。如果将要被测量的光源的波长分布是已知的,且仪器在订购的时候经过了响应函数校正,那么也可以测量光通量、/p> 仪器订购的时候有多种过滤器可供选择,包括窄带和模仿某些生理响应函数的过滤器。它们包括: AMOUR辐射计的各种过滤器的标准光谱响应函数 蓝光危害,主要指的是400nm?00nm波长之间的蓝光对视网膜潜在的光化学损伤 光度响应,它描述了人眼对于光照的知觉亮度 红斑,它描述了人类皮肤对太阳照射的以波长为基础的敏感度 其它的响应函数,根据用户要求量身定做、strong>技术参?/strong> 辐照度:天顶角小?5的情况下,Cosine error<3% Scalar辐照度:入射觑135的情况下,Directional error<5% 辐亮度:标准视角6?4;可选视角范?.5- 20、/p> 连接9/strong>SMA接头 光谱响应9/strong>取决于所使用的过滤器 检测限9/strong>取决于不同的设置,参考下面的表格 动态范围:61010 采样频率9/strong>4-125 Hz(原始频率)?/60-125 Hz(内部平均) 输出接口9/strong>标准接口为USB,也可以选择使用RS232或RS485 物理尺寸9/strong> 直径9/strong>1.2英寸,约? cm 长度9/strong>取决于不同的前向光学元件?英寸,约?2.7 cm(辐照度探头);8英寸,约?0.3 cm(Scalar辐照度探头)?英寸,约?7.8 cm?4视角的辐亮度探头,视角越小,长度越长(/p> 光电?/strong>-电压转换9/strong>1?000?000三个增益级别的静电计放大?/p> ADC9/strong>24-bit bipolar?-125 Hz数据频率 线性:使用一个可调控的光源,在信号电流范?10-12?10-15之间对所有的微型辐射计进行测量,通常地,与参考静电计系统相对,error<1% 响应时间9/strong>时间常数小于0.01秒的指数型变化,增益改变的时间要求小?.1科/p> 电子灵敏度:在电流分辨率<10-15A时,ADC分辨率为0.5 ?V。饱和电流为160 ?V。三级增益信号范围是1.61011,它的定义是饱和信号除以*小可分辨信号、/p> 暗补偿:在每一个增益水平的校准时进行暗补偿的测量和设置、/p> 微型辐射计的电源9/strong>5 VDC? mA电流 光谱范围9/strong>25-1650 nm?100-1650 nm要求使用InGaAs探测器) 检测限和饱和度9/strong>
研究当中,这是因为影响这些微小细胞的辐射与入射方向无关。根据测量杆的长度不同,Scalar辐射?多可测量3.7球面弧度上的辐射(整个球面弧度为4)、/p>
PAR(光合有效辐射)限定?00-700nm的光谱范围内,与其它测量中使用光谱响应加权不同,它使用量子响应加权。校正单位包括moles/(cm2s),einsteins/(cm2s),quanta或photons/(cm2s),以及它们各自的MKS变量、/p>
前向光学元件9/strong>
探测器:Si?3 mm2),InGaAs? mm2)或GaAsP? mm2(/p>检测限 饱和?/strong> 单位 动态范図/strong> 辐照度,313 nm 6.90E-06 3.62E+05 W/(cm? nm) 5.2E+10 辐照度,490 nm 1.16E-06 6.81E+04 W/(cm? nm) 5.9E+10 辐照度,PAR nm 1.09E-10 5.7 E/(cm? s) 5.2E+10 Scalar辐照?/strong> 313 nm 6.30E-02 4.15E+09 W/(cm? nm) 6.6E+10 Scalar辐照?/strong> 490 nm 1.98E-05 1.04E+06 W/(cm? nm) 5.2E+10 Scalar辐照?/strong> PAR nm 1.11E-09 58.5 E/(cm? s) 5.2E+10 辐亮度,313 nm 4.93E-07 2.96E+04 W/(cm? nm sr) 6.0E+10 辐亮度,490 nm 1.41E-07 8510 W/(cm? nm sr) 6.0E+10 辐亮度,PAR nm 1.31E-11 0.79 E/(cm? s sr) 6.0E+10
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