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德國 Gigahertz-Optik BTS2048-UV-S 這是一款用于紫外線測量的高品質(zhì)緊湊型光譜輻射計。
? 與雙單色儀相當?shù)母唠s散光減少;
? 超快速接口和電子快門;
? 高光學(xué)分辨率;
? 適合各種測量任務(wù)(UV LED、氘燈、鎢絲燈到太陽輻射);
? 高雜散光減少有助于將精確校準轉(zhuǎn)化為精確測量。
提名 2018 年巴伐利亞創(chuàng)新獎。
BTS2048-UV-S是一款高質(zhì)量光譜輻射計,其緊湊的設(shè)計和精致的光學(xué)、電子和機械接口使其非常適合集成到復(fù)雜的工業(yè)和科學(xué)測量任務(wù)中。
這款出色的光譜輻射計的突出特點之一是其 BiTec 傳感器(請參閱有關(guān) BiTec 傳感器的技術(shù)文章)。它結(jié)合了光電二極管的特殊性能和背照式 CCD 二極管陣列的特殊性能。通過對兩個傳感器的測量信號進行雙邊校正,BiTec 傳感器可確保在大動態(tài)范圍內(nèi)實現(xiàn)精確的輻射和光譜輻射測量值。
由 2048 個像素組成的二極管陣列具有 190 nm 至 430 nm 之間的可用光譜響應(yīng)度范圍。它具有0.7 nm的光學(xué)帶寬和0.13 nm/像素的像素分辨率。由于背照式 CCD 芯片采用背照式技術(shù),與傳統(tǒng)的前照式 CCD 芯片相比,該 CCD 芯片的靈敏度要高得多。此外,CCD 采用一級冷卻 (1TEC)。
它的另一個特點是背照式CCD探測器配備了電子快門。這使得在閃光內(nèi)進行測量成為可能。結(jié)合多樣化的觸發(fā)功能、2μs 至 60000ms 的集成時間、強大的微處理器和非??斓?LAN 接口(完整數(shù)據(jù)文件需要 7ms),BTS2048-UV-S 適合廣泛的應(yīng)用。
為了促進 CCD 傳感器動態(tài)范圍的最佳利用并克服大多數(shù)陣列光譜輻射計在紫外范圍內(nèi)的問題,在光束路徑中安裝了一個遙控濾光輪(打開、關(guān)閉、光學(xué)濾光片)。該濾波器與智能測量和雜散光校正程序相結(jié)合,可實現(xiàn) BTS2048-UV-S 的高質(zhì)量測量。結(jié)果與雙單色儀結(jié)果相當(見圖)。然而,測量持續(xù)時間明顯縮短。
BTS2048-UV-S 配備了一組專門針對太陽模擬器等太陽輻照度測量而優(yōu)化的濾光片。與其他光譜輻射計相比,這些濾光片可實現(xiàn)出色的雜散光抑制,從而使該設(shè)備的性能與雙單色儀處于同一水平。這里介紹了直接比對研究的結(jié)果。另請參閱此處用于室外測量的 BTS2048-UV-S-WP 版本。
然而,BTS2048-UV-S 不僅可用于太陽輻照度測量,還可用于其他紫外線源的測量。它還提供兩種不同的優(yōu)化測量模式,使用光學(xué)濾波器進行一般雜散光校正測量。其中一種模式基于超出范圍的雜散光校正,第二種模式基于使用帶通濾波器進行雜散光校正。 Gigahertz-Optik 的雜散光校準技術(shù)與進一步的數(shù)學(xué)雜散光校正方法相結(jié)合,可在測量紫外線源時實現(xiàn)卓越的雜散光抑制。另請參閱我們關(guān)于光譜輻射計雜散光減少的技術(shù)文章。可根據(jù)要求選擇性地提供 BTS2048-UV-S 附加雜散光校正矩陣的校準。
至于輸入光學(xué)器件,BTS2048-UV-S 具有一個帶有余弦校正視場的集成擴散器窗口。未使用光導(dǎo)的事實提高了靈敏度和校準穩(wěn)定性。將余弦校正視場的 f2 調(diào)整至小于 3%,使得可以使用 BTS2048-UV-S 直接測量絕對輻射被測量
? 輻照度(W/m2);
? 光譜輻照度 (W/(m2 nm));
? 輻射強度(W/sr);
? 光譜輻射強度(W/sr nm)。
與積分球結(jié)合使用時,BTS2048-UV-S 是測量輻射功率和光譜輻射功率的最佳測光計。前綴漫射器窗口可以定位在球體中,從而創(chuàng)建不間斷的半球形視場。 Gigahertz-Optik 生產(chǎn)各種積分球以及必要的配件,例如校準標準。
BTS2048-UV-S 通過 USB 2.0 或以太網(wǎng)接口進行控制。就通信速度而言,以太網(wǎng)端口優(yōu)于USB2.0接口。此外,數(shù)據(jù)準備發(fā)生在 BTS2048-UV-S 中,以優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸速度。為此,集成了一個獨立的高性能微處理器。
BTS2048-UV-S交付內(nèi)容之一是S-BTS2048用戶軟件。它必須提供的特色功能之一是可以由用戶單獨配置的靈活桌面。這需要一個混合體,用戶可以從中選擇圖形和數(shù)字顯示窗口:
? 以十進制或科學(xué)表示形式自由定義的數(shù)字顯示。變焦功能。
? 輻射、光譜和其他被測量的數(shù)字顯示字段。
? 所選測量參數(shù)的測量協(xié)議。
? CIE 1931 色度圖。變焦功能。
? 光譜。變焦功能。
? 數(shù)據(jù)記錄儀。變焦功能。
? ETC。
BTS2048-UV-S 及其配件的校準由 Gigahertz-Optik ISO/IEC 17025 校準實驗室參考國家和國際校準標準對光學(xué)被測量 進行。
產(chǎn)品圖 | |
BTS2048-UV可以直接插在積分球上(圖中為結(jié)構(gòu)相同的BTS2048-VL) | BTS2048-UV-S 和標準雙單色儀的日光測量比較。與雙單色儀約 1.5 分鐘的測量時間相比,BTS2048-UV-S 在幾秒的測量時間內(nèi)即可達到大致相同的質(zhì)量。 |
以太網(wǎng)接口減少了數(shù)據(jù)傳輸時間 | 用于 BTS2048-UV-S 的 S-BTS2048 軟件 |
(1)常規(guī) | |||
典型應(yīng)用: | 用于光譜輻照度、紅斑等的照度計。 | ||
測量數(shù)量: | 光譜輻照度 (W/(m2 nm))、輻照度 (W/m2)、峰值波長、中心波長、質(zhì)心波長、紅斑??蛇x積分球:另外光譜輻射功率 (W/nm) 和輻射功率 (W)。 | ||
輸入光學(xué)器件: | 擴散器,余弦校正視場 (f2 ≤ 3 %)。 | ||
濾光輪: | 8 個位置(打開、關(guān)閉、光學(xué)濾鏡)。用于遠程暗電流測量和雜散光減少。 | ||
BiTec: | 可以使用二極管和陣列進行并行測量,從而通過二極管對陣列進行線性校正,并分別通過a*(s z ( λ )) F*(s z ( λ )) 在線校正二極管的光譜失配。 | ||
校準不確定度: | 光譜輻照度 | ||
λ | u(k=2) | ||
(200 - 239) nm | ± 9 % | ||
(240 - 339) nm | ± 6.8 % | ||
(340 - 359) nm | ± 5 % | ||
(360 - 399) nm | ± 4.3 % | ||
(400 - 430) nm | ± 4 % | ||
光譜輻照度響應(yīng)度 (200 - 430) nm |
(3)光譜探測器 | |||
積分時間: | 2μs - 60s *1 | 光譜范圍: | (190 - 430) nm |
光帶寬: | 0.8 nm | 像素分辨率: | ~0.13 nm/像素 |
像素數(shù): | 2048 | 芯片: | 高靈敏度背照式 CCD 芯片,一級冷卻 (1TEC) |
模數(shù)轉(zhuǎn)換器: | 16bit(25 ns 指令周期時間) | 峰值波長: | ± 0.05 nm |
帶通校正: | 支持數(shù)學(xué)在線帶通校正 | 線性度: | 完全線性化芯片>99.6% |
雜散光: | 越界方法 < 1E-4 *3; | 基線噪聲: | 5 cts *4 |
帶通法 < 1E-5 *3。 | 信噪比: | 5000 *5 | |
動態(tài)范圍: | >9 震級 | 光譜輻照度響應(yīng)范圍: | (3E-5 - 3E4) W/(m2nm) @325nm *6*7 |
典型測量時間: | (250 - 400) nm 鹵素燈的 W/m2 | ||
1 | 4,4 s | ||
10 | 440 ms | ||
100 | 44 ms | ||
測量模式: | 標準測量模式: | 200 nm 至 430 nm; | |
超出范圍雜散光校正測量模式 (OoR SLC): | 200 nm 至 430 nm; | ||
用于太陽能測量的雜散光校正帶通模式(太陽能 BP SLC): | 285 nm 至 420 nm; | ||
通用雜散光校正帶通測量模式 (BP SLC): | 245 nm 至 420 nm。 |
(4)一體式探測器 | |||
測量時間: | (0.1 - 6000) ms | 測量范圍: | 七 (7) 個測量范圍,具有卓越的偏移校正功能 |
校準: | 輻照度±6%* 10 | 模數(shù)轉(zhuǎn)換器: | 16bit |
測量范圍: | 可選: (5E-3 - 2E5) W/m2 *11 | ||
篩選: | 可選:對 220 nm 至 360 nm 范圍內(nèi)的矩形函數(shù)的響應(yīng)度進行數(shù)學(xué)調(diào)整(使用測得的光譜數(shù)據(jù)對輻射函數(shù)進行 SMCF 在線校正)。** 二極管的光譜響應(yīng)度不對應(yīng)于矩形函數(shù)(光學(xué)濾波器不可能)。當測量光譜偏離積分檢測器(UV LED,峰值為 405 nm)的光源時,使用 SMCF 校正測量結(jié)果。該校正的不確定性取決于測量光譜(噪聲)的質(zhì)量和校正因子(光譜范圍)的大小。 |
(5)其它 | |||
微處理器: | 32位用于設(shè)備控制,16位用于CCD陣列控制,8位用于光電二極管控制 | ||
接口: | USB V2.0、以太網(wǎng)(LAN UDP協(xié)議)、RS232、RS485 | ||
數(shù)據(jù)傳輸: | 標準為 2048 個浮點數(shù)組值,通過以太網(wǎng) 7ms,通過 USB 2.0 140 ms | ||
輸入接口: | 2x (0 - 25) VDC,1x 光電耦合器隔離 5 V / 5 mA | ||
輸出接口: | 最大 2x 集電極開路最大 25V 500毫安 | 扳機: | 合并觸發(fā)輸入(不同選項、上升/下降沿、延遲等) |
軟件: | 用戶軟件 S-BTS2048; | ||
可選軟件開發(fā)套件 S-SDK-BTS2048,用于基于 C、C++、C# 或 LabView 中的 .dll 進行用戶軟件設(shè)置。 | |||
電源: | 帶電源:直流輸入 5V (±10 %) @ 700 mA; | 尺寸: | 103 mm x 107 mm x 52 mm(長×寬×高) |
帶 USB 總線 (500mA) *8。 | 重量: | 500克 | |
安裝: | 三腳架和 M6 螺紋; | ||
前適配器 UMPA-1.0-HL,與積分球端口框架 UMPF-1.0-HL 配合使用。 | |||
溫度范圍: | 儲存:(-10 至 50)℃ | 溫度范圍: | CCD芯片:≤±0.25℃ |
操作:(10 至 30)°C *9 | |||
信息: | *1 建議對積分時間的每次變化執(zhí)行新的暗信號測量。 | ||
*2典型值,主波長的不確定度取決于LED的光譜分布。 | |||
*3 典型值,在具有深藍色 LED 峰值的冷白寬帶 LED 峰值左側(cè) 100 nm 處測量。 | |||
*4 *5 典型值是在未對 4ms 測量時間和陣列滿量程控制進行平均的情況下測得的。平均導(dǎo)致 S/N 二次上升,即基礎(chǔ)噪聲二次下降,例如平均到 100 倍,S/N 提高 10 倍。 | |||
*6 最小 500/1 序列號。全量程控制下的最大值。 | |||
*7 只允許短時間照射,以避免熱損傷。 | |||
*8 在 USB 連接期間,由于電流供應(yīng)有限,并非所有功能都可用,例如沒有以太網(wǎng)和 TEC 冷卻。 | |||
*9 大約需要溫度穩(wěn)定裝置。 25分鐘在預(yù)熱階段進行測量,或者如果在變化的溫度下進行測量,則每次測量都需要進行暗信號測量。 | |||
*10 使用氘燈進行 (Z) 校正。 | |||
*11 根據(jù)氘燈的光譜功率分布,僅允許短時間的最大輻射,以避免熱損壞。 |
(6)圖表 | |||
光譜響應(yīng)度: | 響應(yīng)度 BTS2048 UV | ||
f2(方向響應(yīng)/余弦誤差): | |||
光譜響應(yīng)度: |
? S-BTS2048:BTS2048 變體的應(yīng)用軟件。
? S-SDK-BTS2048:BTS2048 變體的軟件開發(fā)套件。
? BTS2048-UV:使用這款高品質(zhì)緊湊型光譜輻射計進行紫外測量。
? BTS2048-UV-S-WP:光譜輻射計非常適合高精度戶外紫外線測量。
? BTS2048 Series:緊湊型光譜輻射計具有出色的光學(xué)性能和 BiTec 技術(shù),可用于實驗室和現(xiàn)場使用的精確測量。