辐射测量的实际应用

辐射测量，即电磁辐射的测量，在各种环境研究工作中是非常重要的，并可用于开发工业和商业用途的照明源。光度学是测量辐射源以及它们与人眼的相互作用。光谱辐射测量法是对特定波段的绝对辐射量的测量。

Avantes提供的广泛的光谱仪和附件支持甚至最具挑战性的光度和光谱辐射测量。Avantes仪器在测量辐射源(如太阳、商业和住宅照明、紫外线杀菌源和太阳模拟器)方面的适用性在全球广受信赖。本文研究了真实世界中辐射测量的应用。

AvaSpec-ULS3648.

AvaSpec ULS2048x64

阿瓦莱特DHc

AvaSpec SolarXM
*仅限北美

什么是辐射测量？

原则上，辐射计量学研究的是测量光子振荡时产生的电磁波或辐射。光子携带的能量量，以及辐射的“颜色”，是由这些波的频率或波长决定的。完整的电磁范围从x射线到深紫外光，通过可见光光谱，再到远红外(IR)，进一步到微波和无线电波。Avantes仪器支持紫外线、可见光和250 - 2500 nm的近红外辐射测量。

通过光谱仪中收集光子的检测器实现辐射数据收集，并基于已知关系将它们转换为电荷。辐射量，例如下表中规定的那些，可以通过以来自NIST / PTB或其他标准体的参考源校准光谱仪，使得检测器的响应与这种绝对标准相关联。

辐射尺寸单位	象征	定义
辐射通量	Φ	从一个光源发出的总光功率。
辐照度	E	撞击表面的单位面积的通量。
强度	我	源单位立体角的通量。（常与辐照度或辐亮度混淆）
光辉	L	每单位固体角度的通量，每单位投影区域来自扩展源。
光通量(流明)	Φv	根据人眼的敏感度加权的源的感知能力

辐射测量单位揭示了什么？

辐射单元可用于提供完整的源的源，例如太阳，LED，灯泡等。这是至关重要的，因为任何辐射测量系统的灵敏度可能根据诸如光学组件和检测器的所有部件中的变化而变化。校准过程使得绝对标准能够被称为导出校准的辐射单元。可以在相当几个研究项目和行业中找到辐射测量应用的示例。

基线表面辐射网络（BSRN）

基线地表辐射网络(BSRN)是世界气候研究计划(WCRP)的一个项目，WCRP是组织全球气候研究的国际组织。BSRN是一个由超过60个满足项目标准的人工站点组成的网络，来自这个网络的数据由世界辐射监测中心收集，该中心现在位于德国不来梅港的阿尔弗雷德·魏格纳研究所。

NASA兰利研究中心BSRN站点

BSRN计划成立于20世纪80年代末，其目标是按照国际商定的标准和仪器校准程序，创造全球辐射负荷长期变化的实质性历史记录。这些地表辐射数据用于各种应用，如监测辐射通量随时间的变化，为基于卫星的辐射估计提供验证，以及开发科学家用于预测气候响应的高质量计算模型。

监测装置或参与的天文台可通过满足各种机构和地理条件，例如验证辐射测量仪器的可追溯性，以符合全球标准，申请获得BSRN站点的认可。

位于爱沙尼亚塔尔图的塔尔图天文台，始建于1810年，是公认的BSRN观测站。在三年的时间里，该天文台进行了一次放射性测量系统的探索性研究先锋派的光谱仪用于窄带连续计算机辅助光谱测定。该系统在15分钟内收集一次光谱测量，记录UVA与UVB的比率，306 nm的辐射光谱辐照度和红斑紫外线指数(UVI)。对该装置进行了广泛的检查，科学家报告的结果与塔尔图站点使用过滤仪器和LibRatran(辐射传输库)代码所取得的结果相当。

与以前的型号相比，CMOS技术的最新进展使CMOS技术的最新前置仪器能够实现更好的暗噪声性能和超低杂散灯。

Pandora光谱仪系统

成立于2005年的潘多拉计划的目标是开发一系列低成本、高质量的光谱仪，这些光谱仪可以大量分发，用于测量空气质量以及验证卫星对大气的测量。潘多拉系统的一个特殊特性是，它有可能记录大气的总柱状轮廓，同时测量所有层。

潘多拉光谱仪单元相对较小，便携，使这些系统能够在全球的安装中，从芬兰和塞萨洛尼基到阿拉斯加大学，在科罗拉多州博尔德的Noaa站点出口。借助动议的软件，也可以在海洋船上设置一个专门设计的版本，即使在适度的软件中，也可以在纠正朝向视野的情况下维护太阳。潘多拉系统的光谱仪中央是Avantes AvaSpeculs2048x64背部稀释的CCD光谱仪。

现实世界实用照明应用

在渔业中

许多种类的海洋生物和鱼类都是趋光性的，也就是说，它们向光移动。这种效果已经被很好地理解了，多年来，为捕鱼创造了不同类型的光源。金属卤化物灯将卤素灯和白炽灯往后推，提供了吸引鱼类所需的高亮度;然而，功耗呈指数级增长。此外，这些灯产生对渔民有害的紫外线辐射。

鱿鱼渔船，津达达渔港

韩国釜山海事大学的科学家们一直在使用LED光源，以创造一种以高效的方式运行的替代光源 - 因此，更具成本效益 - 并且不会产生危险的辐射。在他们的研究中，他们在帮助下调查了波长和强度对鱿鱼行为的影响AvaSpec-ULS3648光谱仪描述所审查光源的性能。

科学家们发现，研究中的乌贼对蓝色光谱中的光反应最大，从450到490纳米，穿透海水最多。然而，需要多个LED来匹配1.5 kW的单个金属卤化物灯的强度。在最终的系统中，使用了六个蓝色LED模块，耗电180 W。这是MHL功率需求的八分之一，系统重量是MHL的七分之一。

水培种植

在世界各地，室内农业正被越来越多地采用;然而，这些系统在设计和安装方面的投资成本很高。来自北京中国农业大学的科学家们分析了水培生菜在变化的光周期、光强度和光质量条件下的生长响应。

在荷兰室内农业

实验装置包括四种设置，即150、200、250和300µmol/m的光合光子通量密度（PPFD）^2.*在红：蓝（R:B）比为1.8的荧光灯泡和R:B为1.2和2.2的LED光源的帮助下，光质发生了三次变化。最后，科学家们还改变了12小时/天到16小时/天之间的光周期。研究人员确定了每组参数的日光积分（DLI）。这些参数在中国可用的AVANTES光谱仪系统的帮助下被严格控制和测量，但与AsvPEC-ULS2048 CL EVO相当。

太阳能辐射线测定

在太阳系中，太阳是所有能量的主要来源，但它也是危险的源泉。巨大的爆炸，称为太阳耀斑，在太阳的顶层举行，将电离的辐射驱逐到宇宙中。如果地球位于大规模冠状爆炸的直接路径中，它可能是人类的灾难性，留下了几个不可用的现代便利。

天体物理学家、物理学家和天文学家仍在研究太阳及其各层的复杂电化学反应和等离子体特征。2017年北美日食横扫美国时，太阳研究人员获得了研究日冕的独特机会。Avantes可在怀俄明州卡斯珀的国家大气研究中心（NCAR）观测基地访问。

太阳能模拟器表征

太阳能电池板制造商使用太阳能模拟器来控制其产品的质量，以实现量子效率。ASTM方法927-05详细描述了太阳模拟器的特性。Avantes仪器和系统支持ASTM连续波或脉冲波太阳模拟器方法。AvaSpec SolarXM光谱仪捆绑包和软件套件，可用于北美市场，非常出色。

Avantes辐射测量仪器

Avantes在全球上信任，以实现近实时的辐射测量，以便从农业到半导体不同，具有各种光源，模块化光谱仪和附件。通过与知识渊博的销售工程师或可信Avantes经销商的协商，可以从Avantes提供对任何独特应用程序的支持。

参考和进一步阅读

• Ansko，I.等人。“Avaspec阵列光谱仪对太阳能UV场测量的适用性研究。”大气化学与物理8.12（2008）：3247-3253。
• Choi，J.S.等人，“用于开发LED捕鱼灯的鱿鱼光反应分析”，《第二届海洋和海军科学与工程国际会议论文集》。2009亚博老虎机网登录
• Kuusk，Joel和Andres Kuusk。“高光谱辐射计，用于自动测量全球和漫反射天空辐照度。”“定量光谱和辐射转移”杂志“2018”（2018）：272-280。
• 环境光照对植物工厂水培生菜生长、光合作用和质量的影响。国际农业与生物工程学报11(2018):33-40。

这些信息来源于Avantes BV提供的材料。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问先锋派的BV。