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量子光污染傳感器

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北京鑒誠(chéng)科技有限公司

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詳細(xì)介紹

量子光污染傳感器

驅(qū)動(dòng)光合作用的輻射稱為光合有效輻射（PAR），通常定義為400至700nm范圍內(nèi)的總輻射。PAR 幾乎普遍量化為光合光子通量密度（PPFD），單位為微摩爾/平方米每秒（μmol m-2s-1，等于每秒每平方米的微愛(ài)因斯坦）的總和為 400 到 700 nm（光子總數(shù)從 400 到 700 nm）。然而，超出400-700nm定義PAR范圍的紫外線和遠(yuǎn)紅光子也有助于光合作用并影響植物反應(yīng)（例如，開(kāi)花）。

由于輻射的量子化性質(zhì)，測(cè)量PPFD的傳感器通常被稱為量子傳感器。量子是指參與物理相互作用（例如，光合色素吸收）的最小輻射量，一個(gè)光子。換句話說(shuō)，一個(gè)光子是單個(gè)輻射量子。功能類似于傳統(tǒng)量子傳感器但測(cè)量波長(zhǎng)范圍更廣的傳感器可以被認(rèn)為是“擴(kuò)展范圍"量子傳感器。

傳統(tǒng)量子傳感器的典型應(yīng)用包括在室外環(huán)境或溫室和生長(zhǎng)室中對(duì)植物冠層進(jìn)行入射PPFD測(cè)量，以及在同一環(huán)境中進(jìn)行反射或冠層下（透射）PPFD測(cè)量。量子光污染傳感器使用的探測(cè)器對(duì)高達(dá)約1100納米的輻射敏感，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了影響光合作用和植物反應(yīng)的波長(zhǎng)范圍。這意味著這種特殊的傳感器只能用于LED下的光子通量密度測(cè)量。

Apogee的新型量子光污染傳感器旨在檢測(cè)340-1040 nm的光子，這些光子的靈敏度低于典型量子傳感器的水平。檢測(cè)破壞黑暗期的雜散光子對(duì)于研究和預(yù)防形態(tài)效應(yīng)非常重要，例如雌雄同體、莖伸長(zhǎng)和某些敏感植物開(kāi)花不良。這些光子甚至可能來(lái)自路燈、標(biāo)志和紅外安全攝像頭等意想不到的來(lái)源。

光譜響應(yīng)

量子光污染傳感器（型號(hào)SQ-640）的光譜范圍為340至1040 nm±5 nm。光譜響應(yīng)如下圖所示。

準(zhǔn)確、穩(wěn)定的測(cè)量

傳感器經(jīng)過(guò)余弦校正，以便在輻射來(lái)自低天頂角時(shí)保持其精度。傳感器在 5° 天頂角下以余弦響應(yīng)測(cè)量 PFD，精度在 ± 75% 以內(nèi)。在加速老化測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)條件下，由多個(gè)重復(fù)量子傳感器確定的長(zhǎng)期非穩(wěn)定性每年不到2%。

典型應(yīng)用

堅(jiān)固的自清潔外殼

獲得的圓頂形傳感器頭（擴(kuò)散器和主體）有助于露水和雨水的徑流，以保持傳感器清潔并限度地減少灰塵阻塞輻射路徑引起的誤差。傳感器安裝在堅(jiān)固的陽(yáng)極氧化鋁主體中，電子設(shè)備灌封。

校準(zhǔn)

為了確保精度，每個(gè)傳感器都在受控條件下仔細(xì)校準(zhǔn)，并可追溯到NIST參考標(biāo)準(zhǔn)。全光譜傳感器針對(duì)所有光源進(jìn)行了預(yù)校準(zhǔn)。

安裝

帶調(diào)平板的 AL-120 太陽(yáng)能安裝支架有助于將傳感器安裝到桅桿或管道上。AL-100 太陽(yáng)能傳感器調(diào)平板設(shè)計(jì)用于在平坦表面上或安裝在表面上時(shí)調(diào)平傳感器。

個(gè)案研究

Apogee Instruments的SQ-640光污染傳感器可以檢測(cè)340至1040 nm的痕量光。下圖顯示了使用SQ-640光污染傳感器和AT-100 μCache藍(lán)牙數(shù)據(jù)記錄器在Apogee大樓的無(wú)窗房間中收集的數(shù)據(jù)。光污染傳感器放置在距離門(mén)約25英尺（8米）的房間后面。為了校準(zhǔn)傳感器暗偏移值，在蓋住傳感器的情況下進(jìn)行了暗掃描。光電探測(cè)器具有小的暗信號(hào)，需要確定并從測(cè)量數(shù)據(jù)中刪除這些信號(hào)，以限度地提高精度。執(zhí)行暗掃描后，μCache 會(huì)自動(dòng)調(diào)整暗偏移。然后在門(mén)逐漸關(guān)閉時(shí)收集數(shù)據(jù)，限制來(lái)自相鄰走廊的入射光。通過(guò) 20 點(diǎn)平滑，μCache 記錄儀和 SQ-640-SS 傳感器能夠分辨細(xì)至 0.002 微摩爾 m 的光測(cè)量值-2s-1，或 2 納摩爾 m-2s-1.

用戶提示：要在Apogee Connect應(yīng)用程序的“實(shí)時(shí)儀表"顯示中查看平滑的數(shù)據(jù)系列，請(qǐng)?jiān)凇霸O(shè)置"中調(diào)整“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)樣本平均"參數(shù)。

輸出選項(xiàng)

尾纖模擬輸出：0 至 200 mV、0 至 2.5 V 0 至 5 V、4 至 20 mA
尾纖數(shù)字輸出：SDI-12

高品質(zhì)電纜

尾纖引線傳感器具有IP68航海級(jí)不銹鋼電纜連接器，可簡(jiǎn)化傳感器拆卸以進(jìn)行維護(hù)和重新校準(zhǔn)。電纜是帶有 TPR 護(hù)套的屏蔽雙絞線，在寒冷條件下具有高防水性、紫外線穩(wěn)定性和柔韌性。

	SQ-640-SS	SQ-642-SS	SQ-644-SS	SQ-645-SS	SQ-646	SQ-647-SS
電源	自供電	5 至 24 V 直流	12 至 24 V 直流	5.5 至 24 V 直流	5 V USB 電源	5.5 至 24 V 直流
當(dāng)前繪制	-	12 V 為 57 μA	20 mA	12 V 為 57 μA	記錄時(shí)為 61 mA	1.4 mA （靜態(tài)）， 1.8 mA （有源）
敏感性	1 mV/μmol m-2s-1	12.5 mV/μmol m-2s-1	0.08 毫安/微摩爾米-2s-1	25 mV/μmol m-2s-1	-	-
輸出類型	0 至 200 mV	0 至 2.5 V	4 至 20 mA	0 至 5 V	USB	SDI-12
分辨率	-	-	-	-	0.1 微摩爾米-2s-1	-
校準(zhǔn)系數(shù)	1 微摩爾米-2s-1每毫伏	0.08 微摩爾米-2s-1每毫伏	12.5 微摩爾米-2s-1每毫安	0.04 微摩爾米-2s-1每毫伏	為每個(gè)傳感器自定義并存儲(chǔ)在固件中	為每個(gè)傳感器自定義并存儲(chǔ)在固件中
校準(zhǔn)不確定度	± 5 %	± 5 %	± 5 %	± 5 %	± 5 %	± 5 %
測(cè)量范圍	0 至 200 μmol m-2s-1	0 至 200 μmol m-2s-1	0 至 200 μmol m-2s-1	0 至 200 μmol m-2s-1	0 至 200 μmol m-2s-1	0 至 200 μmol m-2s-1
測(cè)量重復(fù)性	小于 0.5 %	小于 0.5 %	小于 0.5 %	小于 0.5 %	小于 0.5 %	小于 0.5 %
每年長(zhǎng)期漂移	每年少于2%	每年少于2%	每年少于2%	每年少于2%	每年少于2%	每年少于2%
非線性	小于 1 % （高達(dá) 200 μmol m-2s-1)	小于 1 % （高達(dá) 200 μmol m-2s-1)	小于 1 % （高達(dá) 200 μmol m-2s-1)	小于 1 % （高達(dá) 200 μmol m-2s-1)	小于 1 % （高達(dá) 200 μmol m-2s-1)	小于 1 % （高達(dá) 200 μmol m-2s-1)
響應(yīng)時(shí)間	小于 1 毫秒	小于 1 毫秒	小于 1 毫秒	小于 1 毫秒	每秒軟件更新	小于 0.6 秒
視野	180°	180°	180°	180°	180°	180°
光譜范圍	340 至 1040 nm ± 5 nm（響應(yīng)大于值 50% 的波長(zhǎng)）	340 至 1040 nm ± 5 nm（響應(yīng)大于值 50% 的波長(zhǎng)）	340 至 1040 nm ± 5 nm（響應(yīng)大于值 50% 的波長(zhǎng)）	340 至 1040 nm ± 5 nm（響應(yīng)大于值 50% 的波長(zhǎng)）	340 至 1040 nm ± 5 nm（響應(yīng)大于值 50% 的波長(zhǎng)）	340 至 1040 nm ± 5 nm（響應(yīng)大于值 50% 的波長(zhǎng)）
定向（余弦）響應(yīng)	2°時(shí)±45%;± 5° 天頂角時(shí)為 75 %	2°時(shí)±45%;± 5° 天頂角時(shí)為 75 %	2°時(shí)±45%;± 5° 天頂角時(shí)為 75 %	2°時(shí)±45%;± 5° 天頂角時(shí)為 75 %	2°時(shí)±45%;± 5° 天頂角時(shí)為 75 %	2°時(shí)±45%;± 5° 天頂角時(shí)為 75 %
方位角錯(cuò)誤	小于 0.5 %	小于 0.5 %	小于 0.5 %	小于 0.5 %	小于 0.5 %	小于 0.5 %
傾斜誤差	小于 0.5 %	小于 0.5 %	小于 0.5 %	小于 0.5 %	小于 0.5 %	小于 0.5 %
溫度響應(yīng)	-0.11 ± 0.04 % 每攝氏度	-0.11 ± 0.04 % 每攝氏度	-0.11 ± 0.04 % 每攝氏度	-0.11 ± 0.04 % 每攝氏度	-0.11 ± 0.04 % 每攝氏度	-0.11 ± 0.04 % 每攝氏度
每日總量的不確定性	小于 5 %	小于 5 %	小于 5 %	小于 5 %	小于 5 %	小于 5 %
住房	陽(yáng)極氧化鋁機(jī)身，帶丙烯酸擴(kuò)散器	陽(yáng)極氧化鋁機(jī)身，帶丙烯酸擴(kuò)散器	陽(yáng)極氧化鋁機(jī)身，帶丙烯酸擴(kuò)散器	陽(yáng)極氧化鋁機(jī)身，帶丙烯酸擴(kuò)散器	陽(yáng)極氧化鋁機(jī)身，帶丙烯酸擴(kuò)散器	陽(yáng)極氧化鋁機(jī)身，帶丙烯酸擴(kuò)散器
防護(hù)等級(jí)	IP68 防護(hù)等級(jí)	IP68 防護(hù)等級(jí)	IP68 防護(hù)等級(jí)	IP68 防護(hù)等級(jí)	IP68 防護(hù)等級(jí)	IP68 防護(hù)等級(jí)
操作環(huán)境	-40 至 70 C;0 至 100 % 相對(duì)濕度;可浸沒(méi)在深達(dá) 30 m 的水中	-40 至 70 C;0 至 100 % 相對(duì)濕度;可浸沒(méi)在深達(dá) 30 m 的水中	-40 至 70 C;0 至 100 % 相對(duì)濕度;可浸沒(méi)在深達(dá) 30 m 的水中	-40 至 70 C;0 至 100 % 相對(duì)濕度;可浸沒(méi)在深達(dá) 30 m 的水中	-40 至 70 C;0 至 100 % 相對(duì)濕度;可浸沒(méi)在深達(dá) 30 m 的水中	-40 至 70 C;0 至 100 % 相對(duì)濕度;可浸沒(méi)在深達(dá) 30 m 的水中
尺寸	直徑 30.5 毫米，高 37 毫米	直徑 30.5 毫米，高 37 毫米	直徑 30.5 毫米，高 37 毫米	直徑 30.5 毫米，高 37 毫米	直徑 30.5 毫米，高 37 毫米	直徑 30.5 毫米，高 37 毫米
質(zhì)量（帶 5 m 電纜）	140 克	140 克	140 克	140 克	140 克	140 克
保證	4年防止材料和工藝缺陷	4年防止材料和工藝缺陷	4年防止材料和工藝缺陷	4年防止材料和工藝缺陷	4年防止材料和工藝缺陷	4年防止材料和工藝缺陷