BTS2048-UV-S-WP

BTS2048-UV-S-WP BiTec Sensor Spektralradiometer für hochwertige UV Sonnenmessungen / Außenmessungen

Das BTS2048-UV-S-WP ist ein hochwertiges Spektralradiometer, das sich durch seine kompakte Bauform und wohl durchdachten optischen, elektronischen und mechanischen Schnittstellen für wissenschaftliche UV Messaufgaben im Außeneinsatz anbietet. Durch sein innovatives Filter- und Spektrometerdesign sind Sonnenmessungen mit sehr guter Streulichtunterdrückung möglich. Dadurch kann sogar die Sonnenkante unterhalb 300 nm über mehrere Größenordnungen aufgelöst werden (siehe Abbildung 2). Mit der mit inbegriffenen S-BTS2048 Anwendersoftware können so präzise Messungen und Auswertungen (Erythem, ICNIRP, etc.) bei einer intuitiven Bedienung durchgeführt werden. Zusammen mit dem BTS2048-VL-TEC-WP kann der Spektralbereich vom UV bis in das NIR erweitert werden, und somit ergänzen sich diese beiden Geräte sehr gut für Applikationen im SI Bereich (Solarzellen).

BiTec Sensor für anspruchsvolle Lichtmessung 

Eines der herausragenden Merkmale dieses einzigartigen Spektralradiometers ist sein BiTec-Sensor (siehe Fachartikel BiTec-Sensor). Dieser vereint die besonderen Eigenschaften einer Fotodiode mit denen eines Back-Thinned CCD Diodenarray. Durch die gegenseitige Korrektur der beiden Sensoren bietet der BiTec Sensor äußerst präzise spektralradiometrische Messwerte über einen großen Dynamikbereich.

Spektrometer basierend auf hochwertigem Back-Thinned CCD Detektor 

Die Spektrometereinheit basierend auf einem backthinned CCD-Array hat einen nutzbaren spektralen Empfindlichkeitsbereich von 190 nm bis 430 nm. Dies bei einer geringen optischen Bandbreite von 0,7 nm sowie einer hohe Pixelauflösung von 0,13 nm/Pixel. Durch die Back-Thinned Technologie ist dieser CCD-Chip wesentlich empfindlicher als herkömmliche Front-Illuminated CCD-Chips. Zur Reduzierung des Dunkelsignals und damit besserer SNR ist der Chip einstufig Peltier gekühlt (1TEC).

Präzise Spektralradiometrie (geringes Streulicht)

Um den Dynamikbereich des CCD-Sensors optimal zu nutzen und die Probleme der meisten Array-Spektroradiometer im UV-Bereich zu überwinden, befindet sich im optischen Strahlengang ein ferngesteuertes Filterrad (Positionen offen, geschlossen, optische Filter). Diese Filter in Kombination mit intelligenten Mess- und Streulichtkorrekturroutinen ermöglichen qualitativ hochwertige Messungen des BTS2048-UV-S. Die Ergebnisse sind vergleichbar mit denjenigen eines Doppelmonochromators (siehe Abbildung). Allerdings fällt die Messdauer deutlich geringer aus.

Das BTS2048-UV-S-WP ist mit einem speziellen Filtersatz ausgestattet, der für Messungen der Sonneneinstrahlung optimiert ist. Diese ermöglichen im Vergleich zu anderen Spektralradiometern eine überlegene Streulichtunterdrückung, die die Leistung des Geräts auf das gleiche Niveau wie Doppelmonochomatoren bringt. Die Ergebnisse einer direkten Vergleichsstudie werden hier vorgestellt.

Das BTS2048-UV-S-WP kann jedoch nicht nur zur Messung der Sonneneinstrahlung, sondern auch zur Messung anderer UV-Quellen verwendet werden. In der Regel wird dafür kein WP (wetterfeste Version) benötigt (siehe die Modelle BTS2048-UV und BTS2048-UV-S). In manchen Anwendungen, z.B. Bei der Vermessung extraterrestrischer Sonnensimulatoren ist eine gute Streulichtunterdrückung der Schlüssel zu präzisen Messergebnissen. Die Streulichtkalibrierungstechnik von Gigahertz-Optik kann in Kombination mit weiteren intelligenten Messroutinen verwendet werden, um die überlegene Streulichtunterdrückung zu ermöglichen. Siehe auch unseren Fachartikel zur Streulichtreduzierung für Spektralradiometer. Die Kalibrierung der zusätzlichen Streulichtkorrekturmatrix eines BTS2048-UV-S-WP ist optional auf Anfrage erhältlich.

WP steht für Wetterdicht

Das Gehäuse des BTS2048-UV-S-WP ist speziell für Außenmessungen entworfen. Der gekühlte backthinned CCD und die Spektrometereinheit inklusive Elektronik sitzen in einem zweiten Gehäuse. Dieses ist von Luftfeuchtigkeit befreit und präzise temperaturgeregelt. Die Luftfeuchtigkeit wird hierbei mit einer Trockenpatrone entzogen, diese ist auswechselbar. Um Verschmutzung, Regen oder Schnee auf der Eingangsoptik zu vermeiden, wird der Quarzdom mit angewärmter Luft umspült.

Streuscheibe ohne weiteren Lichtleiter 

Als Eingangsoptik bietet das BTS2048-UV-S-WP eine Streuscheibe mit dem Kosinus angepasster Blickfeldfunktion. Durch den Verzicht auf einen Lichtleiter konnte die Lichtempfindlichkeit und die Kalibrierstabilität erhöht werden. Durch die f2 Anpassung des Kosinus angepassten Blickfeldes von besser 3% kann das BTS2048-UV-S-WP direkt zur Messung absoluter radiometrischen Messgrößen genutzt werden.

• Bestrahlungsstärke (W/m²)
• spektrale Bestrahlungsstärke (W/(m²nm))

Moderne Schnittstellen

Das BTS2048-UV-S-WP wird über eine USB 2.0 oder Ethernet gesteuert. Hinsichtlich der Geschwindigkeit der Datenübertragung und Kabellänge (was gerade im Außeneinsatz von Vorteil seien kann) ist die Ethernet Schnittstelle der USB2.0 überlegen. Zusätzlich kann die zu übertragende Datenmenge dadurch gering gehalten werden, wenn die Datenaufbereitung im BTS2048-UV-S-WP erfolgt. Dafür steht dem BTS2048-UV-S-WP ein eigenständiger, äußerst leistungsfähiger Mikroprozessor zur Verfügung. Die Daten- als auch Leistungsversorgung des BTS2048-UV-S-WP erfolgt selbst verständlicherweise über wetterfeste Zuleitungen.

Anwender-Software mit flexiblem Desktop-Aufbau 

Das BTS2048-UV-S-WP wird mit der S-BTS2048 Anwender-Software ausgeliefert. Diese bietet als besonderes Merkmal einen flexiblen Desktop, den sich der Anwender individuell konfigurieren kann. Dabei kann er aus einem Potpourri an numerischen und graphischen Anzeigefenstern wählen:

• Frei definierbare numerische Anzeigen in dezimaler oder wissenschaftlicher Darstellung. Zoomfähig.
• Numerische Anzeigefelder für radiometrische, spektrale und andere Messgrößen.
• Messprotokoll der gewählten Messparameter.
• Spektrum. Zoomfähig.
• Datenlogger. Zoomfähig.
• etc.

Rückführbare Kalibrierung 

Die Kalibrierung des BTS2048-UV-S-WP, auch in Verbindung mit Zubehör erfolgt durch das ISO/IEC 17025 Prüflabor/Kalibrierlabor für optische Strahlungsmessgrößen der Gigahertz-Optik GmbH in Rückführung auf nationale und internationale Kalibriernormale. Durch die kleine Baugröße des Messgerätes kann dieses ohne große Mühe für Re-Kalibrierungszwecke eingeschickt werden.

Internationale Messkampagne

Zusätzlich zur oben genannten Messkampange hat das BTS2048-UV-S-WP zudem bei einer internationalen Messkampagne (ATMOZ) auf Teneriffa teilgenommen, um die Qualität der Messdaten im wissenschaftlichen Rahmen bei der TOC Messung zu belegen.

Eine wissenschaftliche Veröffentlichung des INTA zeigte eine sehr gute Übereinstimmung in drei Vergleichskampagnen von globalen UV-Spektralbestrahlungsmessungen: Comparison of global UV spectral irradiance measurements between a BTS CCD-array and a Brewer spectroradiometer.