型号: | WISP |
产地: | 荷兰 |
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名称:生态光谱仪
型号:WISP
产地:荷兰
介绍
WISP( Water Insight Spectrometer )是一款简单易用的手持式光谱仪,用于实时评估淡水和海洋的生态质量。WISP光谱仪包含两个辐射亮度计和一个辐射照度计,用于采集不同方向的光辐射值,通过分析这些光学信号,仪器可在一分钟内可计算出水体的生态指标,包括:叶绿素a、藻蓝蛋白(蓝绿藻色素)、CDOM(有色可溶性有机物)、透明度、悬浮物等。相比实验室分析,WISP的测量更为迅速、灵活和费用低廉,是现代化用水管理领域中不可获取的设备。
工作原理
WISP内部含有三个辐射计,用于测量水体附近的光辐射。设备顶部安装的是一个辐射照度计,用于测量阳光的下行辐照度(Ed);前端装配有两个辐射亮度计,用于测量可与水中物质发生作用的光辐射:其中,向下倾斜42°的辐射亮度计检测上行辐亮度(Lu),它包含了经水面反射的太阳光和所有离开水的光线;向上倾斜42°的辐射亮度计单独记录太阳光的下行辐亮度(Ld),目的是为了观察它对水色的影响。按下测量键后,WISP会同时记录三个辐射计的测量值,通过合并分析三组光辐射的数据,加上预设的数学算法,WISP会立即计算出水体颜色(水色)。下面是原理图:
水色图表
WISP可以生成一个水色图表,水色主要由光线的反射决定。反射率是水中的下行光与上行光的比值,它决定了阳光穿透水体后的走势。简言之,高反射率(接近1)对应清澈的水;低反射率对应浑浊的水。当反射率峰值位于短波长时(如400~500nm),水体将呈现蓝色(如海洋)。内陆的湖泊水相对混浊,通常我们只能明显看到反射光谱的中间部分(500~600nm),这个光谱范围在我们肉眼中呈现绿色。光谱峰值落在绿色波长范围内意味着浮游植物(藻类或蓝细菌)的出现。反射光谱中的衰减区是由于浮游植物的色素成份产生强吸收所致(如450nm和670nm附近)。长波段处(>700nm)的峰值上升表明水体中浑浊太高,如藻华爆发,或是有漂浮的大型植物,含有这些成份的水体将呈现出黄褐色甚至是红色。
解析水色
经一个物体反射的光辐射(反射光谱)与物体的材料组成有关。WISP专门针对自然界水体的反射光谱进行分析。反射算法的基础是:水体中存在一些物质(如浮游植物色素,溶解物等),它们体内的某些组份能对光产生吸收或散射效应,这类物质对水色的影响与他们自身的浓度水平有关。
数据存储和确认
WISP测量的数据存储与内置SD卡中,可将SD存储卡取出后插入计算机,并将测量数据上传至WISP-web网络系统中。上传过程中,测量值会得到修正,与水质参数相关的一些数学算法也会得到运行。在WISP-web系统中,数据是安全的:只能由用户本人进行可视权限或备份等操作,在系统内,分析和数据比对也会变得容易。
准确性
WISP测量值的准确性和范围与实验室分析结果的趋势相一致。校准操作通常需要一年进行一次。
叶绿素a数据(WISP测量)与叶绿素a结果(实验室分析)的数据相关性超过90%
多应用领域
? 水产养殖
? 河湖及沿海生态环境
? 清淤工作(浊度监测
? 藻华爆发
? 海洋赤潮
? 饮用水安全
产品特征
? 无需实验室操作
? 实时数据显示
? 快速、灵活、费用低
? 在线数据分析
? 数据安全备份
? 易于校准
技术参数
辐射亮度UV/VIS(Ls,Lt) | 辐射照度UV/VIS(Ed) | |
校准光谱范围 | 350 ~ 800 nm | |
检测器 | 2048元线列CCD | |
采集间隔 | 0.3 nm | |
采集分辨率 | 4.9 nm | 3.9 nm |
狭缝宽度 | 100 μm | 25 μm |
视野 | 3° | 180°余弦响应 |
杂散光 | <0.05%(600 nm处),<0.1%(435 nm处) | |
信号噪声比 | 250:1 对于辐射计 | |
动态范围 | 1300:1 | |
积分时间 | 870 μs ~ 65 sec,自动设置 | |
校准 | 一年一次 | |
操作范围 | 叶绿素a | 0 ~ 120 μg/L |
悬浮物 | 0 ~ 100 mg/L | |
藻蓝蛋白 | 0 ~ 1200 μg/L | |
通讯连接 | ||
连接端口 | Mini-USB,以太网 | |
数据存储 | SD存储卡 | |
外观 | ||
尺寸(长x宽x高) | 25cm x 20cm x25cm | |
重量 | 2.2 Kg | |
屏幕 | LED显示 | |
其他参数 | ||
电池类型 | 可充电锂电池 | |
电池续航 | 充满电可使用8小时 | |
工作温度 | -5°C ~ 45°C(可按要求定制) | |
功耗 | 250 mA @ 5V DC |
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