HydroScat-6P后向散射測量儀
——6通道后向散射傳感器和熒光計
HydroScat-6（HS-6）作為款商業(yè)的多光譜后向散射儀，款既能測量后向散射系數(shù)和熒光值的儀器，是一款能同時提供6個波長進(jìn)行測量的儀器.。HS-6推向市場已經(jīng)10余年，一直以其穩(wěn)健的性能和高靈敏度，高可靠性享譽業(yè)界。HS-6是一套自容式設(shè)備，自帶數(shù)據(jù)存儲單元和電池包，可用于水下長期無人值守監(jiān)測。
HS-6擁有6個獨立的通道，每個通道都對不同寬度范圍的光學(xué)波段具有敏感性。儀器光源在水中發(fā)射光束，接收探頭則接收光束在水中產(chǎn)生的散射光。
每個通道的源光束來自于LED，通過一系列選擇來得到所需的測量波長。光束從LED發(fā)射出來以后通過一個透鏡來調(diào)整其發(fā)散，然后在入水前通過一個棱鏡來彎曲光束。接收探頭包含一個相同的棱鏡來彎曲朝向光源的視場，一個帶通濾波器確定了確切的測量波長范圍，然后通過透鏡將接收到的光聚焦到一個硅探測器上。
源光束的發(fā)散、棱鏡的角度以及光源窗口和接收探頭窗口之間的距離確定了測量時散射角度的范圍。HS-6的幾何設(shè)計致使測量時的中心散射角度為140度。
? 對測量結(jié)果進(jìn)行Sigma校正，減少測量誤差
? 超高的光學(xué)性能和精確的定標(biāo)，可自行實驗室內(nèi)定標(biāo)
? 自容式儀器，自帶數(shù)據(jù)采集和存儲功能
? 五段增益，自動調(diào)節(jié)測量范圍
? 內(nèi)部可充電電池，支持自容式測量
? 電池可供24小時不間斷使用
? 通過電磁開關(guān)或軟件指令來激活
? 實時數(shù)據(jù)輸出
? 光學(xué)模型
? 后向散射系數(shù)反演
? 海色遙感
? 江河湖泊
? 河口海岸研究
美國HOBI Labs公司自主研發(fā)的基于windows 平臺的軟件-HydroSoft功能十分強大，可用于儀器實時或內(nèi)部記錄數(shù)據(jù)收集，存儲，繪制以及測量數(shù)據(jù)的SIGMA校正，以確保強吸收水體測量的準(zhǔn)確性，還可對儀器進(jìn)行定標(biāo)。
圖 HydroScat-6剖面數(shù)據(jù) 圖 光譜數(shù)據(jù)
HydroScat系列產(chǎn)品可配套標(biāo)定箱，方便用戶在實驗室內(nèi)自行標(biāo)定。一般建議用戶每隔6個月標(biāo)定一次，或者在長期不用之后先標(biāo)定一次再行使用。
標(biāo)定步驟一共分為四個部分：1、基線標(biāo)定；2、暗校正；3、Mu校正；4、增益比率校正。
1、基線標(biāo)定：基線標(biāo)定一般使用廠家出廠標(biāo)定文件，直接存儲在儀器中。其中記錄了儀器各鏡頭波段、波長等等基本資料
2、暗校正：暗校正消除儀器本身因電流等等造成的一些信號誤差。將儀器鏡頭使用黑帽子遮蓋，以避免光線進(jìn)入鏡頭。在軟件中Dark offsets進(jìn)行標(biāo)定。
3、Mu校正：Mu值為儀器原始信號與體散射函數(shù)之間的一個轉(zhuǎn)換系數(shù)。通過標(biāo)定板與儀器鏡頭之間的距離變化并測定響應(yīng)儀器信號，來建立Mu曲線。
4、增益比率校正：增益比率對應(yīng)儀器信號的增益。其標(biāo)定方法通過移動標(biāo)定板來測定不同增益之間的比率。
技術(shù)參數(shù) | 說明 |
測量參數(shù) | 六波段后向散射（?[140°] 和bb） 兩波段熒光 深度：（標(biāo)準(zhǔn)330 m，可選550 m） |
標(biāo)準(zhǔn)bb波長 | 420、442、470、510、590、700 nm |
可選波長 | 394、420、442、470、488、510、532、550、590、620、676、700、852 nm |
熒光 | 700 nm（442 nm 處激發(fā)，測量葉綠素） 510 nm（420nm 處激發(fā)） |
光譜帶寬 | 10 nm（20 nm for 676，40 nm for 700） |
后向散射角度 | 140° |
bb 噪音 | 2 x 10-5 ~ 2 x 10-4 m-1 RMS（取決于波長） |
Bb 偏移不確定性 | 5 x 10-5 ~ 5 x 10-4 m-1 RMS（取決于波長） |
直徑 | 20.3 cm（8"） |
長度 | 34.5 cm（13.6"） |
重量 | 空氣中8.4 kg，水中5 kg |
電池工作時間 | 連續(xù)操作可達(dá)20 h（脈沖模式下更長） |
電壓 | 12v，最小10V，15V |
功耗 | 3W |
電源/數(shù)據(jù)連接器 | Subconn MCBH8M；Mate MCIL8F |
數(shù)據(jù)傳輸 | RS232（可選RS 485） 9600~57600 baud |
內(nèi)存 | 標(biāo)準(zhǔn)256 K，可存儲7000光譜通道和深度數(shù)據(jù) 可擴(kuò)展至128 M |
采集間隔 | 0.1 s~30000 s |
操作溫度 | 0~35℃ |
圖 剖面后向散射及熒光測量
HydroScat測量后向散射系數(shù)（bb）除了可運用于水體光學(xué)輻射傳輸研究之外，也可用于水體濁度（NTU）的測量研究，后向散射系數(shù)可直接轉(zhuǎn)換成水體濁度數(shù)據(jù)。下方是后向散射與濁度之間的轉(zhuǎn)換公式以及轉(zhuǎn)換參數(shù)：
NTU = Kntu * bb
Kntu對應(yīng)于HydroScat各波長的數(shù)值為：
420nm Kntu = 24.2
442nm Kntu = 26.4
470nm Kntu = 29.4
510nm Kntu = 33.9
590nm Kntu = 43.6
700nm Kntu = 58.5
若沒有與上面相對應(yīng)的波長，則可通過下方公式來計算相應(yīng)波長的Kntu值：
Kntu = 32.7 *（波長/500）^1.73
