旋轉(zhuǎn)遮光帶光譜輻射儀(Rotating Shadowband Spectroradiometer,RSS)擁有高性能的1024像素電荷耦合傳感器(CCD),并配有一個和MFR類似的旋轉(zhuǎn)遮光帶,能夠?qū)崟r測量絕大部分太陽光譜范圍內(nèi)的直接輻射、散射輻射和總輻射值。其光學(xué)系統(tǒng)具有良好的熱穩(wěn)定性和密封性,能夠在長期工作中保持良好的穩(wěn)定可靠性。
RSS-1024/UVRSS-1024旋轉(zhuǎn)遮光帶光譜輻射儀采用光電原理,而非傳統(tǒng)的機械掃描衍射光柵,對1024個像素通道進行同步掃描測量,能夠滿足基準(zhǔn)太陽輻射觀測網(wǎng)(Baseline Solar Radiation Network,BSRN)對于大氣濁度測量的要求。RSS-1024能夠覆蓋360nm~1100nm的可見光和近紅外光,而UVRSS-1024則可覆蓋292nm~370nm的UV-B和UV-A。這兩種型號的產(chǎn)品都能夠使用遠程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來進行遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸、存儲,并能使用YESDAQ分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)來實現(xiàn)各地系統(tǒng)的組網(wǎng)測量。
得益于優(yōu)異的光學(xué)設(shè)計和天文級品質(zhì)的CCD,RSS成為一種測量準(zhǔn)確、工作穩(wěn)定的高性能光譜輻射儀。RSS設(shè)計簡單,在長期的野外工作中亦可實現(xiàn)。
UVRSS和RSS在電路系統(tǒng)和固件部分是通用的,其主要差別在于光學(xué)探測器。UVRSS內(nèi)部可配備一個可見光濾鏡,當(dāng)UVRSS在室外使用時,此濾鏡會首先過濾掉可見光部分,從而保證測量工作正常進行;但在一些實驗室應(yīng)用中,并不需要此裝置。此過濾器為選配產(chǎn)品。
直接太陽輻射能夠用于以下數(shù)據(jù)計算
大氣層中氣溶膠、SO2、H2O和O3含量
蘭利回歸校準(zhǔn)的復(fù)查
光學(xué)深度
光譜反照系數(shù)和BDRF
工作原理
光線首先經(jīng)過一個經(jīng)過優(yōu)化處理的余弦擴散器,然后進入RSS內(nèi)部。外部的遮光帶能夠以一秒為間隔的遮擋擴散器。其采樣頻率能達到每30秒一次。不需校準(zhǔn)即可提供直接輻射/散射輻射、直接輻射/總輻射的比率值。
當(dāng)光線進入擴散器內(nèi)部后,先后經(jīng)過光柵(entrance slit)、入射透鏡、雙棱鏡,光譜最后被攝象機透鏡聚焦到1024×256像素的天文級CCD上。設(shè)備內(nèi)部的反輻射圖層及光譜儀周圍所預(yù)留出來的較大空間使該產(chǎn)品能夠擁有優(yōu)異的精度和工作穩(wěn)定性。
CCD的測量工作由一顆嵌入式的16bitCPU負(fù)責(zé)控制,另一顆CPU負(fù)責(zé)控制遮光帶。此外,還有一顆32bit的CPU用于進行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
數(shù)據(jù)傳輸
RSS和UVRSS的測量數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)實時顯示與分析。設(shè)備可通過10/100BaseT以太網(wǎng)進行組網(wǎng)與數(shù)據(jù)傳輸,此外還可以通過PPPV90調(diào)制解調(diào)器進行連接。當(dāng)和TSI-880一同使用時,觀測數(shù)據(jù)可存儲到Y(jié)ESDAQ中。使用者通過瀏覽器即可快速瀏覽觀測數(shù)據(jù)。
RSS-1024 | UVRSS-1024 | ||
探測器 | 雙棱鏡,1024pix CCD | 雙棱鏡,1024pix CCD | |
光譜精度 | 0.1像素(±0.2nm) | 0.1像素(±0.06nm) | |
可重復(fù)性 | —— | 0.005nm RMS | |
采樣間隔 | 0.75nm | 0.07nm(實際0.3nm) | |
光譜范圍 | 360~1100nm | 288~365nm | |
λ修正 | 5% | 5% | |
余弦修正 | √ | √ | |
掃描時間 | 1s | 1s | |
熱穩(wěn)定性 | √,50℃時 | √,50℃時 | |
溫度范圍 | -50℃~50℃ | -50℃~50℃ | |
防水設(shè)計 | NEMA-4X | NEMA-4X | |
供電 | 220VAC,50Hz | 220VAC,50Hz | |
RSS-1024其他參數(shù) | UVRSS-1024其他參數(shù) | ||
有效帶寬 | 0.6nm(360nm時)至4nm(1100nm時) | 光譜分辨率 | 0.3nmFWHM(300nm時) 0.6nm可選 |
CCD位寬 | 16bit | 波長校準(zhǔn) | 汞燈 |
自然誤差 | <8%,±70℃ | 自然誤差 | <5%,±70℃ |