的使命和益處
研究包是一個開放的模塊化光譜儀平臺,旨在支持教學和研究.
研究包允許在沒有框架限制和創新限制前提下試驗新的應用程序.
開放式體系結構方法可演示光譜學原理的教學,并可靈活的開發實驗以驗證所學的知識
特性
軟件及其通過已知實驗室軟件提供的開放式訪問);
能夠滿足您的預算;Quest-IR
主要研究領域
傳輸模式下的典型應用在傳輸模式下transmission mode,Quest-IR
主要用于實驗室應用,例如 :
為了在該模式下運行, Quest-IR
提供了不同的附件:
這些應用對儀器的穩定性和輻射精度要求很高,以準確確定光源發射的能量.
軟件平臺和原始數據訪問
隨附了 EDGAR-Lite
軟件的一個版本, 該工具可完全控制儀器. EDGAR-Lite
用于控制硬件,生成和處理原始數據(干涉圖),并自動生成大量派生數據產品.
模塊還允許研究人員通過其軟件開發工具( 如matlab, NETCDF and binary formats and more)訪問原始數據.
特性
Interferometer enclosure.
干涉儀組件.
干涉儀參數:
?光譜范圍:
預先對準的組件上,易于更換;
FTS 控制器
調制器和計算機控制之間的通信鏈路基于以太網連接上的TCP/IP協議;包括調制器及其電子設備的電源模塊.
掃描速度是固定的,并進行了相應設置以獲得100kHz的條紋速率. 掃描速度性能如表1所示.
your launch pad to the industrySame family software platform as our commercial product line; EDGAR-Lite
? VSR-OEM是一個中/近紅外干涉儀模塊,其光譜范圍為650-14000 cm-1(15微米到0.7微米),并配有匹配的探測器(未提供)。它的光學元件由ZnSe(非吸濕)制成,具有雙輻射源輸入/輸出端口。掃描速度可根據觀察到的場景由用戶選擇,通過配置可以更好的匹配應用需求(增加靈敏度)
干涉儀組件.
FTS控制器:
干涉儀參數:
FTS Controller specifications:
VSR Speed table:

?其他項目和功能.
注意:請注意,模塊包括紅外探測器和邁克爾孫干涉儀,此模塊不包含任何采集系統。 該模塊在受保護的運輸箱中交付.??
]]>LR Tech大面源黑體在整個光譜范圍內擁有高發射率和良好特性. 它的表面由70多個小的圓錐金字塔組成,與傳統的擴展平面黑體相比,具有更高的發射率。它有自己的發射率證書和報告,并顯示光譜波段分布。
校準源包含在一個緊湊的外殼內,外殼重量為1.1kg(2.4 lbs.)。它的控制器是完全集成,使該黑體可靈活滿足各種應用場景,同時提供一個實驗室級別的準確性。
此外,黑體還內置軟件,允許它與LR-Tech光譜輻射計接口實現數據通訊,并將所有校準和實驗數據保存在EDGAR2軟件包提供的數據庫中。
B-100TE 黑體校準源的溫度范圍從環境溫度-5°C到+100°C,讀數精度為±0.5%。黑體內置精密熱敏電阻(10K)溫度傳感器,精度高,重復性好。溫度控制器使用工業標準PID算法將發射器溫度控制在±0.5°C以內。黑體發射器機制使用電阻加熱裝置,提供長壽命、短穩定時間和穩定溫度控制。
B-100TE
| 型號 | 單位 | B-100TE |
| 面源大小 | CM | 10*10 |
| ?溫度設置分辨率 | ?°C | ?0.01 |
| ?溫度顯示分辨率 | ??°C | ?0.01 |
| ?溫度精度 | ??°C | ?±0.2% |
| ?穩定性 | ???°C | ?±0.5 |
| ?變化速率 | ????°C/分鐘 | ?15 |
| ?面源平面 | ?多錐體布局,74個小錐體布置 | |
| ?涂層 | ?aeroglaze z-306 | |
| ?發射率 | ?有驗證證書 | ?>0.96(5-14μm) |
| ?均勻性 | ?5% accrocs 90% of the entire surface | |
| ?溫度傳感器 | ?長壽命高精度熱敏電阻 | |
| ?尺寸(長寬高) | ?MM | ?230*210*309 |
| ?重量 | KG | ?11.5 |
| ?通訊接口 | ?USB/Ethernet | |
| ?電腦控制 | ?直接控制/Via an Edgar software plug-in(included) | |
| ?使用溫度范圍 | ?°C | ?0 – 50 |
| ?電壓 | ?110/220VAC | |
| ?電流 | ?9Amp | |
高溫高發射率大面源黑體
LR Tech提供的大面源系列黑體,在發射率和均勻性方面具有優異的性能,同時保持了長期的溫度穩定性。它的計算機接口允許一種簡單的方式來監控和存儲用于校準其他光學設備的相關黑體性能參數。它緊湊而堅固的設計使其成為實驗室和現場應用的校準工具。
B-500HE-10 10cm X 10 cm high temperature extended area blackbody
B-500HE-20?20cm X 20 cm high temperature extended area blackbody
B-500HE系列是高溫大面源黑體,它提供了一個很好的精度,同時在超過90%的發射表面積提供了一個非常好的均勻性(5%以內)。
我們的黑體也提供了它發射率的光譜特征,并附有它自己的證書。它的穩定性和均勻性是由附加的蓄熱體(獨立界面)保持的,蓄熱體是由它自身加熱并與發射板良好耦合的。從而比傳統黑體更穩定和均勻。
它的控制器結構緊湊,使用方便,直接與模塊結合,簡化了設置所需的空間。
控制器自帶接口,允許直接從其內置接口進行配置。為了便于在計算機和/或專用網絡上使用,還集成了rs232/usb接口。還提供了一個可選的軟件包,允許直接從LR Tech的Edgar2軟件庫下讀取采集的數據。
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地基超光譜紅外干涉儀是大氣探測裝備測試評估與應用平臺中的重要設備,將用于支撐光電性能測試系統中對紅外光譜探測設備進行量值傳遞和標定,用于真實性檢驗分析評估系統中獲取高時間分辨率邊界層大氣廓線、大氣成分信息,研究衛星輻射數據校正方法。
地基超光譜紅外干涉儀又名傅里葉變換紅外遙感光譜輻射計,地基傅立葉變換高光譜儀,它是大氣探測裝備測試評估與應用平臺中的重要設備,將用于支撐光電性能測試系統中對紅外光譜探測設備進行量值傳遞和標定,用于真實性檢驗分析評估系統中獲取高時間分辨率邊界層大氣廓線、大氣成分信息,研究衛星輻射數據校正方法。
型號 ASSIST II
主要研發人 William L. Smith, Sr
產品名稱 地基光譜儀 ?紅外光譜輻射計? 地基傅立葉變換高光譜儀(用于大氣探測)
國內使用單位 遙感科學國家重點實驗室(中國科學院遙感與科學地球研究所)地理信息科學教育部重點實驗室(華東師范大學)
地基超光譜紅外干涉儀利用傅里葉變換紅外光譜技術(FTIR),該技術是20 世紀80年代興起的新光譜學方法,屬于遙感型應用。叉骨式干涉儀(米克爾遜原理),將干涉信號變換為光譜信息。利用分子結構的不同,獲得不同物質的分子振動光譜及轉動光譜,對照數據庫來定義未知物的成分。目標及場景的紅外輻射進入到干涉儀系統,將干涉信號準直輸入到紅外探測器(雙探測器MCT和InSb)組件后將原始數據輸入數據處理系統,經傅里葉變換為未標定的光譜數據;此時,數據只是相對值,經高精度黑體模塊(提供準確的溫度數據)獲得準確的輻射亮度數據或目標溫度數據。再與數據庫對比獲得定性及定量數據。 任何物質內部的分子結構都有對應的光譜特征。而紅外光譜是大氣中各種氣體的特性表征,如:水汽,二氧化碳,各種有機物等。通過儀器對各種氣體物質的紅外輻射,獲得它們的光譜信息,通過吸收峰的波長及吸收度,通過標準定標,就可以有效地獲得相關數據
地物大氣光譜數據;反演對流層大氣數據,反演衛星地面站定標,修正衛星低空數據
觀察大氣中水蒸氣,二氧化碳,有機物,氣溶膠,微小沙塵等密度分布。
傅里葉變換紅外遙感光譜輻射計是大氣探測裝備測試評估與應用平臺中的重要設備,將用于支撐光電性能測試系統中對紅外光譜探測設備進行量值傳遞和標定,用于真實性檢驗分析評估系統中獲取高時間分辨率邊界層大氣廓線、大氣成分信息,研究衛星輻射數據校正方法。
(1)利用高光譜/超光譜信息進行大氣測量是大氣探測技術發展的重要趨勢,傅立葉變換技術在紅外高光譜分析方面有著明顯的優勢,利用此類設備可以獲得紅外波段高光譜輻射數據對紅外光譜探測設備進行量值傳遞和標定。
(2)紅外高光譜傅里葉變換技術對于平流層和對流層中存在的氣體,如一些重要的氣體CO2、CH4、CO、HCl、HF 和HNO3 等的研究提供了有效的手段,該技術利用太陽光作為紅外吸收/發射光源,可直接、迅速獲取大量常規手段難以得到的大氣成分信息。利用此類設備可以對溫度、水汽、臭氧廓線及大氣成分含量的反演方法、測量手段進行研究。
(3)衛星輻射數據受到邊界層云、氣溶膠以及地表溫度和空氣溫度差異較小等因素的影響,在邊界層的測量準確性需要進行校正。目前國內這方面工作處于起步階段,該設備可以獲取500~5,000 cm-1光譜范圍的高分辨率的數據,為研究衛星輻射數據校正方法提供了研究基礎。
(4)測量物體發射率,因為ASSIST內置高溫黑體和低溫黑體,所以可以直接測量物體發射率,無需外置黑體比對來獲得發射率。
1 光譜范圍: 500cm-1 – 5,000cm-1
2 光譜分辨率:可達0.7cm-1(未切趾)
3 數據采集率:32KHz-1000KHz(計算機設定)
4 Edgar采集,處理軟件
ASSIST II將中紅外光譜儀系統集成到一起,可以自主分析溫度/濕度和地面發射的測算。系統配置緊湊,方便安裝,并提供其他的通信網關接口。該儀器可以有效的獲取典型地物的比輻射率波譜,將提高地表溫度與比輻射率的遙感真實性檢驗的可信度和準確度,提高地表能量平衡估算的精度。
ASSIST II 傅里葉變換紅外遙感光譜輻射計包括:
雙臂傅里葉變換干涉儀,配備立方角鏡:
DET-2M2 紅外探測器組件雙色檢測器組件覆蓋整個紅外區間;
光譜范圍: 500到 5,000cm-1。光譜分辨率: 可達0.7 cm-1(未切趾處理);
斯特林制冷, 77K條件下工作。
含 AFT光路系統 f#3.5;密封,準直系統
數字化 FTS控制器及采集系統;
軟件包含 GUI及輻射計量處理工具
BBYCAL-M2 定標模塊輻射定標模塊包括: 2個高發射率黑體; 2通道黑體控制器( BC-232C), 和物鏡及總控制器
EDGAR-SOFT 輻射計量軟件包實時記錄,反演地物或大氣輻射輪廓信息。可預編程序用于采集實驗數據過程
ENCL-2 儀器環控系統: ?完整的密閉艙室 ?自動艙口及控制器 ?遙控系統各部分耗電分布溫度,氣流控制,可使儀器在惡劣條件工作 (-10C° to +40C°)
干涉式野外探測光譜儀是高精密光、機、電一體設備,制造加工工藝復雜,需要豐富的工程制造經驗和較高的工藝水平。光學模塊包括前端成像系統、干涉儀、后端聚焦系統及探測系統等,其中干涉儀加工工藝復雜,是光學模塊的核心部件,另外探測器也是本系統中很重要的部件,這兩者的優劣直接關系到所采集光學信號質量的好差。在干涉儀的制作過程中,需要具有相當經驗的光學機械工程師才能制造出較好的干涉儀。國產光譜儀之所以性能差,很大一部分受制于干涉儀的加工制作水平。
目前國內沒有成熟的傅里葉變換紅外遙感光譜輻射計。北京瑞利光學儀器廠進行研究試制過傅里葉變換紅外光譜,但其加工制作水平只能滿足一般的實驗室和教學使用,無法滿足野外探測使用的要求。另外,作為另一重要部件的探測器,國內生產的探測器靈敏度不夠,不能滿足野外探測所需的性能指標要求。
根據國內相關單位的截止2020年研究進展,將相關指標與國外主要廠商的野外廠商的產品比較如下:
國內研究水平 國外主要廠商水平
光譜分辨率 要達到1cm-1,體積會增大 基本都達到1cm-1
光譜精度?? 一般 較好
光譜穩定度? 一般 較好
二次曲面加工精度 接近國外主流廠商水平 稍好
探測器靈敏度(以InSb為例) 109—1010量級 1010—1011量級,基本比國內高一個量級
探測器穩定性 一般 較好,測量周期內穩定性好
掃描速度 較慢 比較快
點擴散線型 一般 較好
光通大小 差不多 差不多
整體結構設計 設計一般 結構緊湊,空間利用率高
重量 較笨重,單臺套研制居多,沒有形成商業化生產的優化設計 比國產輕,操作方便
數據采集 由于國內高速A/D和FPGA方面同樣收支與國外,數采這一塊與國外亦有差距 較好
操作軟件開發 單套開發,人機界面無友好性可言 商業化、軟件成熟、功能全面、界面友好
數據后處理 較復雜,需編程解決 較方便
設計要求
使用場合: 野外輻射目標
光譜范圍: 1~3Lm ; 3~5Lm; 8~14Lm
分光方式: 波段帶通或窄帶分光(分光原理與LR-TECH不同)
目標距離: ≥3m
采樣直徑: ≥5 35mm ( 5m 處)
目標系統: 無視差方式
( 1) 野外便攜使用, 光學結構應當盡可能緊湊; 為兼顧紅外窄帶分光, 要提高能量的 利用, 使用盡可能少的光學元件。
( 2) 為適應 1~14um 的光譜范圍, 同時爭取盡可能好的像質, 采用反射式非球面光 學系統;
( 3) 采用移動物鏡滿足目標對焦;
( 4) 采樣直徑根據探測器及光路設計統一考慮;
( 5) 目標系統與探測器主光路使用同一物鏡以消除視差。
光學結構只是紅外光譜輻射計中的一個重要組成部分, 影響整體性能的因素還有很多。在紅外光譜輻射計的研制工作中, 有以下問題同樣需要給予足夠的重視:
( 1) 關于紅外漸變濾光片( CV F) 的準確標定, 尤其要注意 CVF 中三片濾光片存在一 定波長范圍的斷點, 要采用插值及數值逼近等工程數學方法解決。
( 2) 關于調制形式的選取及調制頻率的確定。
( 3) 關于紅外探測器前置放大器的選擇、工作點及其增益的確定, 關于紅外光伏型探測器偏置電源的選擇。
( 4) 紅外探測器的選擇應估計入射輻射能量的量級, 核算紅外探測器的噪聲等效功率 NEP 及探測率 D * 。所選探測器的時間常數應小于目標變化的時間間隔, 探測器的時間常數應遠小于調制信號的周期。也應注意紅外調探測 器敏感元的適合面積 的確定、測量系統像差與衍射、線性工作范圍、窗口位置、降低背景噪聲等方面。
( 5) 參考背景或參考溫度的確定。
( 6) 鎖相放大器的品 質因數 Q 值 的選取, 鎖相放大器閉環應用時間同步頻率的獲取方式。
( 7) 采取減 少輻射干擾、防震、屏 蔽、信號傳輸電纜的連接等方面的措施。
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為什么選擇LR Tech VSR
傅立葉變換遙感多用途紅外光譜輻射計?請看以下信息:
產品名稱 紅外光譜輻射計
產品別名?傅里葉變換紅外遙感光譜輻射計 光譜輻射計 紅外光譜輻射計
制造商 LR TECH
生產地 加拿大魁北克
型號:VSR
邁克爾孫干涉儀
被測目標的紅外輻射首先通過鏡頭進入邁克爾孫干涉儀,干涉儀對這些入射光進行干涉和調制,探測器通過光電反應將干涉信號轉變為電信號,通過對電信號的A/D轉換和信號處理實現傅里葉變換,從而得到光譜圖。
目前的光譜儀有棱鏡光譜儀、光柵光譜儀和傅里葉變換光譜儀。棱鏡和光柵法都會造成入射光的損失,而傅立葉的核心部件邁克爾遜干涉儀的光路無任何遮擋跟散射。因此傅立葉變換擁有高通量的優點,對于微弱的信號也能做出反應。他的響應靈敏度比前兩種要高出幾個數量級。并可以多通道同時測量。
的全面結構允許任意方向的操作,內置振動儀表。軟件 可以選擇三種速度 。請看本文下部的Table 1,
現場視圖可以通過望遠鏡上的一個簡單開關調節。見下面的圖1。校準直光束接口,無需校正。
提供了廣泛的總務數據記錄(溫度和電壓),以及內置可實現遠程訪問的TCPIP。只需將VSR
連入互聯網,LR Tech專家就可進行健康監測,并在幾分鐘內獲得準確的診斷。
軟件可以實時簡化對輻射,輻射度,亮度和溫度的驗證。這種全腳本編寫的軟件允許自動化的任務,并能提高效率。我們提供基本的腳本。 EDGAR
支持多種行業標準格式,包括Matlab
,NETCDF,16位和32位的二進制格式。雙輸入雙輸出 邁克爾遜干涉儀具有正弦調制波長依賴性。如果所有波長干涉零光程差(ZPD),峰值強度被記錄在這個位置,即所謂的干涉ZPD脈沖串,如下圖所示。遠離ZPD,得出各個階段的波長和解決一半左右的輸入光(目標輻射)。由于干涉儀不能生成,也不刪除的光,在輸出端2的信號是在輸出1的信號的補充,所以等于原來的量的能量的總和。
盡管干涉逆轉,所有的能量可以被VSR
紅外遙感多用途光譜輻射計特色裝備探測器所裝備的每個輸出端口利用。因為對稱性的,該儀器還設有另外一個輸入端口(輸入2)。參考溫度控制,在高發射率的情況下,VSR
是用來提供一個穩定的信號(參考輻射率)。該光由干涉儀調制,該調制信號被添加到場景信號(紅色)。既然它是非常穩定的,此信號在輻射測量的校準過程中期間會被移除,只有從現場的信號產生。
The LR Tech VSR
: Best in class specifications
用 LR Tech VSR
技術可以測量什么?
任何對象發出或反射的電磁能量能夠表征其溫度和其化學成分。 VSR
可以在一個遠距離的安全位置觀察目標,并能根據光譜特征和時間戳記提供準確的測量。分析這個輻射的特征有助于研究目標對象的化學和物理性能。當與表征工作相結合,輻射簽名可以幫助識別目標。
1.目標特性和鑒別 化學氣體檢測 大氣探測
2.目標特性和特征抑制及表面發射率
用VSR來測量目標的發射率有三種方法:
A.測量黑體比對法(被測目標與黑體同溫度)
B.反射法(無需知道被測物體的溫度)
C.用金色板比對法
3.軍事目標特征的專業測量
4.火箭羽流特征分析及超高速現象研究
| 參數 | 數值 | 單位 | 注釋 |
| 大小 | 36×41×30 | cm | 長× 寬× 高,見第5 頁 |
| 重量 | < 23 | kg | 不含鏡頭 |
| 能耗 | < 45 | W | 115VAC or 230VAC |
| 工作溫度 | -20 to 40 | ℃ | |
| 壓力 | 12 to 105 | kpa | |
| 溫度 | 0 to 90 | % | |
| 抗振動 | ≤ 1 | g (RMS) | 5-500Hz |
| 抗沖擊 | ≤ 6 | g | 10 ms |
| 參數 | 數值 | 單位 | 注釋 |
| NESR | 2.5×10-9 | w/sr/cm2/cm-1 | 1300 cm-1 |
| 2.5×10-10 | w/sr/cm2/cm-1 | 2000 cm-1 | |
| 3×10-11 | w/sr/cm2/cm-1 | 6300 cm-1 | |
| 幀頻 | 1 to 125 | spectra/s |
| 參數 | 數值 | 單位 | 注釋 |
| 光譜區間 | 500 to 11 111 | cm-1 | MCT,InSb 和InGaAs 紅外探測器 |
| 0.9 to 20 | μm | ||
| 光譜分辨率 | 1,2,4,8,16,32,64,128 | cm-1 | 計算機設定 |
| 0.1 to 1000 | nm | 見圖1 | |
| 視場(配備同軸跟紅外同視場可見光觀測器和同軸大視場高清CCD相機) | 80 | mrad | 寬視場鏡頭 |
| 25 | mrad | 中視場鏡頭 | |
| 5 | mrad | 窄視場鏡頭 | |
| 視場均勻性 | ±5 | % | 80% of the FOV |