Yankee紫外产品介绍
紫外系列产品介绍
UVRSS-1024/RSS-1024（紫外）旋转遮光带光谱辐射仪UVMFR-7 紫外多波段滤波旋转遮光辐射计
UVB-1/UVA-1紫外辐射传感器
SPUV太阳光度计
UVRSS-1024/RSS-1024（紫外）旋转遮光带光谱辐射仪
旋转遮光带光谱辐射仪（Rotating Shadowband Spectroradiometer ，RSS ）拥有高性能的1024像素电荷耦合传感器（CCD ），并配有一个和MFR 类似的旋转遮光带，能够实时测量绝大部分太阳光谱范围内的直接辐射、散射辐射和总辐射值。其光学系统具有良好的热稳定性和密封性，能够在长期工作中保持良好的稳定可靠性。
RSS 采用光电原理，而非传统的机械扫描衍射光栅，对1024个像素通道进行同步扫描测量，能
够满足基准太阳辐射观测网（Baseline Solar Radiation Network ，BSRN ）对于大气浊度测量的要求。RSS-1024能够覆盖360nm~1100nm 的可见光和近红外光，而UVRSS-1024则可覆盖
292nm~370nm 的UV-B 和UV-A 。这两种型号的产
品都能够使用远程网络技术来进行远程监测和数
据传输、存储，并能使用YESDAQ 分布式数据库技术来实现全球各地系统的组网测量。
得益于优异的光学设计和天文级品质的CCD ，RSS 成为一种测量准确、工作稳定的高性能光谱辐射仪。RSS 设计简单，在长期的野外工作中亦可实现。
UVRSS 和RSS 在电路系统和固件部分是通用的，其主要差别在于光学探测器。UVRSS 内部可配备一个可见光滤镜，当UVRSS 在室外使用时，此滤镜会首先过滤掉可见光部分，从而保证测量工作正常进行；但在一些实验室应用中，并不需要此装置。此过滤器为选配产品。
直接太阳辐射能够用于以下数据计算： 大气层中气溶胶、SO 2、H 2O 和O 3含量 兰利回归校准的复查 光学深度
光谱反照系数和BDRF 工作原理
光线首先经过一个经过优化处理的余弦扩散器，然后进入RSS 内部。外部的遮光带能够以一秒为间隔的遮挡扩散器。其最大采样频率能达到每
30秒一次。不需校准即可提供直接辐射/散射辐射、直接辐射/总辐射的比率值。
当光线进入扩散器内部后，先后经过光栅（entrance slit ）、入射透镜、双棱镜，光谱最后被摄象机透镜聚焦到1024×256像素的天文级CCD 上。设备内部的反辐射图层及光谱仪周围所预留出来的较大空间使该产品能够拥有优异的精度和工作稳定性。
图 1 UVRSS-1024 图 2 UVRSS 侧剖面简图
外，还有一颗32bit 的CPU 用于进行数据校准、数据存储和网络服务。
数据传输
RSS 和UVRSS 的测量数据能够实现实时显示与分析。设备可通过10/100Base T 以太网进行组网与数据传输，此外还可以通过PPP V90调制解调器进行连接。当和TSI-880一同使用时，观测数据可存储到YESDAQ 中。使用者通过浏览器即可快速浏览观测数据。
图 3 UVRSS 安装示意图
UVMFR-7 紫外多波段滤波旋转遮光辐射计
Yankee Environmental Systems出品的UVMFR-7
紫外多波段滤波旋转遮光带辐射计，用于测量散射
辐射、总辐射以及直接辐射，是大气研究领域的科
学家们在测量窄波段UV-B总辐射、直接辐射和散
射辐射分光照度时的一种成本低而精度高的仪器。
独特的光学设计加上灵活而强大的YESDAS-2数据
采集和控制系统，使设备的性能得到大幅度提升。
UVMFR-7可提供与分光辐射计相同的稳定光
谱数据，但费用却要低很多。此外，它不像大多数
分光辐射计只能测量总的水平光照，UVMFR-7可
以提供散射和直接辐射等常规测量数据，直射光束
的光谱数据可提供光学厚度信息，而这些信息可用
来校准仪器的稳定性。
以往，大多数在野外环境中进行窄波段光谱测
量的观测点，都需要专业人员对UV-B分光辐射计
进行维护，甚至长期看守。而UVMFR-7则实现了自
动化运行和远程控制，极大地减轻了用户的工作量，
图4 UVMFR-7
用户只需定期清洁辐射计前部的光学探头即可。
UVMFR-7由两个基本元件组成：一个探测器单元和电子设备箱，探测器单元包括UVMFR-7的传感器探头和安装在基座上的电动旋转遮光带，电子设备箱安装在探测单元下方，包含了一个YESDAS-2微处理器数据采集和控制系统，该系统具有13位A/D转换的精度，而且可以外接24个模拟信号和6个脉冲信号的气象传感器。
与扫描式分光辐射计相比，UVFMR是测量UV-B分光照度的一种简单而高效的设备，可以在很多领域中得到广泛应用：
气象网络中的UV-B预警监测
全球气候变化和臭氧研究
气溶胶和UV-B研究
生物学效应研究
每一套UVFMR-7在出厂时都会经过严格的标定测试。Yankee拥有配备齐全的用来优化性能和标定校准的光学实验室，余弦，光谱和每个波长的绝对响应通道都符合NIST光学和电子设备的标准，且每个系统都附有校准证书。
特点：
?一体化设计，一个传感器探头即可探测多种辐射量
?传感器探头自带加热功能，有效降低环境变化对测量产生的影响
?数据采集系统可接收24个模拟量和16个脉冲量的输入
?设计美观，经久耐用
主要技术参数
光谱响应范围：300，305.5，311.4，317.6，325.4，332.4和368nm（2nmFWHM）精度：2~3%角度修正
数据传输：RS-232、DB-9或Modem
供电：220V AC，50/60Hz；12V DC，3A
重量：总重约15kg
UVB-1/UVA-1紫外辐射传感器
Yankee 公司（Yankee Environmental Systems ）出品的UVB-1和UVA-1传感器可分别测量大气中的紫外-B （UV-B ）、紫外-A （UV-A ）。仪器采用紫外分光镜和高灵敏度紫外荧光测量法，来阻挡太阳可见光，并通过固体光电探测器将紫外光量子转换为可见光进行测量。
UVA-1和UVB-1十分相近，其最大的不同在于UVA-1使用了对400nm 波长较敏感的荧光物。虽然UVA-1会测量UV-B （280-300nm ）和UV-A （320-400nm ）两种紫外波段，但因太阳光谱中绝大部分都是UV-A （约是UV-B 的100倍），所以其输出基本上是UV-A 。
UVB-1采用荧光法将UV-B 转换为可见光，并由光电二极管进行精确测量。在太阳辐射中，无论是直接辐射还是散射辐射，都能够顺利通过传感器顶端的紫外滤光保护罩。除了一小部分红光，绝大部分可见光都会被第一层滤光器吸收掉。然后，光线会到达UV-B 荧光体，荧光材料会吸收UV-B 并以可见光的形式重新发出（主要是绿波）。此后，光线会经过第二层绿色滤光体。荧光强度最终会由一个固态（镓砷磷）光电二极管进行测量。
大气层中的臭氧对280nm-320nm 的UV-B 辐射有着很强的吸收作用，臭氧总量的任何些许变化，都会很快在到达地表的UV-B 总量中反映出来。使用UVB-1测量UV-B 到达地表的总量，即可监测当地的大气臭氧含量。同时，由于UV-B 有可能造成晒伤或DNA 损伤，所以
UVB-1也是进行气象或生物影响研究的理想设备。
每个紫外传感器都自带3米电缆，全套产
品包括包装箱、维护工具、用户手册和UV-CALC
软件。同时还有安装方便的UVPS-1供电装置供用户选配。它可以将交流电转换为稳定的±12V 直流电供传感器使用。
UVB-1和UVA-1紫外辐射传感器精度高、稳定性好，是进行长期无人测量，从事气象观测、农业研究的理想仪器。
图 5 UVB-1工作示意图
应用领域
●红斑剂量率研究
●UV-B和UV-A对农作物的影响
●气候数据收集
●大气臭氧层监测
主要技术参数：
光谱波长：280~320nm（UVB-1），280~400nm（UVA-1）
灵敏度：2.0w/m2（UVB-1），28w/nm（UVA-1）
模拟输出：0~4VDC
供电：-12VDC，5mA；+12VDC，120~500mA
输入范围：-11VDC~-14VDC，+11~+14VDC
响应时间：约100毫秒
工作温度：-40~40℃
图6 UVB-1侧剖面图
SPUV 太阳光度计
Yankee Environmental System Inc.（YES ）出品的SPUV 是一种高精密的太阳光度计（SUN PHOTOMETER ），可利用UV-B 和可见光区域内10种不连续的波长测量太阳的直接辐射光谱。SPUV 的性能优越于世界气象组织（WMO ）的在太阳光度计方面的技术规范，是第一个商用的UV-B 测量窄波的太阳光度计，被应用在太阳光谱中不连续光谱的测量，如臭氧柱测量或大气浑浊度的测量。SPUV 具备了扫描式分光辐射计的性能和精度，但价格较低，维护较少。
SPUV 是一种耐用的仪器，适用于长期的野外工作。它采用密封设计，保持仪器设备的干燥，所有对温度敏感的元件均置于一个热控制装置内，这样就不会受周围温度变化的影响。此外，每个SPUV 通道都有各自标定的滤光器。每个SPUV 通道都对应有一个专门的探测器和放大器，BSRN/WMO 所要求的所有波长都可以同时测量。
用户可以根据自己的实际需要，在各种波段中选择6通道或10通道的SPUV 。在一套典型配置的SPUV 中，其波段包括被世界气象组织推荐的大气浊度测量波段（368nm ，500nm ，673nm ，778nm 和870nm ）臭氧垂直分布测量波段（300nm ，311.4nm 和317.5nm ；或者317.5nm ，500nm ，615nm 和673nm ）。根据波长的差异，其半高宽（FWHM ）为2nm 或10nm 。SPUV 的模块化设计使用户能够在现场即为设备添加或移除某个测量通道。
SPUV 安装在太阳跟踪器（用户自备）上，以保证其能够直接对准太阳。自带的安装底盘能够保证SPUV 适用于绝大多数太阳跟踪器。SPUV 采用了技术先进的薄膜滤光片，可以仅允许特定波长的光量子到达专门的探测器，
并在过滤之后，经固态光电二极管探测，被高灵敏度、低噪音的电子电路放大。每个波长的模拟量输出，都会成比例地与该波长光谱相对应。
与其它太阳光度计不同，SPUV 的每一个通道都有一个专用的检测器和放大器。所有波长都会按照基准太阳辐射观测网（BSRN ）和世界气象组织（WMO ）的标准进行同时测量。此种设计也保证了设备在全寿命周期中都能够保证稳定可靠地运行。
图 7 安装在ST-1支架上的SPUV-10
图 8 SPUV 内部图
应用：
臭氧柱、水蒸汽和NO2的测量
大气混浊度测量
太阳紫外光谱分析
气溶胶和光学厚度测量
主要技术参数：
波长提供6通道和10通道两种标准配置，用户可在以下波长中自由选择6中或10种：300nm，305.5nm，311.4nm，317.5nm，325.5nm，332.5nm，368nm，500nm，615nm，673nm，778nm，870nm或940nm（紫外光滤波器：2nm的半最大值全波带通；可见光滤波器：10nm的半最大值全波）
视野WMO（世界气象组织）7＃文件规定的2.5°孔径角
温度范围±50℃
信号输出0～4V模拟量输出，低阻抗，单端传输到YESDAS数据采集器输入功率11～14VDC；启动时2A，常规时降低到1A
尺寸长28.5cm，直径17.5cm
重量5kg
跟踪器适合于大多数太阳跟踪器的安装底盘