美國生物球儀器公司（Biospherical Instruments Inc.）的新型GUV-2511型地表紫外-可見光輻射儀是被廣泛使用的GUV-511型和GUV-541型的綜合體。與后兩者類似，GUV-2511也非常適合于長期監(jiān)測。GUV-2511可以測量紫外（UV）輻射的6個(gè)關(guān)鍵波長：305、313、320、340、380和395 nm，以及光合有效輻射（PAR，400-700 nm）。GUV數(shù)據(jù)可用于反演云層光學(xué)厚度和臭氧氣柱總量——兩個(gè)建立太陽光譜模型時(shí)的關(guān)鍵參數(shù)。
生物球儀器公司是設(shè)計(jì)和制造地表以及水下紫外輻射傳感器的先驅(qū)。該公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和維護(hù)美國自然科學(xué)基金建立的紫外輻射監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心就是生物球公司的SUV-100型光譜輻射計(jì)——可以測量高分辨率紫外光譜輻射的儀器。SUV-100在多個(gè)站點(diǎn)證明了其出色的能力，包括南極的三個(gè)站點(diǎn)、阿根廷的一個(gè)站點(diǎn)和美國的兩個(gè)站點(diǎn)（阿拉斯加的Barrow和加利福尼亞的圣迭哥）。
GUV系列是在美國海軍的小型商業(yè)創(chuàng)新研究（SBIR）項(xiàng)目的資助下完成的，是SUV-100的升級(jí)產(chǎn)品（更加便宜和便攜），用于監(jiān)測地表紫外輻射的關(guān)鍵波長。自從1992年GUV系列誕生后，就在世界各地得到廣泛應(yīng)用。 |
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關(guān)鍵特性
l 測量地表紫外輻射的6個(gè)關(guān)鍵波長：305、313、320、340、380和395 nm
l 測量光合有效輻射（PAR）
l 特制的高精度低噪音傳感器，特制干涉濾光片非常適合檢測UV-B（290-320 nm）和UV-A（320-400 nm）
l 鋁合金外殼堅(jiān)固耐用，可在野外長期測量
l 具備密封性極佳的隔溫層，即使外界溫度變化劇烈，也能保證儀器內(nèi)部溫度正常
l 內(nèi)置傳感器可以測量光電二極管陣列的溫度
l 利用RS-232接口連接電腦傳輸數(shù)據(jù)
l 可以單獨(dú)使用，也可在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中使用
l 基于Windows操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件
美國自然科學(xué)基金（NSF）紫外輻射監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)于1987年開始建立，1988年生物球公司為其安裝了第一臺(tái)輻射傳感器，并一直負(fù)責(zé)安裝維護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)至今。該網(wǎng)絡(luò)為臭氧層空洞研究、陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)研究提供了大量可靠數(shù)據(jù)。
儀器型號(hào) | 使用站點(diǎn) |
SUV-100型光譜輻射儀 | McMurdo、Palmer、South Pole、Ushuaia、San Diego和Barrwo |
SUV-150B型光譜輻射儀 | Summit |
GUV-511型多通道輻射儀 | McMurdo、Palmer、San Diego、Barrow和Summit |
GUV-541型多通道輻射儀 | South Pole |
Eppley PSP型輻射儀 | 所有站點(diǎn) |
Eppley TUVR型輻射儀 | McMurdo、Palmer、South Pole、Ushuaia和Barrow |
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SUV-100在Palmer站的應(yīng)用 | SUV-150B、GUV-511和PSP輻射計(jì)在Summit站的應(yīng)用 |
技術(shù)參數(shù)
物理指標(biāo)
大小：15 cm (寬) x 30 cm (高)
材質(zhì)：6061 T6鋁合金，外被隔溫Teflon套。雙層外套以及屏蔽塑料可以有效的防止電磁波干擾，同時(shí)使得內(nèi)部溫度更加穩(wěn)定。
重量：7 Kg
環(huán)境溫度范圍：-50℃～+40℃
光電二極管陣列溫度：40℃～±0.5℃
傳感器
標(biāo)準(zhǔn)：下行輻射和內(nèi)部溫度傳感器（用于監(jiān)測光電二極管陣列的溫度）
光學(xué)特性
測量波長：305、313、320、340、380、395 nm和PAR（400-700 nm）
帶寬：標(biāo)準(zhǔn)10 nm FWHM，可選20 nm FWHM
光電二極管檢測器
濾光片類型：低熒光干涉濾光片
余弦集電器：Teflon涂層的石英，直徑2.1 cm
帶外抑制：1 x 10-6
響應(yīng)值：0°-70°時(shí)：0-5％；71°-85°時(shí)：±10％
飽和值：105 mW cm-2 nm-1
噪音等效輻照度：10-11 W cm-2 nm-1
溫度漂移：< ±3 mV/℃
溫度穩(wěn)定性
環(huán)境溫度低時(shí)用硅板加熱，環(huán)境溫度高時(shí)自動(dòng)切斷加熱功能，結(jié)合隔熱裝置，可以有效的包裝內(nèi)部工作溫度恒定。
電子系統(tǒng)
系統(tǒng)采樣頻率：20 Hz
通道間采樣延遲：500 ms ± 175 ns
數(shù)據(jù)采集
增益和16位A/D轉(zhuǎn)換：滿量程10 V和1.3 mV/LSB；10種量程選擇，手動(dòng)選擇或自動(dòng)識(shí)別。
輸出：2-Bit RS-232；9600 bps
臺(tái)式控制器
大小：43 cm (寬) x 30.5 cm (長) x 7 cm (高)
材質(zhì)：鋁合金
供電：交流電（85-264 V/47-63 Hz）
溫度控制器：可編程電晶體數(shù)字溫度控制器
電纜
GSC-511型抗大氣腐蝕電纜，長度可達(dá)100 m，需單獨(dú)選購
軟件
基于Windows操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集軟件
校準(zhǔn)
采用美國國家標(biāo)準(zhǔn)研究所（NIST）可追蹤認(rèn)證方法進(jìn)行校準(zhǔn)。也可利用高分辨率掃描光譜輻射計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。推薦每年校準(zhǔn)一次。
代表文獻(xiàn)
Booth, C.R., T.B. Lucas, J.H. Morrow, C.S. Weiler, and P.A. Penhale (1994). The United States National Science Foundation’s polar network for monitoring ultraviolet radiation, in Antarctic Research Series, edited by C.S. Weiler and P.A. Penhale, American Geophysical Union, Washington, DC.
Booth, C.R., J.H. Morrow, and D.A. Neuschuler (1992). A new profiling spectroradiometer optimized for use in the ultraviolet. SPIE Vol. 1750 Ocean Optics XI: 354-365.
Lubin, D., J. Frederick, C. Booth, T. Lucas, D. Neuschuler (1989). Measurements of enhanced springtime ultraviolet radiation at Palmer Station, Antarctica. Geophys. Res. Lett. 16:783-785.
Stamnes, K., J. Slusser, and M. Bowen (1991). Derivation of total ozone abundance and cloud effects from spectral irradiance measurements. Applied Optics 30(30):4418-4426.
