Nominiert für den Innovationspreis Bayern 2018
BTS2048-UV-S schnelles BiTec Sensor Spektralradiometer für hochwertige UV Messungen
Das BTS2048-UV-S ist ein hochwertiges Speketralradiometer, das sich durch seine kompakte Bauform und wohldurchdachten optischen, elektronischen und mechanischen Schnittstellen zur Integration in anspruchsvolle industrielle und wissenschaftliche Messaufgaben anbietet.
BiTec Sensor für anspruchsvolle Lichtmessung
Eines der herausragenden Merkmale dieses einzigartigen Spektralradiometer ist sein BiTec-Sensor. Dieser vereint die besonderen Eigenschaften einer Fotodiode mit denen eines Back-Thinned CCD Diodenarray. Durch die gegenseitige Korrektur der der beiden Sensoren durch die Messdaten bietet der BiTec Sensor äußerst präzise spektralradiometrische Messwerte über einen großen Dynamikbereich.
Hochwertiger Back-Thinned CCD Detektor
Das aus 2048 Pixel bestehende Diodenarray hat einen nutzbaren spektralen Empfindlichkeitsbereich von 190 nm bis 430 nm. Die optische Bandbreite beträgt 0,7 nm, die Pixelauflösung 0,13 nm/Pixel. Durch die Back-Thinned Technologie ist dieser CCD-Chip wesentlich empfindlicher als herkömmliche Front-Illuminated CCD-Chips. Zusätzlich ist der Chip einstufig Peltiergekühlt (1TEC).
Flash-Spektralradiometer
Als weiteres Merkmal ist der Back-thinned CCD Detektor mit einem elektronischen Shutter ausgestattet. Diese bietet die Möglichkeit in Lichtblitze hinein zu messen. In Verbindung mit den diversen Triggerfunktionen, Integrationszeiten von 2µs bis 60000ms, dem leistungsfähigen Prozessor und der schnellen LAN Schnittstelle (7ms für einen kompletten Datensatz) bietet das BTS2048-UV-S ideale Voraussetzungen für eine Vielzahl von Anwendungen.
Präzise Spektralradiometrie (geringes Streulicht)
Zur optimalen Nutzung des Dynamikbereiches des CCD Sensors ist im Strahlengang ein ferngesteuertes Filterrad angeordnet (Offen, Zu, optische Filter). Dieses Filterrad dient nicht nur zur Dunkelmessung es erlaubt auch streulichtarme Messungen, da durch intelligente Messroutinenen die verschiedenen eingebauten Filter geziehlt zur Streulichtreduzierung genutzt werden. Messergebnisse sind vergleichbar zu denen eines Doppelmonochromatoren (siehe Abbildung). Jedoch ist die Messzeit signifikant kürzer wodurch mit diesem Messgerät eine Vielzahl von Applikationen ermöglicht wird.
Streuscheibe statt Lichtleiter
Als Eingangsoptik bietet das BTS2048-UV-S eine Streuscheibe mit dem Kosinus angepasster Blickfeldfunktion. Durch den Verzicht auf einen Lichtleiter konnte die Lichtempfindlichkeit und die Kalibrierstabilität erhöht werden. Durch die f2 Anpassung des Kosinus angepassten Blickfeldes von besser 3% kann das BTS2048-UV-S auch direkt zur Messung absoluter radiometrischen Messgrößen genutzt werden.
- Bestrahlungsstärke (W/m²)
- spektrale Bestrahlungsstärke (W/(m²nm))
- Strahlstärke (W/sr)
- Spektrale Strahlstärke (W/(sr nm))
Messung des Strahlungsflusses
Das BTS2048-UV-S ist in Verbindung mit Ulbrichtschen Kugeln das optimale Lichtmessgeräte zur Messung des Strahlungsflusses bzw. des spektralen Strahlungsflusses. Die vorgesetzte Streuscheibe kann so in der Kugel positioniert werden, dass ein ungestörtes Halbkugelraum-Blickfeld sichergestellt ist. Gigahertz-Optik GmbH bietet ein breites Fertigungsspektrum an Ulbrichtschen Kugeln und dem erforderlichen Zubehör wie z.B. Kalibrierstandards.
Schnelle Schnittstellen
Das BTS2048-UV-S wird über eine USB 2.0 oder Ethernet gesteuert. Hinsichtlich der Geschwindigkeit der Datenübertragung ist die Ethernet Schnittstelle der USB 2.0 überlegen. Zusätzlich kann die zu übertragende Datenmenge dadurch gering gehalten werden, wenn die Datenaufbereitung im BTS2048-UV-S erfolgt. Dafür steht dem BTS2048-UV-S ein eigenständiger, äußerst leistungsfähiger Mikroprozessor zur Verfügung.
Anwender-Software mit flexiblem Desktop-Aufbau
Das BTS2048-UV-S wird mit der S-BTS2048 Anwender-Software ausgeliefert. Diese bietet als besonderes Merkmal einen flexiblen Desktop, den sich der Anwender individuell konfigurieren kann. Dabei kann er aus einem Potpourri an numerischen und graphischen Anzeigefenstern wählen:
- Frei definierbare numerische Anzeigen in dezimaler oder wissenschaftlicher Darstellung. Zoomfähig.
- Numerische Anzeigefelder für radiometrische, spektrale und andere Messgrößen.
- Messprotokoll der gewählten Messparameter.
- Spektrum. Zoomfähig.
- Datenlogger. Zoomfähig.
- etc.
Rückführbare Kalibrierung
Die Kalibrierung des BTS2048-UV-S, auch in Verbindung mit Zubehör erfolgt durch das Kalibrierlabor für optische Strahlungsmessgrößen der Gigahertz-Optik GmbH in Rückführung auf nationale und internationale Kalibriernormale.
Messvergleich von BTS2048-UV-S zu einem Standard Doppel-Monochromator. Das BTS2048-UV-S erreicht eine ähnliche Qualität bei einer Messzeit von wenigen Sekunden, der Doppel-Monochromator benötigte in etwa 1,5 Minuten.
Elektronischer Shutter verkürzt die Messzeit
Die Ethernetschnittstelle reduziert die Datenübertragungszeit
S-BTS2048 Software für das BTS2048-UV-S
Das BTS2048-UV kann direkt an eine Ulbrichtkugel montiert werden (Bild zeigt das baugleiche BTS2048-VL)
| Allgemein | |||||||||
| mögliche Anwendungen | Lichtmessgerät für spektrale Bestrahlungsstärke, Erythem, etc. |
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| Messgrößen | Spektrale Bestrahlungsstärke (W/(m² nm)), Bestrahlungsstärke (W/m²), Peak-Wellenlänge, Zentrums-Wellenlänge, Schwerpunkts-Wellenlänge. Option Ulbrichtsche Kugel: zusätzlich spektrale Strahlungsleistung (W/nm) und Strahlungsleistung (W) |
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| Eingangsoptik | Eingangsdiffusor mit Cosinus angepasstem Blickfeld (f2 ≤ 3 %) |
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| Filterrad | 8 Positionen (Offen, Zu, optische Filter). Nutzung zur ferngesteuerten Dunkelstrommessung und zur Streulichtunterdrückung. |
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| BiTec | Parallele Messung mit Diode und Array ist möglicht, dadurch kann eine Linearitätskorrektur des Arrays durch die Diode sowie eine onlinekorrektur der spektralen Fehlanpassung der Diode a*(sz(λ)) bzw. F*(sz(λ)) erfolgen. |
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| Kalibrierunsicherheit | Spektrale Bestrahlungsstärke
Spektrale Bestrahlungsstärkeempfindlichkeit (200 - 430) nm |
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| Spektraler Detektor | |||||||||
| Integrationszeit | 2 μs - 60 s *1 |
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| Spektralbereich | (190 - 430) nm |
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| Optische Bandbreite | 0,8 nm |
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| Pixelauflösung | ~0,13 nm/Pixel |
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| Pixelanzahl | 2048 |
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| Chip | hochsensitiver Back-thinned CCD Chip, einstufig gekühlt (1TEC) |
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| ADC | 16bit (25ns Instruktion Zyklus Zeit) |
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| Spitzenwellenlänge | ± 0,05 nm |
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| Bandpasskorrektur | mathematische Online Bandpasskorrektur wird unterstützt |
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| Linearität | vollständig lineararisierter Chip >99,6 % |
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| Streulicht | Out of Bound Methode < 1E-4 *3 Bandpass Methode < 1E-5 *3 |
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| Basislinienrauschen | 5 cts *4 |
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| SNR | 5000 *5 |
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| Dynamikbereich | >9 Größenordnungen |
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| spektrale Bestrahlungsstärke Empfindlichkeitsbereich | (3E-5 - 3E4) W/(m²nm) @325nm *6*7 |
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| typische Messzeit | W/m² einer Halogen Lampe von (250 - 400) nm
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| Messverfahren | Standard Messmodus: 200 nm bis 430 nm Messmodus in dem Streulicht außerhalb des Messbereichs korrigiert wird (OoR SLC): 200 nm bis 430 nm Streulicht korrigierter Bandpass Modus für Sonnenmessung (solar BP SLC): 285 nm bis 420 nm Universeller Streulicht korrigierter Bandpass Messmodus (BP SLC): 245 nm bis 420 nm |
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| Integraler Detektor | |||||||||
| Filter | Mathematische Anpassung der Empfindlichkeit an Rechtecks-Funktion von 220 nm bis 360 nm (SMCF On-line Korrektur der radiometrischen Anpassung mit den gemessenen spektralen Daten).* *Die spektrale Empfindlichkeit der Diode entspricht nicht der Rechtecks-Funktion (mit optischen Filtern nicht derart präzise möglich). Bei Messungen von Strahlern mit einem vom Kalibrierspektrum des integralen Detektors abweichenden Spektrum (UV LED, Peak bei 405 nm), wird das Messergebnis mittels SMCF Korrigiert. Die Unsicherheit dieser Korrektur hängt von der Qualität des gemessenen Spektrums (Rauschen) sowie der Größe des Korrekturfaktors ab (Spektralbereich). |
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| Messzeit | (0,1 - 6000) ms |
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| Messbereich | Sieben (7) Messbereiche mit transzendenter Offset-Korrektur |
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| Kalibrierung | Bestrahlungsstärke ± 6 % *10 |
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| Messbereich | (5E-3 - 2E5) W/m² *11
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| Graphen | |||||||||
| spektrale Empfindlichkeit |
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| f2 (cos getreue Bewertung) |
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| Sonstiges | |||||||||
| Mikroprozessor | 32 bit zur Gerät- 16 bit zur CCD- und 8 bit zur Fotodioden-Steuerung |
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| Schnittstelle | USB V2.0, Ethernet (LAN UDP Protocol), RS232, RS485 |
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| Datenübertragung | Richtwerte für 2048 Float Arraywerte Ethernet 7 ms, USB 2.0 140 ms |
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| Signal Eingänge | 2x (0 - 25) VDC, Optokoppler isoliert 5 V / 5 mA |
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| Signal Ausgänge | 2x open collector, max. 25 V, max. 500 mA |
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| Triggerung | Trigger-Eingang vorhanden (verschiedene Optionen, fallende/steigende Flanke, Verzögert, etc.) |
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| Software | Anwendersoftware S-BTS2048 |
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| Spannungsversorgung | Mit Netzteil: DC Input 5 V (±10 %) bei 700 mA |
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| Abmessungen | 103 mm x 107 mm x 52 mm (Länge x Breite x Höhe) |
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| Gewicht | 500 g |
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| Befestigung | Stativgewinde und M6 Frontadapter: UMPA-1.0-HL geeignet für Ulbrichtkugel Portframe UMPF-1.0-HL |
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| Temperaturbereich | Lagerung: (-10 bis 50) °C Anwendung: (10 bis 30) °C *9 |
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| Temperaturbereich | CCD Chip: ≤ ± 0,25 °C |
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| Info | *1 Es wird empfohlen, bei jeder Integrationszeitänderung eine neue Dunkelmessung durch zuführen. *2 Typischer Wert. Die Unsicherheit der dominanten Wellenlänge ist von der spektralen Verteilung der LED abhängig *3 typischer Wert, gemessen 100 nm links neben dem Peak einer kaltweißen breitbandigen LED mit einer tiefblauen Pump-LED *4 *5 typischer Wert gemessen ohne Mittelung bei einer Messzeit von 4ms und Vollaussteuerung des Arrays. Mit Mittelung steigt das S/N bzw. fällt das *6 Minimum bei S/N von 500/1. Maximum bei Vollaussteuerung. *7 Bestrahlung nur für sehr kurze Zeit zulässig um thermischen Schaden zu vermeiden *8 Bei der USB Versorgung ist aufgrund des geringeren Ladestroms kein Ethernet verfügbar *9 Gerät benötigt zur Temperaturstabilisierung in etwa 25min. Wird in der Warmlaufphase oder unter nicht konstanten Temperaturen gemessen, so ist *10 Mit a(Z) Korrektur bei einer Deuteriumlampe *11 Bei einer spektralen Verteilung einer Deuteriumlampe, maximale Bestrahlung nur für sehr kurze Zeit zulässig um thermischen Schaden zu vermeiden
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| Option: 80mm Ulbrichtkugel (UMBB-80) | |||||||||
| spektrale Empfindlichkeit |
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| Typ | Beschreibung | Datei-Typ | Download |
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| Datenblatt | BTS2048-UV-S | ||
| BTS2048-Serie | BTS2048 'Not just another spectrometer' Broschüre (English) |
| Produktname | Produktbild | Beschreibung | Zum Produkt |
|---|---|---|---|
| S-BTS2048 |  |
Anwendersoftware für BTS2048 Varianten. | |
| S-SDK-BTS2048 |  |
Software Development Kit für BTS2048 Varianten. |
