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太阳能光谱仪系统(太阳能辐射光谱测定仪&太阳能辐射光谱仪)主要由光纤光谱仪,显示终端,支架,探头组成。测试对象为太阳能模拟器或者自然界中的太阳。太阳能模拟器又分为稳态和动态两种。太阳模拟器作为光源,在某种意义上说,可以等同于太阳光源,可以模拟太阳光照射。太阳模拟器广泛应用于太阳能电池特性测试,光电材料特性测试,生物化学相关测试,光学催化降解加速研究,皮肤化妆用品检测,环境研究等。
采用微小型的光纤光谱技术为核心组成的太阳能模拟器光谱测量最简单可靠的方法。太阳能辐射光谱仪用于精确测量太阳光的光谱辐射照度。将之与太阳光模拟器和随附的软件配合使用,可以对光源进行测试和量化。该仪器采用了专有的高效率衍射光栅光谱仪,而且ideaoptics型号设备通过附带的触发器采集器还能对脉冲式太阳光模拟器进行测量。此款高性能的分光辐射计不仅价格低廉而且外形小巧,是各类用户的理想选择。最常用的复享太阳能辐射光谱仪有200~1700nm的测试波长范围,5nm的半波宽,1~8,000msec的曝光时间其可在Windows 2000/XP/Vista(32位)系统上运行,并可执行光谱辐射照度、ASTM和JIS输出计算。可以用于稳态太阳模拟器检测,脉冲式太阳能模拟器检测,组件自然太阳光检测等所有的检测情况。
太阳分光辐射计又称为太阳能辐射光谱测定仪或太阳能辐射光谱仪,简称也可以叫做太阳能光谱仪。它是用来检测太阳辐射光谱仪定性分析的系统设备,主要研究的领域包括:
自然太阳光光谱测试用于室外不同天气条件下太阳光谱分布研究,室外发电系统共同进行高效组件性能差异分析。光谱匹配度;太阳能模拟器等级判断;紫外老化仪光谱测量;光伏组件玻璃板透过率测量
1、稳态光谱采集
根据IEC60694-9标准要求,太阳模拟器有效光谱范围是400-1100nm,这就需要光谱测试设备可同时采集到400-1100nm范围的绝对光谱数据,并且在整个波段范围内都具有较高的信噪比,以保证测试数据的可靠性。市场上通用的波段为200-1100nm均具有良好的光谱响应,如果能够做到200-1700nm需要采用多通道复享光谱仪。这种更多用于研究实验。PG2000 Pro 为核心的太阳能模拟器光谱测量采用高信噪比的薄型背照式CCD探测器,,以确保得到高质量的光谱数据。同时该套系统出厂时就进行了NIST可溯源的绝对辐射标定,可直接得到稳态的模拟器的辐照度光谱信息。
2、瞬态光谱采集
基于复享isolar光谱仪特有的快速采集功能,也可应用在瞬态模拟器的光谱检测中。其最多可实现每秒钟450幅光谱的采集,不管模拟器的工作模式是单次脉冲、多次频闪,无论脉冲弛豫时间是小到2ms,还是较长的6s,复享系统均可得到真实可靠的辐照度数据。
3、光谱匹配度
太阳模拟器的光谱匹配度是指在6个指定光谱范围内强度积分的百分比。任何与标准光谱的偏离百分比都必须在一定的范围内,这也正是衡量太阳模拟器等级的一项标准。对于A类太阳模拟器,光谱匹配度必须在75% - 125%之间。
ideaoptics Ideal Spectral Match Defined by IEC Standards
Spectral Match
Spectral Range (nm) Ideal %
400 - 500 18.4
500 - 600 19.9
600 - 700 18.4
700 - 800 14.9
800 - 900 12.5
900 - 1100 15.9
利用Ideaoptics 针对光伏行业定制软件特有的能量积分功能,可得到不同光谱范围内的辐照度总和(单位:µW/cm2),从而帮助判断该太阳能模拟器的光谱等级。如下图所示,同时对上述6个指定光谱范围的辐照强度进行能量积分计算。
4、模拟器等级判断
IdeaopticsSoft-Solar软件可按照IEC60694-9标准上所述要求,根据测试得到的模拟器辐照度光谱数据直接给出模拟器的等级,可给出不同波段范围内的匹配度,以帮助用户更好的判断模拟器的性能。
5、扩展功能
⑴紫外老化仪光谱测量
对于设有可靠性试验室的用户来说,紫外老化也是检测光伏产品性能必不可少的环节,这也就需要针对紫外老化仪的光谱及辐照度进行有效的检测。由于IdeaopticsSolar主机可覆盖200-1700nm的光谱范围,因此太阳能光谱仪系统可以直接用来进行紫外老化仪的光谱检测。
⑵光伏组件玻璃板透过率测量
太阳能光谱仪系统不但可进行绝对辐照光谱的检测,同时可对光伏组件厂所用的大面积玻璃进行透过率的测量。仅需要在原有太阳能光谱仪系统的基础上额外配置照射光源、积分球及光纤即可。对于工业用大尺寸的玻璃的透过率的检测,需要用户根据不同的现场测试要求自行设计积分球及光纤探头的支架,以保证测量不同点的透过率时,入射光可以完全被积分球的采样端口接收到,确保光路的准确性。在线测量时,需要使用支架针对光纤探头及积分球进行固定并且可灵活运动,使光路上下对准。
光谱仪 光谱仪spectrometer将复色光分离成光谱的光学仪器。光谱仪有多种类型,除在可见光波段使用的光谱仪外,还有红外光谱仪和紫外光谱仪。按色散元件的不同可分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪和干涉光谱仪...
光纤光谱仪的原理和应用-简介光谱学是测量紫外、可见、近红外和红外波段光强度的一种技术。光谱测量被广泛应用于多种领域,如颜色测量、化学成份的浓度
光纤光谱仪是按照电线传输的原理来工作的。说起灵敏度,重要的是要区分开光度学中的灵敏度(光谱仪所能探测到的最小信号强度)还是化学计量学中的灵敏度(光谱仪能够测量到的最小吸收率差)。a.光度灵敏度对于如荧...
光谱仪论文
题名:光栅光谱仪测量分析光源的光谱特性 作者:姓名:沈鹏飞 学号: 08281049 单位:北京交通大学计算机与信息技术学院 摘要: 光栅光谱仪是目前比较先进的进行光谱测量和分析的仪器,也是目前光谱测量中最为 常用的仪器,操作简单、方便,结果准确,应用广泛。本文主要讨论利用光栅光谱仪测试 光谱的方法及原理。 Grating spectrometer is the more advanced spectral measurement and analysis instruments, is currently the most commonly used spectral measurement instruments, simple operation, convenient, accurate and widely used. This article focuses on the
第一章太阳能和太阳光谱 (2)
第一章太阳能和太阳光谱 (2)
根据现代光谱仪器的工作原理,光谱仪可以分为两大类:经典光谱仪和新型光谱仪。经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器;新型光谱仪器是建立在调制原理上的仪器。经典光谱仪器都是狭缝光谱仪器。调制光谱仪是非空间分光的,它采用圆孔进光。
根据色散组件的分光原理,光谱仪器可分为:棱镜光谱仪,衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪。光学多道分析仪OMA (Optical Multi-channel Analyzer)是近十几年出现的采用光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器,它集信息采集,处理,存储诸功能于一体。由于OMA不再使用感光乳胶,避免和省去了暗室处理以及之后的一系列繁琐处理,测量工作,使传统的光谱技术发生了根本的改变,大大改善了工作条件,提高了工作效率;使用OMA分析光谱,测量准确迅速,方便,且灵敏度高,响应时间快,光谱分辨率高,测量结果可立即从显示屏上读出或由打印机,绘图仪输出。它己被广泛使用于几乎所有的光谱测量,分析及研究工作中,特别适应于对微弱信号,瞬变信号的检测。
光谱仪的种类很多,分类方法也很多,根据光谱仪所采用的分解光谱的原理,可以将其分成两大类:经典光谱仪和新型光谱仪。经典光谱仪是建立在空间色散(分光)原理上的仪器;新型光谱仪是建立在调制原理上的仪器,故又称为调制光谱仪。
经典光谱仪依据其色散原理可将仪器分为:棱镜光谱仪、衍射光栅光谱仪、 干涉光谱仪。
根据光谱仪器所能正常工作的光谱范围,光谱仪可分为:
光谱仪( Spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器,由棱镜或衍射光栅等构成,利用光谱仪可测量物体表面反射的光线。阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光),但若通过光谱仪将阳光分解,按波长排列,可见光只占光谱中很小的范围,其余都是肉眼无法分辨的光谱,如红外线、微波、紫外线、X射线等等。通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影,或电脑化自动显示数值仪器显示和分析,从而测知物品中含有何种元素。这种技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。
将复色光分离成光谱的光学仪器。光谱仪有多种类型,除在可见光波段使用的光谱仪外,还有红外光谱仪和紫外光谱仪。按色散元件的不同可分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪和干涉光谱仪等。按探测方法分,有直接用眼观察的分光镜,用感光片记录的摄谱仪,以及用光电或热电元件探测光谱的分光光度计等。单色仪是通过狭缝只输出单色谱线的光谱仪器,常与其他分析仪器配合使用。
如图《图片》所示是三棱镜色谱仪的基本结构。狭缝S与棱镜的主截面垂直,放置在透镜L的物方焦面内,感光片放置在透镜L的像方焦面内。用光源照明狭缝S, S的像成在感光片上成为光谱线,由于棱镜的色散作用,不同波长的谱线彼此分开,就得入射光的光谱。棱镜摄谱仪能观察的光谱范围决定于棱镜等光学元件对光谱的吸收。普通光学玻璃只适用于可见光波段,用石英可扩展到紫外区,在红外区一般使用氯化钠、溴化钾和氟化钙等晶体。普遍使用的反射式光栅光谱仪的光谱范围取决于光栅条纹的设计,可以具有较宽的光谱范围。
表征光谱仪基本特性的参量有光谱范围、色散率、带宽和分辨本领等。基于干涉原理设计的光谱仪(如法布里-珀罗干涉仪、傅立叶变换光谱仪)具有很高的色散率和分辨本领,常用于光谱精细结构的分析。