mess:radiometer
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mess:radiometer [2016/06/06 14:08] – [Details zur Spektralen Empfindlichkeit] sarina | mess:radiometer [2019/02/23 16:34] – external edit 127.0.0.1 | ||
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Anstelle einer Photodiode, die empfindlich im UV-Bereich ist, kann auch eine Photodiode für den sichtbaren Bereich zusammen mit einem Leuchtstoff, | Anstelle einer Photodiode, die empfindlich im UV-Bereich ist, kann auch eine Photodiode für den sichtbaren Bereich zusammen mit einem Leuchtstoff, | ||
- | Gegenüber Spektrometer haben Radiometer Vorteile: Sie sind leicht zu transportieren, | + | Gegenüber Spektrometer haben Radiometer Vorteile: Sie sind leicht zu transportieren, |
- | Radiometer haben aber natürlich auch Nachteile, die zu verschiedenen statistischen und systematischen Fehlern führen {{wikindx>112}}{{wikindx>280}}. Viele der Fehler sind für die typischen Einsatzzwecke in der Terraristik vernachlässigbar: | + | Radiometer haben aber natürlich auch Nachteile, die zu verschiedenen statistischen und systematischen Fehlern führen {{wkx>112}}{{wkx>280}}. Viele der Fehler sind für die typischen Einsatzzwecke in der Terraristik vernachlässigbar: |
Ein wichtiger Fehlerbeitrag ist die Kosinuskorrektur des Radiometers (siehe detaillierter auch Abschnitt [[mess/ | Ein wichtiger Fehlerbeitrag ist die Kosinuskorrektur des Radiometers (siehe detaillierter auch Abschnitt [[mess/ | ||
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Wenn nur exakt der UVB-Bereich gemessen werden soll müsste man Filter für die Siliziumphotodiode finden, die alle Strahlung mit der Wellenlänge größer als 315 nm und kleiner als 280 nm komplett absorbieren und alle Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 280 nm und 315 nm komplett ungefiltert durchlassen. Das ist nicht möglich. Stattdessen wird die spektrale Empfindlichkeit des Messgeräts immer eine glatte Kurve sein. Es wird nie ein UVB-Radiometer geben, das tatsächlich UVB misst. Tatsächlich misst das Messgerät etwas anderes, rechnet den Wert aber intern um und zeigt UVB in µW/cm² an. Das UVB-Radiometer wird so kalibriert, dass das der Messwert für eine Kalibrationslampe korrekt ist. | Wenn nur exakt der UVB-Bereich gemessen werden soll müsste man Filter für die Siliziumphotodiode finden, die alle Strahlung mit der Wellenlänge größer als 315 nm und kleiner als 280 nm komplett absorbieren und alle Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 280 nm und 315 nm komplett ungefiltert durchlassen. Das ist nicht möglich. Stattdessen wird die spektrale Empfindlichkeit des Messgeräts immer eine glatte Kurve sein. Es wird nie ein UVB-Radiometer geben, das tatsächlich UVB misst. Tatsächlich misst das Messgerät etwas anderes, rechnet den Wert aber intern um und zeigt UVB in µW/cm² an. Das UVB-Radiometer wird so kalibriert, dass das der Messwert für eine Kalibrationslampe korrekt ist. | ||
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Diese Funktionsweise ist so ähnlich wie die Funktion von Messbechern für Mehl oder Zucker, die es in manchen Küchen gibt. Wenn man keine Waage hat, aber 300 g Mehl benötigt, schüttet man einfach so viel Mehl in den Messbecher bis die Marke für 300 g Mehl erreicht ist. Obwohl der Messbecher eigentlich etwas ganz Anderes misst (nämlich das Volumen des Mehls), kann man damit trotzdem die richtige Menge Mehl abmessen. Wenn man aber nun 300 g Zucker benötigt, dann funktioniert die Methode plötzlich nicht mehr. Das liegt daran, dass das Gewicht pro Volumen bei Mehl und Zucker völlig unterschiedlich ist. Das gleiche Problem entsteht, wenn man mit dem UVB-Radiometer die UVB-Strahlung einer Lampe messen will, die ein völlig anders Spektrum hat. | Diese Funktionsweise ist so ähnlich wie die Funktion von Messbechern für Mehl oder Zucker, die es in manchen Küchen gibt. Wenn man keine Waage hat, aber 300 g Mehl benötigt, schüttet man einfach so viel Mehl in den Messbecher bis die Marke für 300 g Mehl erreicht ist. Obwohl der Messbecher eigentlich etwas ganz Anderes misst (nämlich das Volumen des Mehls), kann man damit trotzdem die richtige Menge Mehl abmessen. Wenn man aber nun 300 g Zucker benötigt, dann funktioniert die Methode plötzlich nicht mehr. Das liegt daran, dass das Gewicht pro Volumen bei Mehl und Zucker völlig unterschiedlich ist. Das gleiche Problem entsteht, wenn man mit dem UVB-Radiometer die UVB-Strahlung einer Lampe messen will, die ein völlig anders Spektrum hat. | ||
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Misst man mit dem oben gezeigten UVB-Radiometer eine Lampe ohne UVB-Strahlung aber viel UVA-Strahlung, | Misst man mit dem oben gezeigten UVB-Radiometer eine Lampe ohne UVB-Strahlung aber viel UVA-Strahlung, | ||
- | Dieser Fehler kann sehr dramatische Formen annehmen. Häufig zitiert wird im Terrarianerkreisen die Arbeit von Sayre & Kligman {{wikindx>667}}. Sie verwendeten als UVB-Radiometer einen leider nicht näher spezifizierten Sensor von International Light mit maximaler Empfindlichkeit bei 290 nm. Als Lampe verwendeten sie eine Xenon-Kurzbogenlampe, | + | Dieser Fehler kann sehr dramatische Formen annehmen. Häufig zitiert wird im Terrarianerkreisen die Arbeit von Sayre & Kligman {{wkx>667}}. Sie verwendeten als UVB-Radiometer einen leider nicht näher spezifizierten Sensor von International Light mit maximaler Empfindlichkeit bei 290 nm. Als Lampe verwendeten sie eine Xenon-Kurzbogenlampe, |
^ Filter | ^ Filter | ||
| WG-320 | | WG-320 | ||
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| WG-360 | | WG-360 | ||
- | Manche lehnen UV-Radiometer in der Terraristik aufgrund dieser Fehler vollständig ab {{wikindx> | + | Manche lehnen UV-Radiometer in der Terraristik aufgrund dieser Fehler vollständig ab {{wkx> |
* Die Fehler sind keinesfalls zufällig sondern lassen sich aus den Spektren und der spektralen Empfindlichkeitskurve erklären. Leider machen die Autoren keine näheren Angaben, welchen UVB-Sensor sie 1991 verwendet haben, ich verwende für die Erklärung daher einen der UVB-Sensoren, | * Die Fehler sind keinesfalls zufällig sondern lassen sich aus den Spektren und der spektralen Empfindlichkeitskurve erklären. Leider machen die Autoren keine näheren Angaben, welchen UVB-Sensor sie 1991 verwendet haben, ich verwende für die Erklärung daher einen der UVB-Sensoren, | ||
* Der einzig wirklich besorgniserregende Fehler ist der Messwert mit WG-320-Filter: | * Der einzig wirklich besorgniserregende Fehler ist der Messwert mit WG-320-Filter: | ||
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{{clear}} | {{clear}} | ||
- | Der Kalibrierungsfaktor wird so bestimmt, dass der Radiometer-Messwert für eine Kalibrierungslampe mit dem spektral ermittelten Messwert übereinstimmt. Dabei kann sowohl eine breitbandige Lichtquelle als auch ein Linienstrahler verwendet werden {{wikindx>120}}. Als Linienstrahler wird üblicherweise eine [[: | + | Der Kalibrierungsfaktor wird so bestimmt, dass der Radiometer-Messwert für eine Kalibrierungslampe mit dem spektral ermittelten Messwert übereinstimmt. Dabei kann sowohl eine breitbandige Lichtquelle als auch ein Linienstrahler verwendet werden {{wkx>120}}. Als Linienstrahler wird üblicherweise eine [[: |
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\] | \] | ||
- | Wenn das Spektrum der Kalibrierungslampe, | + | Wenn das Spektrum der Kalibrierungslampe, |
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^ 300 µW/ | ^ 300 µW/ | ||
- | Der Korrekturfaktur muss für jedes Messgerät ($A(\lambda)$ mit Kalibrierung $K$) und jede gewünschte Anwendung (Wirkungsspektrum $W(\lambda)$ und Lampe $E_\lambda(\lambda)$) bestimmt werden. Will man die Abhängigkeit von der konkreten Lampe reduzieren, bietet sich, der " | + | Der Korrekturfaktur muss für jedes Messgerät ($A(\lambda)$ mit Kalibrierung $K$) und jede gewünschte Anwendung (Wirkungsspektrum $W(\lambda)$ und Lampe $E_\lambda(\lambda)$) bestimmt werden. Will man die Abhängigkeit von der konkreten Lampe reduzieren, bietet sich, der " |
(( | (( | ||
Um den Einfluss des verwendeten Kalibrationsspektrums $S_\mathrm{K}(\lambda)$ zu eliminieren, | Um den Einfluss des verwendeten Kalibrationsspektrums $S_\mathrm{K}(\lambda)$ zu eliminieren, | ||
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- | Übersicht über einige Korrekturfaktoren, | + | Übersicht über einige Korrekturfaktoren, |
^ Quelle | ^ Quelle | ||
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{{wxblind> | {{wxblind> | ||
- | {{wikindxbib}} | + | {{wkxbib}} |
mess/radiometer.txt · Last modified: 2023/06/18 11:04 by sarina