《照度传感器》PPT课件

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1、光环境检测疑问5132辐射机理及度量传感器类型及测量原理ZD照度传感器使用传感器发展趋势4光照对农业生物的影响主要表现在光强、光质、以及光照时间光强的作用：生长发育、形态建构作用。典型例子—植物黄化现象。光质的作用：红光有利于糖的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长发育有影响。紫外光过强有致死作用，波长360nm即开始有杀菌作用。200-300nm的辐射下，杀菌力强，能杀灭空气中、水面和各种物体边面的微生物，这对于抑制自然界的传染病病原体是极为重要的。光周期4§1、辐射机理及度量一、光辐射（电磁辐射）1、太阳辐射能：太阳时刻不断地向周围

2、空间放射出巨大的能量即太阳辐射能。2、电磁波3、电磁辐射：电磁波能量传递4、电磁波谱10-810-6110-410210410-2106电磁波谱波长(mm)X射线紫外线红外线可见光太阳辐射常温辐射热射线无线电波g射线可见光：0.38～0.76µm太阳辐射：0.2～3µm（占太阳辐射能总量99%）常温物体的辐射：3～100µm热射线：0.1～100µm5波长（nm）05001500100020003000250025002000150010005000辐射能（W/m2.mm）太阳辐射光谱地面大气层外缘6000K黑体辐射可见光红外线紫外线38076048.3%8.7%43.0%

3、二、农业中常用光照术语辐射量光合作用有效辐射光度量1、辐射量及其单位辐射能量(Qe)包括紫外辐射、可见光辐射和红外辐射的全部辐射能量。单位J。辐射通量(Φe)单位时间到达或通过某一面积的辐射能量。单位为W。辐射强度(Ie)点辐射源在单位时间内在单位立体角内所发出辐射通量，单位为W/sr辐射照度辐照度（Ee），单位面积上所接受的辐射通量。单位：W/m2。光谱辐照度辐射亮度(Le)单位面积的源辐射（散射）面发射（散射）的辐射强度。单位为W/(m2sr)基本辐射度量的名称、符号和定义方程名称符号单位符号辐射能Qe焦耳J辐射通量，辐射功率Φe瓦特W辐射强度Ｉe瓦特／球面度Wsr-1

4、辐射亮度Ｌe瓦特／球面度平方米Wm-2sr-1辐射出射度Ｍe瓦特／平方米Wm-2辐射照度Ｅe瓦特／平方米Wm-22、光合有效辐射（PAR）及其单位量子流密度：单位时间到达或通过单位面积的摩尔量子流密度。单位：1μmol/s*m2=1μE/s*m2。应用波长范围:400-700nm。3、光度量及其单位光度量和辐射度量的定义及其方程是一一对应的，都是波长的函数，一般加下标v和e来区分如Ｑe，Φe，Ie，Me，Ee等Ｑv，Φv，Iv，Lv,Mv，Ev等所不同的只是光度量只适用于可见光区段（0.40~0.78μm），而光辐射度量在整个电磁波谱范围内都有意义。3、光度量及其单位发光强

5、度单位——Candela，记作cd光通量光源单位时间内所辐射的光能，单位是流明（lm），1lm是光强度为1cd的均匀点光源在1sr内发出的光通量。（光）照度——照度只能在可见光区域。指物体被照亮的程度，单位垂直面积所接受的光通量来表示，单位为勒克斯(Lux,lx)。1勒克斯等于1lm的光通量均匀分布于1m2面积上的光照度。常用光度学量的名称、符号与单位名称符号单位符号光量Qv流明秒lm·s光通量Φv流明lm发光强度Ｉv坎德拉cd光亮度Ｌv坎每平方米cd·m-2光出射度Ｍv流每平方米lm·m-2光照度（光强度）Ｅv勒克司Lx3、三度量间互算根据以上三种计量单位中，辐照度、照度

6、、量子流密度与光谱能量分布密切相关，它们之间并无固定关系。三者只有在确定的光谱能量分布条件下（光谱分布已知，且限于可见光谱区400-700nm）才有确定关系。A光量子转换为辐射度单位将量子传感器的输出单位由μmol/s·m2（400~700nm）转换成辐射度单位W/m2的过程非常复杂。对于不同光源转换系数不同必须知道辐射源的光谱分布曲线1w/m2≈4.6μmol/s·m214辐射度是Wλ在400~700nm波段的积分值给定波长处每秒发射的光子数因此400~700nm波段范围内每秒发射的光子数为（4-1）（4-2）（4-3）这个积分可由量子传感器测量，如果R是以μmol/s·

7、m2·1μmol/s·m2≡6.022×1017光子（s·m2）为单位的量子传感器的读数，则有由式与式可得16（4-4）（4-1）（4-4）（4-5）因为Wλ同时在分子分母中，可以用标准曲线Nλ代替式中：△λ为所取区间长度；λ为各区间中点处的波长；Nλi为位于区间中点波长的标准辐射输出。17（4-6）最后得：式中R的单位为μmol/s·m2（4-7）根据方程（4-7）分成如下步骤计算：1）将400~700nm波段分成i个长度都为△λ的区间；2）算出区间中点处的波长λi；3）测算出每个区间中点处波长的标准辐射Nλi；