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UV-Diodenarray-Spektralradiometer kontra Breitband-Diodenarray-Spektrometer

Die spektrale Empfindlichkeit üblicher CCD-Diodenarray-Detektoren beträgt 200 nm bis 430 nm. Der spektrale Empfindlichkeitsbereich des CCD-Detektors wird deshalb oft als spektraler Empfindlichkeitsbereich der Diodenarray-Spektrometer herangezogen. Nicht berücksichtigt in dieser Aussage ist oft die spektrale Wirkungsfunktion des Dispersion-Gitters, das die ohnehin geringere Empfindlichkeit des Detektors im UV-Spektrum weiter reduziert. Dazu kommt die Verfälschung des UV-Messsignales durch langwelligeres Streulicht. Zur präzisen Messung von z.B. schmalbandigen UV-LEDs reicht die spektrale Auflösung breitbandiger Diodenarray-Spektrometer oft nicht aus.

Diodenarray-Spektralradiometer welche speziell für UV-Strahlung ausgelegt sind, ermöglichen durch ihren eingeschränkten Spektralbereich zudem die Möglichkeit einer sehr hohen Gittereffizienz in Verbindung mit einer sehr hohen spektralen Auflösung. Des Weiteren können optische Filter eingesetzt werden, um Streulicht signifikant zu reduzieren. 


BTS2048-UV Diodenarray-Spektralradiometer für ultraviolette Strahlung

Das BTS2048-UV erfüllt alle Belange eines anspruchsvollen UV-Diodenarray-Spektralradiometers zu einem, trotz seiner innovativen Technologie, attraktiven Preisniveaus.  

Ein Alleinstellungsmerkmal ist der BiTec-Detektor, dessen Kombination aus einem Back-thinned CCD-Diodenarray-basierten Spektrometer und einer SiC-Fotodiode innovative Aspekte hinsichtlich Linearität und Messgeschwindigkeit bietet. Der vollständig liniearisierte 2048 Pixel CCD-Detektor mit thermoelektrischer Kühlung ermöglicht durch Integrationszeiten von 2 µs bis 60 s einen äußert großen Dynamikbereich. UV-LEDs lassen sich dadurch in einem breiten Intensitätsbereich präzise messen. Die Gitterauslegung begrenzt den spektralen Messbereich auf 190 nm bis 430 nm wodurch eine hohe optische Auflösung von 0,8 nm resultiert. Die Spektrometereinheit ist zudem mit zwei optischen Filtern bestückt, um automatisierte streulichtarme Messungen zu ermöglichen, was gerade bei breitbandigen UV-Strahlern oder UV-LEDs bei Anwesenheit anderer Lichtquellen nötig ist. Si-Fotodioden überzeugen durch höchstmögliche Linearität innerhalb ihres Dynamikbereiches. Aus diesem Grund wird die SiC-Fotodiode des BiTec-Detektors zur Linearisierung des CCD-Diodenarrays oder als Referenzdetektor herangezogen. Die radiometrische Empfindlichkeitsfunktion der SiC-Fotodiode ermöglicht ihren Einsatz unabhängig vom Diodenarray. Die fehlende radiometrische Präzision kann in diesem Anwendungsfall mit den spektralen Messdaten on-line korrigiert werden. Nur mit der SiC-Fotodiode sind somit schnelle Messungen mit gleichbleibenden Messsequenzen auch bei kleinen Intensitäten möglich. Das BTS2048-UV eignet sich dadurch z.B. hervorragend zur Integration in Goniometer. Trotz seiner kompakten Abmessungen von 103 mm x 107 mm x 52 mm (LBH) bietet das Spektralradiometer BTS2048-UV ein ferngesteuertes Filterwechselrad mit zwei optischen Filtern und einer Blende zur Dunkelmessung.  


Absolute Kalibrierung der absoluten Bestrahlungsstärke bis 200 nm!

Gigahertz-Optik kann durch seine lange Erfahrung und sein hervorragend ausgestattetes DAkkS-Kalibrierlabor rückführbare Kalibrierungen bis 200 nm anbieten. Damit erweitert sich der Anwendungsbereich des BTS2048-UV auch für UV-C-LEDs. Für den kurzwelligen Spektralbereich hat Gigahertz-Optik GmbH extra eine neue Deuteriumlampen-basierte Kalibrierstrategie umgesetzt.


Einsatz in Frontend- und Backend-LED-Testmessungen

Für seinen Einsatz in der Überprüfung von ultravioletten Frontend- und Backend-LEDs im industrielen Einsatz ist das BTS2048-UV hervorragend aufgestellt. Sein CCD-Diodenarray-Detektor bietet eine elektronische Nullsetzung aller Pixel vor Auslösung einer Messung (elektronischer Shutter). Der elektronische Shutter und die Auslösung der Messung können über einen Triggereingang mit einem Netzteil für die Kurzzeit-Bestromung der Test-LED synchronisiert werden. Der leistungsfähige Mikroprozessor überträgt in Verbindung mit der schnellen LAN-Schnittstelle einen kompletten Datensatz innerhalb von 7 ms an den Systemrechner.         


Direkt-Montage statt Lichtleiter-Verbindung

Das BTS2048-UV Spektralradiometer bietet als Eingangsoptik eine Streuscheibe und kann daher ohne Zubehör zur Messung der UV-Bestrahlungsstärke mit Spektrum und Spitzenwellenlänge genutzt werden. Mit dieser Eingangsoptik kann das BTS2048-UV direkt an Zubehör wie Ulbricht‘sche Kugeln, Strahlstärkeoptiken und Goniometer zur Messung von Strahlungsleistung, Strahlstärke und Strahlstärkeverteilung befestigt werden.  


Anwendersoftware und Entwicklungssoftware

Das BTS2048-UV wird mit der S-BTS2048 Anwender-Software ausgeliefert. Diese bietet eine individuell gestaltbare Anwenderoberfläche. Eine große Anzahl an Anzeige- und Funktionsmodulen werden zur Verfügung gestellt. Bei Konfiguration des BTS2048-UV mit Zubehör der Gigahertz-Optik GmbH stehen die zusätzlich erforderlichen Anzeige- und Funktionsmodule zur Verfügung. Zur individuellen Einbindung des BTS2048-UV in Kundensoftware bietet Gigahertz-Optik GmbH die S-SDK-BTS2048 Entwicklungssoftware.


Kalibrierung

Ein wesentliches Qualitätsmerkmal von Lichtmessgeräten ist deren präzise und rückführbare Kalibrierung. Das BTS2048-UV wird im Prüflabor der Gigahertz-Optik GmbH kalibriert, das für die Messgrößen Spektrale Empfindlichkeit und Spektrale Bestrahlungsstärke als Kalibrierlabor gemäß ISO/IEC 17025 durch die DAkkS akkreditiert ist (D-K-15047-01-00). In die Kalibrierung wird das jeweilige Zubehör eingeschlossen. Jedes Gerät wird mit einem Kalibrierzertifikat ausgeliefert.      

UV Spektralradiometer BTS2048-UV

S-BTS2048 Software für das BTS2048-UV

Die Ethernetschnittstelle reduziert die Datenübertragungszeit
Elektronischer Shutter verkürzt die Messzeit
Allgemein
Kurzbeschreibung

UV optimiertes TE gekühltes CCD Spektralradiometer mit großem Dynamikbereich für CW- und Kurzzeitmessungen von Bestrahlungsstärke, Spektrum und Spitzenwellenlänge. Zubehör für weitere Messgrößen.

Hauptmerkmale

Kompaktes Messgerät. Bi-Tec-Detektor mit back-thinned CCD-Diodenarray (2048 Pixel, 0,8 nm optische Auflösung, elektronischer Shutter) und Si-Fotodiode mit radiometrischem Filter. Optische Bandbreitenkorrektur (CIE214). Filterrad mit Blende und Kantenfilter. Eingangsoptik mit Streuscheibe. Cosinus-Blickfeldfunktion.

Messbereich

Spektral: 3E-5 W/(m²nm) bis 3E4 W/(m²nm) @325nm. Empfindlichkeit von 190 nm bis 430 nm.

Integral: 2E5 W/m² bis Rauschlevel bei 5E-3 W/m²

mögliche Anwendungen

Diodenarray Spektralradiometer für Entwicklungsaufgaben. Baugruppe zur Integration in Prüfsysteme für Frontend- und Backend-LED-Testung.

Kalibrierung

Werk-Kalibrierung. Rückführbar auf PTB-Kalibrierstandards.

Produkt
mögliche Anwendungen

Lichtmessgerät für spektrale Bestrahlungsstärke, Erythem, etc.

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)

Eingangsoptik

Eingangsdiffusor mit Cosinus angepasstem Blickfeld (f2 ≤ 3 %)

Filterrad

4 Positionen (Offen, Zu, optische Filter). Nutzung zur ferngesteuerten Dunkelstrommessung und zur Streulichtunterdrückung.

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.

Kalibrierunsicherheit

Spektrale Bestrahlungsstärke

(200 - 249) nm: ± 20 %
(250 - 299) nm: ± 10 %
(300 - 399) nm: ± 6 %
(400 - 430) nm: ± 5 %

Spektrale Bestrahlungsstärkeempfindlichkeit (200 - 430) nm

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 Messmodus (BP SLC): 300 nm bis 386 nm

Spektraler Detektor
Integrationszeit

2 μs - 60 s        *1

Spektralbereich

(190 - 430) nm

Optische Bandbreite

0,8 nm

Pixelauflösung

~0,13 nm/Pixel

Pixelanzahl

2048

Chip

hochsensitiver Back-thinned CCD Chip, einstufig gekühlt (1TEC)

ADC

16bit (25ns Instruktion Zyklus Zeit)

Spitzenwellenlänge

± 0,05 nm

Bandpasskorrektur

mathematische Online Bandpasskorrektur wird unterstützt

Linearität

vollständig lineararisierter Chip >99,6 %

Streulicht

Out of Bound Methode < 1E-4           *3

Basislinienrauschen

5 cts         *4

SNR

5000        *5

Dynamikbereich

>9 Größenordnungen

spektrale Empfindlichkeit

(3E-4 - 3E4) W/(m²nm) @325nm       *6*7  

typische Messzeit

W/m² einer Halogen Lampe von (250 - 400) nm

1 4,4 s
10 440 ms
100 44 ms
Integraler Detektor
Filter

Spektrale Empfindlichkeit mit radiometrischen Anpassung. On-line Korrektur der radiometrischen Anpassung durch die spektrale Messdaten (Korrektur der spektralen Fehlanpassung).

Messzeit

(0,1 - 6000) ms

Messbereich

Sieben (7) Messbereiche mit transzendenter Offset-Korrektur

Kalibrierung

Bestrahlungsstärke ± 6 %               *10

Messbereich

(5E-3  -  2E5) W/m²        *11

 

Graphen
spektrale Empfindlichkeit

responsivity BTS2048 UV

f2 Kosinus Fehler

cos BTS2048 VL3

Sonstiges
Mikroprozessor

32 bit zur Gerät- 16 bit zur CCD- und 8 bit zur Fotodioden-Steuerung

Schnittstelle

USB V2.0, Ethernet (LAN UDP Protocol), RS232, RS485

Datenübertragung

Richtwerte für 2048 Float Arraywerte Ethernet 7 ms, USB 2.0 140 ms

Signal Eingänge

2x (0 - 25) VDC, Optokoppler isoliert 5 V / 5 mA

Signal Ausgänge

2x open collector, max. 25 V, max. 500 mA

Triggerung

Trigger-Eingang vorhanden (verschiedene Optionen, fallende/steigende Flanke, Verzögert, etc.)

Software

Anwendersoftware S-BTS2048
Option Software Development Kit S-SDK-BTS2048 für eigene Softwareentwicklung basierend auf .dll‘s in C, C++,C# oder in LabView.

Spannungsversorgung

Mit Netzteil: DC Input 5 V (±10 %) bei 700 mA
Mit USB Bus (500 mA) *8

Abmessungen

103 mm x 107 mm x 52 mm (Länge x Breite x Höhe)

Gewicht

500 g

Befestigung

Stativgewinde und M6

Frontadapter: UMPA-1.0-HL geeignet für Ulbrichtkugel Portframe UMPF-1.0-HL

Temperaturbereich

Lagerung: (-10 bis 50) °C

Anwendung: (10 bis 30) °C           *9

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
Basisrauschen quadratisch, z.B. 100-Fache Mittelung verbessert S/N um Faktor 10.

*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
bei jeder Messung eine neue Dunkelmessung erforderlich

*10 Mit a(Z) Korrektur bei einer Deuteriumlampe

*11 Bei einer Deuteriumlampe. Maximale Bestrahlung nur für kurze Zeit erlaubt.

 

 

 

Typ Beschreibung Datei-Typ Download
Datenblatt BTS2048-UV PDF
Produktname Produktbild Beschreibung Zum Produkt
S-SDK-BTS2048 Software Development Kit für BTS2048 Varianten.
GB-GD-360-RB40 Goniometer für die Vermessung von 2π-Strahlern.

Features: Messung der Lichtstärke- und Strahldichteverteilung sowie Lichtstrom und Strahlungsleistung von kompakten Spotstrahler und Leuchtdioden. Messabstand 100 mm bis 2000 mm. Fernsteuerung. Optionen: Lichtmessgeräte, Anwender-Software, etc.
Artikel-Nr Modell Beschreibung Merken / Vergleichen
Produkt
15298858 BTS2048-UV

Messgerät, Hartschalenkoffer, Betriebsanleitung, S-BTS2048 Software, Kalibrierzertifikat.

Re-Kalibrierung
15300775 K-BTS2048-UV

Re-Kalibrierung des BTS2048-UV mit Kalibrierzertifikat

Software
15298470 S-SDK-BTS2048

Software Development Kit, Software-CD mit Anleitung.

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