مقياس الإشعاع مقابل مقاييس الطيف: فهم الفرق

المُقدّمة
في مجال القياسات الضوئية ، يطلق على أهم أداتين لجمع وتحليل البيانات المتعلقة بالضوء مقاييس الإشعاع والمقاييس الطيفية على التوالي. على الرغم من حقيقة أنها تبدو متطابقة على السطح ، فقد تم تطوير كل من هذه الأدوات لأداء وظيفة مميزة ولها مجموعة فريدة من الخصائص.

سنقوم بالمقارنة والمقارنة مقياس الطيف ومقاييس الإشعاع ، ومناقشة تطبيقات كل منهما وكذلك الخصائص التي تميزها عن بعضها البعض. يتعين على الباحثين والعلماء وغيرهم من المتخصصين الذين يعملون في مجالات مثل علم الفلك والاستشعار عن بعد والمراقبة البيئية أن يكون لديهم فهم قوي للاختلافات بين هذه المصطلحات.

مقياس الإشعاع: قياس الطاقة الكلية
أجهزة قياس الإشعاع هي أدوات بصرية تُستخدم لحساب إجمالي طاقة الفوتون التي تقع ضمن نطاق معين من الطول الموجي. أنها توفر تحليلاً متعمقًا لكمية الطاقة المشعة المنبعثة أو المرسلة أو المتلقاة من جسم أو مكان معين.

للمقاييس الإشعاعية مجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك دراسة الطاقة الشمسية ، والبحوث المتعلقة بالغلاف الجوي ، ومراقبة أنماط الطقس.

نظرًا لأنه أحد مكونات مقياس الإشعاع المسؤول عن اكتشاف الإشعاع الوارد وتحويله إلى إشارة كهربائية ، يعتبر كاشف الإشعاع أحد المكونات الأساسية للأداة.

بعد أن يتم تقييمها ، تعطي هذه الإشارة البيانات التي يمكن استخدامها في عملية حساب القدرة الإجمالية للإشعاع الذي يتم اكتشافه. بسبب استجابتها واسعة النطاق للطيف ، فإن الغالبية العظمى من أجهزة قياس الإشعاع قادرة على التقاط مجموعة متنوعة من الأطوال الموجية.

القياسات الدقيقة للإشعاع الشمسي هي ما تعطيه مقاييس الإشعاع ، لذلك إذا كنت تريد فهم كيفية عمل أنماط الطقس وتغير المناخ ، فأنت بحاجة إلى واحد. يمكن للباحثين استخدام هذه الأجهزة لقياس كمية ضوء الشمس التي تصل إلى سطح الأرض من أجل الحصول على فهم أفضل للعمليات التي تحدث في الغلاف الجوي ولتقييم إمكانات الطاقة الشمسية.

مقياس الطيف: تحليل طيفي مفصل
المعلومات حول الطيف التي يقدمها مقياس الطيف تمكن من إجراء فحص أكثر عمقًا من ذلك الذي توفره مقاييس الإشعاع ، والتي تقيس فقط القدرة الإجمالية ضمن نطاق طول موجي معين. يمكن استخدام مقياس الطيف ، الذي يحلل توزيع الطاقة المشعة على نطاق واسع من الأطوال الموجية ، لوصف تكوين الطيف للضوء. يمكن القيام بذلك عن طريق استخدام الأداة.

يمكن تقسيم مقياس الطيف الضوئي إلى مكوناته الأساسية ، والتي تشمل مقياس الطيف ، وكاشف الإشعاع ، والنظام البصري الذي يجمع الضوء ويركز على الكاشف. يتم تقسيم الضوء إلى الأطوال الموجية المكونة له بواسطة مقياس الطيف ، ويتتبع الكاشف مدى شدة سطوع كل طول موجي. تم تسجيل جميع ميزات طيف الضوء في المعلومات التي تم جمعها نتيجة لذلك.

تساهم قدرة أجهزة قياس الطيف لتحليل طيف الضوء في استخدامها في الاستشعار عن بعد ، والرصد البيئي ، وقياس الألوان. مقياس الطيف قادر على قياس مجموعة متنوعة من جوانب الضوء بشكل صحيح ، بما في ذلك درجة حرارة اللون وتوزيع الطاقة الطيفية ومؤشر تجسيد اللون (CRI) ، على سبيل المثال لا الحصر من هذه الجوانب.

من الضروري إجراء قياسات دقيقة للطيف من أجل تقييم جودة الإضاءة في مجموعة متنوعة من المواقف ، مثل الإعدادات المعمارية أو البستانية. LISUN لديه أفضل مقياس طيف.

الاختلافات في الوظائف
يمكن تمييز مقاييس الإشعاع والمقاييس الطيفية عن بعضها البعض من حيث وظائفها. تقيس مقاييس الإشعاع القدرة الكلية في نطاق معين من الطول الموجي ، بينما تفحص مقاييس الإشعاع الطيفي تكوين الطيف للضوء في مجمله. تُعرف مقاييس الطيف الإشعاعي أحيانًا بمقاييس قياس الطيف.

ستساعد الاحتياجات المحددة لعمل معين في تحديد أي من هذه الأدوات هو الأنسب لإكمال هذا النشاط.

مقياس الإشعاع هو الأداة المفضلة للاستخدام عندما يكون كل ما هو مطلوب هو تقييم شامل للكثافة الإجمالية للإشعاع. في البحث عن الطاقة الشمسية ، تُستخدم مقاييس الإشعاع ، على سبيل المثال ، لقياس كمية ضوء الشمس المتاح للأنظمة الكهروضوئية.

تُستخدم مقاييس الإشعاع لقياس الكثافة الإجمالية لأشعة الشمس من أجل الحصول على تقدير لمقدار الطاقة الكامنة التي قد تنتجها الألواح الشمسية.

من ناحية أخرى ، فإن مقاييس الطيف الإشعاعي هي الأدوات المختارة إذا كانت هناك حاجة إلى قدر كبير من المعلومات الطيفية. في مجالات مثل الاستشعار عن بعد والمراقبة البيئية ، تلعب مقاييس الطيف الضوئي دورًا مهمًا في توفير وصف دقيق للخصائص الطيفية للأشياء ومحيطها.

من خلال تحليل البصمات الطيفية الفريدة لمجموعة متنوعة من المواد والمواد ، تعتبر مقاييس قياس الطيف أدوات مفيدة لتنفيذ عمليات مثل مراقبة الغطاء النباتي ، وتحديد جودة المياه ، وتحديد مصادر التلوث.

المواصفات الفنية والتطورات
كلا مقاييس الإشعاع و مقياس الطيف هي أجهزة قياس تستخدم موجات الراديو ، لكنها تقيسها بطرق مختلفة ولها احتياجات فنية مختلفة. هذه الاختلافات لها تأثير ، ليس فقط على أدائها ، ولكن أيضًا على نطاق القياسات التي تقدمها.

المواصفات الفنية لمقياس الإشعاع:
النطاق الطيفي: الغالبية العظمى من مقاييس الإشعاع قادرة على إجراء قياسات في مجموعة متنوعة من نطاقات الطول الموجي ، بدءًا من الضوء فوق البنفسجي (UV) واستمرارًا من خلال الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء (IR).

حساسية: أجهزة قياس الإشعاع قادرة على إنتاج قياسات دقيقة للقوة الإجمالية للإشعاع داخل المنطقة الطيفية التي صممت من أجلها. تحدد حساسية مقياس الإشعاع مدى قدرته على اكتشاف وقياس مستويات الإشعاع المنخفضة جدًا.

وقت الاستجابة: تم تصميم أجهزة قياس الإشعاع بحيث تتمتع بأوقات استجابة سريعة بحيث يمكنها تسجيل مستويات الإشعاع المتغيرة بدقة. لهذا السبب ، فهي خيار ممتاز لتطبيقات مثل أنظمة الطاقة الشمسية وأبحاث الغلاف الجوي ، وكلاهما يحتاج إلى مراقبة مستمرة.

المواصفات الفنية لمقياس الطيف
المدى الطيفي والقرار:  النطاق الطيفي الذي يمكن قياسه بمقاييس الإشعاع الطيفي أقل من النطاق الذي يمكن قياسه بمقاييس الإشعاع ، لكن هذه الأجهزة تتمتع باستبانة أعلى في جميع أنحاء الطيف. لديهم القدرة على تسجيل سطوع الضوء عبر نطاق واسع من الأطوال الموجية ، مما يتيح تحليلًا موثوقًا للطيف.

الدقة الطيفية: تسعى مقاييس الطيف الضوئي إلى الحصول على دقة طيفية عالية ، مما يعني أن الأطياف التي يتم الحصول عليها بواسطة الجهاز يُقصد بها أن تكون مماثلة قدر الإمكان لتوزيع طيف الضوء الذي يتم قياسه. يمكن الحفاظ على دقة الطيف باستخدام إجراءات المعايرة وخوارزميات التصحيح.

عرض النطاق الترددي الطيفي: من خلال تعديل عرض النطاق الترددي الطيفي لمقياس إشعاع الطيف الخاص بهم ، يمكن للباحثين تركيز انتباههم على نطاق معين من الأطوال الموجية. يمكن تعديل القياسات بدرجة أكبر أو أقل بحيث تكون مناسبة لمتطلبات كل تطبيق معين.

أدت التطورات التقنية الحديثة إلى تحسينات في كل من وظيفة مقاييس الإشعاع و مقياس الطيف وكذلك تطبيقاتهم. فيما يلي بعض أهم التطورات الحديثة:

الكاشفات المحسّنة: الثنائيات الضوئية السيليكونية والأنابيب الضوئية (PMTs) ومستشعرات الحالة الصلبة ليست سوى أمثلة قليلة لتقنيات الكشف المتطورة المستخدمة في مقاييس الإشعاع والمقاييس الطيفية المصنعة اليوم. بفضل حساسيتها المتزايدة ، ونطاقها الديناميكي الموسع ، ونسب إشارة إلى ضوضاء أكبر ، فإن هذه الكواشف تجعل من الممكن الحصول على نتائج أكثر دقة.

المعايرة والمعايير: في هذه الأيام ، تم تجهيز مقاييس الإشعاع والمقاييس الطيفية بمعايير المعايرة وخوارزميات التصحيح ، والتي تضمن أن النتائج التي تقدمها موثوقة ومتشابهة مع بعضها البعض. تساعد إجراءات المعايرة هذه في التخلص من الأخطاء المنهجية والحفاظ على اتساق القياس ، وكلاهما هدفان مهمان للمعايرة.

الأدوات المحمولة والمحمولة: كانت هناك زيادة في توافر الأجهزة المحمولة والمحمولة مقياس الطيف بالإضافة إلى مقاييس الإشعاع ، مما يجعل من الممكن جمع القياسات على الفور في الميدان. نظرًا لحركة هذه المعدات المريحة ، يمكن للباحثين جمع القياسات في الميدان دون الحاجة إلى تحضير مسبق.

التكامل مع التكنولوجيا الرقمية: وقد استفادت أجهزة قياس الإشعاع والمقاييس الطيفية من التحسينات في قدرتها على جمع البيانات وتفسيرها في السنوات الأخيرة. إن استخدام التكنولوجيا الرقمية ، مثل واجهات وبرامج الكمبيوتر ، لديه القدرة على تعزيز دقة وكفاءة القياس في مجموعة متنوعة من السياقات.

وفي الختام
هناك اختلافات كبيرة بين مقاييس الإشعاع ومقاييس الطيف من حيث المتطلبات التقنية والتطورات التي ساهمت في تشكيل كل من هذه الأدوات إلى ما هي عليه اليوم.

أجهزة قياس الإشعاع هي أكثر الأدوات دقة لقياس الكثافة الإجمالية للإشعاع عبر نطاق واسع من الطيف. من ناحية أخرى ، تعد أجهزة قياس الطيف هي الأدوات الأكثر دقة لتقديم معلومات طيفية كاملة ضمن نطاق محدود وبدقة عالية.

بسبب التقدم في تقنيات الكاشف ، وطرق المعايرة ، والتنقل ، والتكامل الرقمي ، ومقاييس الإشعاع و مقياس الطيف تقدم الآن المزيد من القدرات من حيث الأداء والمرونة مما كانت عليه في الماضي. كنتيجة مباشرة لهذه التحسينات ، يتم استخدامها حاليًا في نطاق أوسع بكثير من المواقف ، بما في ذلك البحث عن الطاقة الشمسية ، ومراقبة البيئة ، وقياس الألوان ، والاستشعار عن بعد.

يجب فهم الاختلافات التكنولوجية بين مقاييس الإشعاع والمقاييس الطيفية من أجل اتخاذ قرار مستنير بشأن نوع الجهاز الذي يخدم متطلبات تطبيق معين على أفضل وجه. بمساعدة هذه الأجهزة ، يتمتع الباحثون والمهنيون بإمكانية الحصول على فوائد كبيرة من الحصول على بيانات ضوئية دقيقة ودقيقة.

العلامات:LMS-6000