Plancksches Gesetz
 

 SR 5000

Neben der bildlichen Darstellung der Signatur ist auch die Information über die spektrale Verteilung der empfangenen Strahlung von Interesse, also die Frage, bei welcher Wellenlänge wie viel Strahlung ankommt.
Der Grund für diese Fragestellung ist die Tatsache, dass nicht jeder Bedrohungssensor mit dem selben spektralen Empfindlichkeitsbereich arbeitet, wie unsere Messsensoren; man will aber natürlich aus den Messungen Rückschlüsse darauf ziehen können, was ein bestimmter Bedrohungssensor sieht (vorausgesetzt man kennt seine spektralen Eigenschaften).

Das Spektralradiometer SR 5000 empfängt Strahlung aus einem bestimmten Raumsegment. Welches das ist, lässt sich mit Hilfe einer Videokamera feststellen, in deren Bild der kreisförmige Ausschnitt eingeblendet wird, den das Radiometer sieht.
Wie die Wärmebildkamera besitzt das Radiometer einen Detektor, der ein von der IR-Strahlung abhängiges elektrisches Ausgangssignal besitzt. Dieser Detektor ist auch über einen großen Wellenlängenbereich empfindlich. Zur Gewinnung der spektralen Information benötigt man deshalb ein möglichst schmalbandiges Filter. Die Breite dieses Filters bestimmt die sog. spektrale Auflösung.
Um nun die Bestrahlungsstärke über das gesamte interessierende Spektrum messen zu können, muss die Durchlasskurve des Filters quasi über den Spektralbereich verschoben werden. Diesen Vorgang realisiert man mit Hilfe eines sogenannten zirkularen Verlaufsfilter CFV (Circular Variable Filter): Eine rotierende Scheibe hat entlang ihres Umfangs eine kontinuierlich veränderliche Durchlasscharakteristik. Durch Rotation der Scheibe wird in dem für den Strahlengang relevanten Teil der Durchlassbereich des Filters kontinuierlich über das Spektrum geschoben.
Man möchte natürlich das gesamte interessierende Spektrum möglichst gleichzeitig erfassen, um Einflüsse durch zeitlich veränderliche Strahlungsquellen zu vermeiden. Dies gelingt mit dem oben beschriebenen Verfahren nur annähernd: Die Rate, mit der das Spektrum abgetastet wird, beträgt beim SR5000 10 Hz.

Zu beachten ist noch, dass die Messanordnung für die Fragestellung wichtig ist, ob man Strahlstärke oder Strahldichte misst (vgl. Abschnitt Physikalische Größen!). Füllt das Messobjekt das Sehfeld genau aus, misst man Strahlstärke; ist das Messobjekt größer als das Sehfeld, kann man nur die mittlere Strahldichte über das Sehfeld bestimmen.

Nachfolgende Tabellen geben eine Übersicht über die technischen Daten des Spektralradiometers SR5000:

Technische Daten:

Detektor: InSb/MCT PbS/Si
Wellenlängenbereich: 1,0 - 14,5 µm 0,4 - 2,5 µm
Sehfelder: 0,3 - 6 mrad in 8 Stufen
0,3 - 5,7 in 8 Stufen
Abtastrate: 10 Hz

Verlaufsfilter (CVF): Wellenlängenbereich: Spektrale Auflösung:
CVF 6 2,5 - 14,5 µm 0,56 - 0,69 % der Wellenlänge
CVF 7 0,4 - 2,5 µm 0,20 - 0,71 % der Wellenlänge
CVF 8 1,3 - 14,5 µm 0,56 - 0,70 % der Wellenlänge

Diskrete Filter: Wellenlängenbereich:
Filter Nr. 1 1,9 - 2,5 µm
Filter Nr. 2 3,0 - 5,0 µm
Filter Nr. 3 7,9 - 12,3 µm

In einer Excel-Datei zum Download finden Sie einen realen spektralen Empfindlichkeitsverlauf der Detektoren und spektrale Durchlassbereiche diverser Filter.




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