Apogee MQ-510 Podwodny czujnik kwantowy o pełnym spektrum

Promieniowanie fotosyntetyczne jest niezbędne do wzrostu organizmów fotosyntetyzujących, takich jak koralowce. Zakres długości fal od 400 do 700 nm to PAR (fotosyntetycznie aktywne promieniowanie) lub PPFD (fotosyntetyczna gęstość strumienia fotonów). Czujniki Apogee kwantowe/PAR są skalibrowane do pomiaru liczby fotonów światła w tym zakresie.

Jak to działa

PAR (Promieniowanie Aktywne Fotosyntetycznie) jest źródłem energii potrzebnej do fotosyntezy, wytwarzanej przez fotony o długości fali od 400 do 700 nm. Źródło energii, PAR, jest wyrażone w jednostkach fotosyntetycznej gęstości strumienia fotonów (PPFD), µmol m-2 s-1. PAR można mierzyć zarówno na podstawie światła słonecznego, jak i źródeł światła elektrycznego, aby upewnić się, że koralowce otrzymują odpowiednie światło lub fotony dla optymalnego zdrowia. Wymagania PAR dla koralowców różnią się znacznie ze względu na różne głębokości i warunki wodne, w których naturalnie występują. Informacje na temat konkretnych wymagań PAR dla koralowców można znaleźć, prosząc profesjonalnego akwarystę o zaangażowanie się w lokalny klub rafowy oraz w artykułach takich jak Fotosynteza i Fotoadaptacja autorstwa Sanjaya Joshiego .

Czujnik pełnego spektrum

Zawiera ulepszony detektor, który zapewnia doskonałe pomiary we wszystkich źródłach światła, w tym diodach LED, od razu po wyjęciu z pudełka. Czujnik kwantowy o pełnym spektrum ma zakres widmowy od 389 do 692 nm ± 5 nm. Czujnik jest dostępny w połączeniu z ręcznym miernikiem, który zapewnia odczyt cyfrowy (MQ-510), z komunikacją USB i niestandardowym oprogramowaniem ( SQ-520 ) oraz z wieloma wyjściami analogowymi do użycia z rejestratorem danych lub woltomierzem.

Oryginalny czujnik

Tańsza opcja, która doskonale nadaje się do wszystkich źródeł światła, z wyjątkiem większości diod LED, w przypadku których należy zastosować współczynniki korygujące po pomiarze, aby uzyskać dokładne odczyty. Oryginalny czujnik kwantowy ma zakres widmowy od 410 do 655 nm. Czujnik jest dostępny w połączeniu z ręcznym miernikiem, który zapewnia odczyt cyfrowy ( MQ-210 ) oraz w wielu wyjściach analogowych do użycia z rejestratorem danych lub woltomierzem.

Gotowy do użytku pod wodą

Wszystkie modele podwodnych mierników i czujników Apogee (MQ-210 i -510 oraz SQ-420 i -520) automatycznie korygują efekt zanurzenia lub mają ustawienie zanurzenia, co pozwala użytkownikowi na wykonywanie doskonałych pomiarów podwodnych od razu po wyjęciu z pudełka. Czujniki są wyposażone w wodoodporną głowicę czujnika, która jest solidnie zalana, co zapewnia całkowite uszczelnienie i brak pustych wnęk, przez które woda mogłaby przedostać się i spowodować błędy pomiaru.

Podwodne pomiary PAR

Czujniki kwantowe są coraz częściej wykorzystywane do pomiaru gęstości strumienia fotosyntetycznego fotonu (PPFD, jednostki µmol m-2 s-1) pod wodą, co jest ważne dla procesów biologicznych, chemicznych i fizycznych zachodzących w wodach naturalnych i akwariach. Gdy czujnik kwantowy skalibrowany w powietrzu jest używany do pomiarów podwodnych, odczyt czujnika jest niski.

Zjawisko to nazywane jest efektem zanurzenia i występuje, ponieważ współczynnik załamania światła wody (1,33) jest większy niż powietrza (1,00). Wyższy współczynnik załamania wody powoduje, że więcej światła jest rozpraszane wstecznie (lub odbijane) z czujnika w wodzie niż w powietrzu (Smith, 1969; Tyler i Smith, 1970). Ponieważ więcej światła jest odbijane, mniej światła jest przepuszczane przez dyfuzor do detektora, co powoduje, że odczyt czujnika jest niski. Gdy ten efekt nie jest korygowany, pomiary podwodne są tylko względne, co utrudnia porównywanie światła w różnych środowiskach.

Czujnik kwantowy Apogee Full-Spectrum (model SQ-500) jest dokładniejszy spektralnie niż oryginalny czujnik kwantowy ( model SQ-120 ), ale unikalna optyka (głównie kształt) powoduje, że efekt zanurzenia jest większy dla nowego czujnika. Podwodne pomiary PAR zebrane za pomocą czujnika o pełnym spektrum można skorygować, mnożąc przez 1,32; pomiary zebrane oryginalnym sensorem Apogee należy pomnożyć przez 1,08.

Podwodne mierniki kwantowe MQ-210 i MQ-510 stosują już współczynnik korekcji efektu zanurzenia do odczytów miernika za pośrednictwem oprogramowania sprzętowego miernika. Dodatkowo SQ-420 i SQ-520 mają „ustawienie zanurzenia”, które stosuje współczynnik korekcji efektu zanurzenia do odczytów czujnika za pośrednictwem oprogramowania ApogeeConnect. Czujniki te nie wymagają poprawek popomiarowych nanoszonych na ich pomiary.

Możliwości rejestracji danych

Mierniki MQ-210 i -510 rejestrują do 99 pomiarów ręcznych. W trybie logowania miernik będzie wykonywał pomiar co 30 sekund. Co 30 minut miernik będzie uśredniał sześćdziesiąt 30-sekundowych pomiarów i rejestrował uśrednioną wartość. Miernik może przechowywać do 99 średnich. Czujniki USB SQ-420 i -520 mają pamięć wewnętrzną zdolną do przechowywania 10 000 okresowych pomiarów określonych przez użytkownika, które można pobrać do komputera, jednak zintegrowaną sumę dzienną można wyświetlić tylko po pobraniu danych do komputera. Pobranie danych do komputera wymaga  kabla komunikacyjnego AC-100 (standardowy kabel USB nie zadziała) oraz  oprogramowania Apogee-AMS .

typowe aplikacje

Pomiary PPFD nad koronami roślin w środowiskach zewnętrznych, szklarniach i komorach wzrostu oraz pomiary PPFD odbite lub pod baldachimem (przepuszczane) w tych samych środowiskach. Czujniki kwantowe są również wykorzystywane do pomiaru PPFD w środowiskach wodnych, w tym w akwariach morskich, w których hodowane są koralowce.

Montowanie

Uchwyt montażowy AL-120 z płytą poziomującą ułatwia montaż czujnika na maszcie lub rurze. Płytka  poziomująca czujnika słonecznego AL-100 jest przeznaczona do poziomowania czujnika podczas siedzenia na płaskiej powierzchni lub montażu na powierzchni.

Mierniki kwantowe serii Apogee MQ są przeznaczone do pomiarów wyrywkowych i obliczania dziennej całki świetlnej (DLI; całkowita liczba fotonów padających na płaską powierzchnię w ciągu dnia) za pomocą wbudowanej funkcji rejestrowania. Aby dokładnie zmierzyć padanie PFFD na poziomą powierzchnię, czujnik musi być wypoziomowany. Płytka poziomująca AL-100 jest zalecana do użytku z MQ-510, aby zapewnić wypoziomowanie czujnika po zamocowaniu na ramieniu poprzecznym. Poziomnica w płytce sprawia, że poziomowanie jest proste i dokładne.

Akcesorium różdżki czujnika zanurzeniowego do wody morskiej AM-320 zawiera uchwyt montażowy na końcu 40-calowej segmentowej różdżki z włókna szklanego i doskonale nadaje się do użytku w słonej wodzie. Różdżka umożliwia użytkownikowi umieszczenie czujnika w trudno dostępnych miejscach, takich jak akwaria.

Eksploatacja i pomiar

Mierniki kwantowe serii MQ zostały zaprojektowane z przyjaznym dla użytkownika interfejsem umożliwiającym szybkie i łatwe pomiary.

Aby zasilić miernik, wsuń dołączoną baterię (CR2320) do uchwytu baterii, po zdjęciu pokrywy baterii z tylnego panelu miernika. Strona dodatnia (oznaczona znakiem „+”) powinna być skierowana na zewnątrz płytki drukowanej miernika.

1. Naciśnij przycisk zasilania, aby włączyć wyświetlacz LCD. Po dwóch minutach bezczynności glukometr powróci do trybu uśpienia, a wyświetlacz wyłączy się, aby oszczędzać baterię.
2. Naciśnij przycisk trybu, aby uzyskać dostęp do menu głównego, w którym można wybrać rejestrację ręczną lub automatyczną oraz w którym można zresetować licznik.
3. Naciśnij przycisk próbki, aby zarejestrować odczyt podczas wykonywania pomiarów ręcznych.
4. Naciśnij przycisk w górę, aby dokonać wyboru w menu głównym. Przycisk ten służy również do przeglądania i przewijania zarejestrowanych pomiarów na wyświetlaczu LCD.
5. Naciśnij przycisk w dół, aby dokonać wyboru w menu głównym. Przycisk ten służy również do przeglądania i przewijania zarejestrowanych pomiarów na wyświetlaczu LCD.

Wyświetlacz LCD składa się z całkowitej liczby zarejestrowanych pomiarów w prawym górnym rogu, wartości PPFD w czasie rzeczywistym w środku i wybranych opcji menu na dole.

Logowanie:Aby wybrać rejestrację ręczną lub automatyczną, naciśnij raz przycisk trybu i użyj przycisków góra/dół, aby dokonać odpowiedniego wyboru (SMPL lub LOG). Gdy żądany tryb zacznie migać, naciśnij przycisk trybu jeszcze dwa razy, aby wyjść z menu. W trybie SMPL naciśnij przycisk próbki, aby zarejestrować do 99 pomiarów ręcznych (licznik w prawym górnym rogu wyświetlacza LCD wskazuje całkowitą liczbę zapisanych pomiarów). W trybie LOG miernik będzie się włączał/wyłączał, aby wykonywać pomiary co 30 sekund. Co 30 minut miernik będzie uśredniał sześćdziesiąt 30-sekundowych pomiarów i zapisze uśrednioną wartość w pamięci. Miernik może zapisać do 99 średnich i zacznie nadpisywać najstarszy pomiar, gdy będzie 99 pomiarów. Co 48 uśrednionych pomiarów (co 24 godziny),

Reset: Aby zresetować miernik, w trybie SMPL lub LOG, naciśnij trzy razy przycisk trybu (powinien migać RUN), a następnie, naciskając przycisk w dół, naciśnij raz przycisk trybu. Spowoduje to usunięcie wszystkich zapisanych pomiarów w pamięci, ale tylko dla wybranego trybu. Oznacza to, że wykonanie resetu w trybie SMPL spowoduje usunięcie tylko pomiarów ręcznych, a wykonanie resetu w trybie LOG usunie tylko pomiary automatyczne.

Przeglądanie/pobieranie danych: każdy z zarejestrowanych pomiarów w trybie SMPL lub LOG można przeglądać na wyświetlaczu LCD, naciskając przyciski góra/dół. Aby wyjść i powrócić do odczytów w czasie rzeczywistym, naciśnij przycisk próbki. Należy pamiętać, że zintegrowane dzienne wartości całkowite nie są dostępne na wyświetlaczu LCD i można je wyświetlić jedynie po przesłaniu do komputera.

Pobranie zapisanych pomiarów będzie wymagało kabla komunikacyjnego AC-100 i oprogramowania (sprzedawane oddzielnie). Miernik wyprowadza dane za pomocą protokołu UART i wymaga konwertowania AC-100 z UART na USB, więc standardowe kable USB nie będą działać. Instrukcje konfiguracji i oprogramowanie można pobrać tutaj ze strony internetowej Apogee .

Współczynnik korekcji efektu zanurzenia

Kiedy czujnik promieniowania jest zanurzony w wodzie, więcej padającego promieniowania jest rozpraszane z dyfuzora niż wtedy, gdy czujnik znajduje się w powietrzu (Smith, 1969; Tyler i Smith, 1970). Zjawisko to spowodowane jest różnicą współczynnika załamania światła dla powietrza (1,00) i wody (1,33) i nosi nazwę efektu zanurzenia. Bez korekcji efektu zanurzenia czujniki promieniowania skalibrowane w powietrzu mogą dostarczać jedynie wartości względne pod wodą (Smith, 1969; Tyler i Smith, 1970). Współczynniki korekcji efektu zanurzenia można uzyskać, dokonując pomiarów w powietrzu i na różnych głębokościach wody w stałej odległości od lampy w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych.

Czujnik MQ-510 ma współczynnik korekcji efektu zanurzenia wynoszący 1,32. Współczynnik korekcji efektu immersji jest już uwzględniony w oprogramowaniu miernika MQ-510, więc nie ma potrzeby stosowania współczynnika korekcji do pomiarów. Jeśli chcesz używać miernika do pomiarów w powietrzu, po prostu podziel zmierzoną liczbę przez efekt zanurzenia (1,32).

Podczas wykonywania pomiarów pod wodą tylko czujnik i kabel mogą zanurzać się w wodzie. Miernik ręczny nie jest wodoodporny i nie może się zamoczyć. Jeśli glukometr może zamoczyć się w wyniku zachlapania, zalecamy umieszczenie go w plastikowej torbie lub innym pojemniku, aby chronić go przed przypadkowym zamoczeniem.

Więcej informacji na temat pomiarów podwodnych i efektu zanurzenia można znaleźć na stronie Apogee .