ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

9
Содержание
том 61 / СЕНТЯБРЬ, 2018
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2018-61-9-761-770

УДК 681.785.55

ОПТИМИЗАЦИЯ ВЫБОРА МНОГОЭЛЕМЕНТНОГО ФОТОПРИЕМНИКА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СПЕКТРОРАДИОМЕТРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ АКТИВНОЙ РАДИАЦИИ

Баев С. С.
Университет ИТМО; кафедра оптико-электронных приборов и систем; НТП „ТКА“; ; аспирант, инженер;


Коротаев В. В.
Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация; заведующий кафедрой


Кузьмин В. Н.
ООО НТП «ТКА»; заместитель генерального директора


Томский К. А.
ООО НТП «ТКА»; доцент,генеральный директор


Аннотация. Обсуждаются проблемы разработки спектрорадиометра в составе системы автоматического управления приборами для облучения растений, выращиваемых в условиях закрытого грунта. Спектрорадиометр предназначен для обеспечения оптимального режима облучения растений и должен обладать достаточной точностью и невысокой стоимостью. Рассмотрена погрешность спектрорадиометра, обусловленная дискретностью многоэлементного фотоприемника и отношением полуширины монохроматического изображения щели к шагу элементов. Представлены результаты эксперимента для серийно выпускаемых многоэлементных приемников оптического излучения с разной шириной чувствительных элементов при разной ширине монохроматического изображения входной щели полихроматора.
Ключевые слова: оптико-электронная система, полихроматор, многоэлементный фотоприемник, фотосинтетическая активная радиация, неисключенная погрешность

Список литературы:
1. CIE Publication 106/7: Terminology for Photosynthetically Active Radiation for Plants. 1993.
2. ANSI/ASABE S640. Quantities and Units of Electromagnetic Radiation for Plants (Photosynthetic Organisms). American Society of Agricultural and Biological Engineers, 2017.
3. Aitkenhead M., Gaskin G., Lafouge N., Hawes C. PHYLIS: A low-cost portable visible range spectrometer for soil and plants // Sensors. 2017. Vol. 17, N 1. DOI: 10.3390/s17010099.
4. Hutengs C., Ludwig B., Jung A., Eisele A., Vohland M. Comparison of portable and bench-top spectrometers for mid-infrared diffuse reflectance measurements of soils // Sensors. 2018. Vol. 18, N 4. DOI: 10.3390/s18040993.
5. Pirson A., Zimmermann M. Encyclopedia of Plant Physiology. Physiological Plant Ecology I. Responses to the Physical Environment. Springer, 1981. 630 p.
6. Айзенберг Ю. Б. Справочная книга по светотехнике. М.: Изд-во „Знак“, 2006. 972 с.
7. Taiz L., Zeiger E. Plant Physiology. Sunderland: Sinauer Associates Inc. Publ., 2006. 705 p.
8. Алехина Н. Д., Балнокин Ю. В., Гавриленко В. Ф. и др. Физиология растений / Под ред. И. П. Ермакова и др. М.: Академия, 2005. 640 с.
9. Gueymard C. Interdisciplinary applications of a versatile spectral solar irradiance model: A review // Energy. 2005. Vol. 30. P. 1551—1576. DOI: 10.1016/j.energy.2004.04.032.
10. Randall W., Lopez R. Comparison of supplemental lighting from high-pressure sodium lamps and light-emitting diodes during bedding plant seedling production // Hortscience. 2014. Vol. 49, N 5. P. 589—595.
11. Tkachenko N. Optical Spectroscopy. Methods and Instrumentations. London: Elsevier Science, 2006.
12. Pajares G. Advances in sensors applied to agriculture and forestry // Sensors. 2011. Vol. 11, N 9. P. 8930—8932. DOI: 10.3390/s110908930.
13. Пейсахсон И. В. Оптика спектральных приборов. Л.: Машиностроение, 1975. 312 с. 
14. Тарасов К. И. Спектральные приборы. Л.: Машиностроение, 1968. 388 с.
15. Pacheco-Labrador J., Martín M.P. Characterization of a field spectroradiometer for unattended vegetation monitoring. Key sensor models and impacts on reflectance // Sensors. 2015. Vol. 15. P. 4154—4175. DOI: 10.3390/s150204154.
16. Pacheco-Labrador J., Ferrero A., Martín M. P. Characterizing integration time and gray-level-related nonlinearities in a NMOS sensor // Appl. Optics. 2014. Vol. 53, N 32. P. 7778—7786. DOI: 10.1364/AO.53.007778.
17. Wang X. R., Zhang J. Q., Feng Z. X., Chang H. H. Relationship between microscanned image quality and fill factor of detectors // Appl. Optics. 2005. Vol. 44, N 21. DOI: 10.1364/AO.44.004470.
18. Scheeline A. How to design a spectrometer // Appl. Spectroscopy. 2017. Vol. 71, N 10. P. 2237—2252. DOI: 10.1177/0003702817720468.
19. Тарасов В. В., Якушенков Ю. Г. Двух- и многодиапазонные оптико-электронные системы с матричными приемниками излучения. М.: Логос, 2007. 192 с.
20. Namioka T. Theory of the concave grating I // J. Optical Society Amer. 1959. Vol. 49, No. 5.
21. Loewen E. Diffraction Grating Handbook. N. Y.: Newport Corporation, 2005.
22. Namioka T. Theory of the concave grating III. Seya-Namioka Monochromator // J. Optical Society Amer. 1959. Vol. 49, No. 10.
23. Katayama T., Takahashi A. Optical transfer function of concave grating spectrometer based on wave optical method // Japanese Journal of Appl. Physics. 1970. Vol. 9, N 12.
24. AMS TSL1401CL CMOS Linear Sensor Array. General Description [Электронный ресурс]: http://ams.com/eng/content/download/250163/975677/142515.
25. Hamamatsu S9226-04 CMOS Linear Image Sensor. General Description [Электронный ресурс]: http://www.hamamatsu.com/resources/pdf/ssd/s9226_series_kmpd1121e.pdf.
26. Монохроматор МДР-23. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Л.: ЛОМО, 1989.