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Hydroscat 系列后向散射仪安装 标定与使用

Hydroscat 系列后向散射仪安装 标定与使用. 胡志国 Jim@yi-win.com 13681667171. Part One 标定原理和方法. HydroScat 光学结构. 标定原理几何图形. 标定得到的曲线 W(z) Weighting Function. 140° 的散射（单角度散射）. S 为 仪器测量的信号 σ ( Kbb ) 是 SIGMA 校正因子，主要由光源和散射体积间的衰减引起 ρ 是标定靶的反射率，为常数 ∝ 与对 W(z) 从无穷远到 0 处的积分成反比 Ψ 是测量的角度， HS6 采用的是固定角度 140 °.

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Hydroscat 系列后向散射仪安装 标定与使用

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Presentation Transcript

  1. Hydroscat系列后向散射仪安装标定与使用 胡志国 Jim@yi-win.com 13681667171

  2. Part One 标定原理和方法

  3. HydroScat 光学结构

  4. 标定原理几何图形

  5. 标定得到的曲线 W(z)Weighting Function

  6. 140°的散射（单角度散射） • S为 仪器测量的信号 • σ(Kbb) 是SIGMA校正因子，主要由光源和散射体积间的衰减引起 • ρ是标定靶的反射率，为常数 • ∝与对W(z)从无穷远到0处的积分成反比 • Ψ是测量的角度，HS6采用的是固定角度140° 表示不同角度的散射分布 即体散射相函数

  7. 后向散射系数bb 对上式进行处理 Chi受VSF的形状的影响 Chi在120-160度变化很小 Chi用常数代替 问题：单角度能计算bb? 对上式进项变换

  8. 根据Mie Theory 计算 与散射角度的关系为什么选择140测后向散射，PSD 上图在120-160度之间Chi变化很小，我们可以不同角度的Chi都采用常数，这样也不会有太大误差。有文献估计误差不会超过10%

  9. 标定步骤 一 前期准备 二 基线标定 三 Dark Offset 四 Muμ calibration 五 Gain ratio 增益比率 注意：标定时不要开荧光灯和高功率率光源 标定时勿使用外部充电器供电

  10. 准备工作 • 将Tank 装满净水 • 提前将Spectralon板子放进tank • 去气泡 • 静置一段时间，去气泡

  11. BASELINE CALIBRATION • 将仪器和PC连接 • 点击 菜单 Calibrate… • 基线标定 点击上图的 From File…或From Instrument button • 点View…保持窗口开启，浏览基线内容

  12. DARK OFFSET MEASUREMENT • 无需放仪器在标定装置 • 将“帽子”戴在前端面板上 • 点Dark Offsets 页签 • 点 start 开始，显示每个通道不同gain测量结果，直到小于Advanced…设置的值 建议每次Mu和gain标定前都进行Dark标定

  13. MU MEASUREMENT 点 Mu页签 进入Mu标定界面

  14. MU MEASUREMENT • 放仪器到装有净水的tank,确保镜头表面没有气泡 • 选择合适的增益，移动板子，在信号值最强出停止移动。 点Start…看屏幕的提示操作 • 移动板子使板子和镜头距离是否接近 • 点 First Step（确保距离设置是1.27mm），向下摇动板子，直到左图红色标记区域出现提示 • 然后点 Next step重复操作，直到板子到达底部，通过移动板子得到W(z)曲线 • 点 From File…Loading a File重新计算u

  15. MU MEASUREMENT

  16. GAIN RATIO MEASUREMENT 点Gains页签进入标定界面

  17. GAIN RATIO MEASUREMENT • 建议将板子近镜头位置 • 点Start…开始，移动板子，直到红色的六边形区域出现提示，按提示操作 注： 可以选择由近到远做，也可以由远到近做 近：板子和镜头很近，远：至少超过6cm 6-30cm

  18. GAIN RATIO MEASUREMENT • if μ was measured • on gain 1, • G1 = 1 • G2 = R2 • G3 = R2R3 • G4 = R2R3R4 • G5 = R2R3R4R5 • If μ was measured on gain 2, • G1 = 1/R2 • G2 = 1 • G3 = R3 • G4 = R3R4 • G5 = R3R4R5.

  19. 储存标定/结束标定操作 • 点 Load/Store页签 • 通过Baseline Calibration and Revised Calibration的View菜单比较原始标定和新标定，决定是否保存新标定 • To Instrument… or To File…保存数据在计算机或仪器内存 • 关闭calibration对话框 • Disconnect PC HS6

  20. Part Two 使用 1.常规操作2.数据浏览3.数据标定4.数据处理

  21. 1.常规操作

  22. 软件安装及安装后的目录 • HydroSoft.exe—the HydroSoft program, • astar.csv and aw.csv—files used by the sigma correction algorithm in HydroSoft (not required for all instruments, and aw.csv is no longer required but is included for backward compatibility), • a “Help Files” folder including HTML and related files • Unins000.exe and Unins000.dat—a program and supporting data for uninstalling HydroSoft

  23. 系统菜单介绍

  24. 侧栏功能及描述

  25. PC 连接 HS6设置 复选框：Load Calibration From Instrument

  26. 安装 HydroSoft • 通过串口连接PC和仪器 • 通过开始菜单打开 • 点击 • 点击 • 点 Search按钮 • Hydrosoft自动鉴别仪器，装载标定文件，自动关闭连接对话框仪器 • 从Graph菜单 选择 Plot Vs. Time • 点 开始 (或从菜单选择开始). • 如果没有看见数据，点 调整（放大或缩小）显示区域 • 双击看见的图（或选Graph从择 Properties） • 调整显示的参数到你适合的范围 快速使用指南 • 安装 HydroSoft • 通过串口连接PC和仪器 • 通过开始菜单打开 • 点击 • 点击 • 点 Search按钮 • Hydrosoft自动鉴别仪器，装载标定文件，自动关闭连接对话框仪器 • 从Graph菜单 选择 Plot Vs. Time • 点 开始 (或从菜单选择开始). • 如果没有看见数据，点 调整（放大或缩小）显示区域 • 双击看见的图（或选Graph从择 Properties） • 调整显示的参数到你适合的范围

  27. 设置仪器时间 • 从Instrument菜单选择 Set Date/Time

  28. 采集数据 从 Instrument 菜单选择 Sampling Options 内存满了休眠，建议选定 外部供电后工作 Burst模式采样 以上内容写入系统后，断电等操作部擦除

  29. 选择布放的数据记录下载，可多选 选择下载文件的放置目录 同步下载原始数据和标定后数据 下载数据 Instrument… Get Data…

  30. 数据浏览

  31. Plot vs Wavelengh Graph …菜单下选 Plot vs wavelengh Plot vs Depth Plot vs Time

  32. 设置显示图形的坐标信息 • 从Graph选择 Properties • 选 Scales 页签 从Graph选择 以下，调节图例显示 Zoom In and Zoom Out Auto scale Drag Zoom

  33. 设置图例 曲线颜色、粗细设置 • 从Graph选择 Properties • 选 Data Markers 页签

  34. 窗口背景设置 • 从Graph选择 Properties • 选 Graph & Grid 页签

  35. 双击图例任意区域的显示属性对话框 工具栏小工具自动调整，放大、缩小、自动调整，拖拽 从Graph选择 以下 Zoom In and Zoom Out Auto scale Drag Zoom 拖动鼠标，形成一个如图的红色方框区域，放开后会自动将该区域放大到整个图例中 调整窗口大小

  36. 数据标定

  37. 标定 Data • 从 Processing菜单 选择 Backscattering Parameters Sigma Correction Parameters… 操作前请先Load 正确的标定文件

  38. the scattering of pure water the backscattering coefficient of pure water the coefficient of proportionality between and bb for particles Backscattering Coefficient Calculation Parameter

  39. 仪器本身的特征，值大小在标定文件内 纯水的衰减接近0 近乎 等于0 一般取1 传感器到散射体的衰减系数 在纯水中满足 Sigma 校正 如何计算Kbb?

  40. Kbb ? a-beta 直接测量Kbb (吸收后向散射同步测量) 如何得到a 和 b? c-beta测量结果为c Kbb=pc p=0.6 衰减后向散射同步测量

  41. 数据处理

  42. Process Raw Data 选择标定文件 选择原始文件 选.raw 原始文件格式 原始文件和标定文件对应 选择相应文件 选择保存目录

  43. 数据处理 1. 标定文件命名 日期-航次-序号-仪器型号-序列号-标定人 2. 文件命名规则 日期-航次-序号-仪器型号-序列号-标定文件号-level Level1 原始文件 Level2 标定校正后的文件 Level3 Sigma后的数据 Hydrosoft 自带强大的数据管理功能 目前能管理二级文件 ，Level2 Level3合并管理

  44. Thank You !

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