本月常见问题:设置数据采集参数

本月常见问题:设置数据采集参数

我们介绍了 OceanView 操作软件中从积分时间、扫描到平均值的光谱数据采集参数。使用 OceanView 采集和处理功能优化实验设置。

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问: 我刚开始使用 OceanView,不知道如何最好地使用可用的数据采集参数。我需要知道些什么?

答:了解 OceanView 中可用的关键数据采集参数,有助于确保光谱测量获得最佳结果。即使您使用的是 OceanView 向导,这一点也很重要。向导可指导您完成特定测量(吸光度、颜色等)的步骤,但仍要求您输入大多数数据采集参数。

有关本常见问题的更多信息,请参阅我们的词汇表和本页底部的链接。

采集参数设置_垂直.jpg

整合时间

这是您要设置的第一个参数。积分时间是光谱仪收集光子并与捕捉到的信号强度相关联的时间段。我们发现,当信号强度在全量程的 80% 到 90% 之间时,测量效果最佳。在设置积分时间时,要注意不要让任何像素饱和,因为这些像素将无法提供有用的数据。

快速提示:在 OceanView 2.0.8 及更高版本中,有一项便捷功能可自动选择适合您设置的整合时间。只需在 OceanView 的 “采集组 “窗口中选择 “自动 “选项,即可激活该功能

平均扫描次数

这个基于时间的平均函数指定了设备驱动程序在 OceanView 接收频谱之前累积的离散频谱采集次数。数值越大,信噪比(SNR)越高。信噪比的提高幅度是平均扫描次数的平方根。

快速提示:为了表达其光谱仪的 “真实 “信噪比,Ocean Insight 在不应用信号平均的情况下报告信噪比规格。

箱车宽度

箱车平滑是一种光谱数据中一组相邻检测器元素进行平均的技术。例如,箱车宽度值为 5 时,每个数据点的左侧 5 个点和右侧 5 个点的平均值。

箱车宽度值越大,数据越平滑,信噪比越高。如果输入的值过高,将导致光谱分辨率下降,峰值变得扁平。信噪比将以平均像素数的平方根来提高。

快速提示:我们的术语表中对箱车平滑及其权衡有更详细的解释。

电黑校正

许多光谱仪都有少量暗像素。暗像素是一种具有电活性的 CCD 检测器像素,通过物理涂层防止任何光线进入。由于存在漏电现象,即使完全没有光线,也会有少量电子从探测器中漏出。

为了消除泄漏造成的误差,电暗色校正计算这些暗色像素在连续 15 次扫描中的平均值,然后从光谱中的所有像素中减去这个平均值。虽然算法规定要对 15 次连续扫描取平均值,但校正因子是在获得第一个光谱数据后立即应用的。然后,在获得其他扫描数据时,再将这些光谱平均到校正因子中。最近 15 次扫描的平均值会一直保持。

电子泄漏量与积分时间的长短成正比。因此,每当改变积分时间,之前的校正因子就会被丢弃,然后我们开始完全根据新的积分时间计算新的校正因子。

非线性校正

所有 Ocean Insight 光谱仪均在出厂前经过校准,以最大限度地提高精确度。其中一项校准是校正探测器的非线性。该校准由 8 个数字组成,用作7阶多项式的系数,用于调整 CCD 检测器对刺激光子的反应不一致的现象,因为更多的电子从检测器井中流出。换句话说,CCD 检测器的效率在检测井半满时可能是 30%,但当检测井中的电子完全耗尽时可能只有 20%。

我们所说的 “效率 “是指一个进入的光子从 CCD 井中耗尽一个电子的概率;100% 的效率意味着每个进入的光子都会耗尽一个电子,而 50% 的效率意味着一个进入的光子只有 50% 的机会导致电子耗尽。非线性校准是通过对 CCD 阵列的所有像素进行平均。因此,我们假定所有像素的响应大致相同。

快速提示:检测器线性度不同于吸光度线性度,后者与比尔定律有关。