光量子計/水中分光放射計/
全天放射照度計
総合カタログ

K-ENGINEERING
Vol.6
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NASA と 10 年の歳月をかけて開発した
新フリーフォールシステム

河川流入域や解氷域など光学的に複雑な表層の水

次世代型水中分光放射計

循環における AOP(Apparent Optical Properties)を正C-OPS 型

しく測定するには、特に表層域でゆっくりと降下させる必要があります。これまでの旧来型フリーフォールタイプの水中分光放射計のほとんどは、ロケット形状しているため、外洋での鉛直方向プロファイ
ルには適していても沿岸には不向きでしたし、船影を避けようとしても限度がありました。今回新たに 、 衛 星 海 色 研 究者 で ある 、 NASA, Stanford B.
Hooker 博士の下、10 年の歳月を費やした新たなデザイン、凧の形状としたフリーフォールシステムが次世代型水中分光放射計として完成しました。

投下様態は、フレームに浮き袋を格納することにより表層では 6cm/sec、その後浮き袋は水圧で徐々に圧縮され 35cm/sec の可変沈降速度のフリーフォー
ルとなります。また、フレームにはピッチ角とロール角の角度調節機能を有しており、微調整をすることで旧来型に比べ、より傾きの少ない鉛直方向のプ
ロファイル観測が行えます。標準のフレームには水
中下向き照度(EdZ)と水中上向き照度(EuZ)の組み合
わせ、もしくは水中下向き照度(EdZ)と水中上向き輝度(LuZ)が可能です。

電気回路は、より小型化、低ノイズ化の実現の為に従来ワイヤーハーネスなどにより配線していた回路を見直し、光学系の各チャンネルをワンボード化(マイクロラジオメータ)することで大幅な改善につ特徴

ながりました。

□ 小型･軽量

フリーフォールシステムの再構築やスキャン速度□ 近紫外から近赤外域まで波長選択可の高速化、本体の小型化、多波長化で表層域での有□ フロートの可変浮力機構

効データ数が格段に向上しました。同時に実行精度□ 照度·輝度センサ各標準 19chを上げるために全天放射照度計に回転遮蔽バンド、□ 高速サンプリング(15Hz 以上)

GPS、手動式伸縮マスト等さまざまなアクセサリを□ 9.5 桁ダイナミックレンジ(実用域で)用意しています。AOP の測定器として、NASA を始□ 1 チャンネルシリアルポート

め世界の研究機関で使用されています。

□ 温度·深度·傾斜センサ標準装備□ 確かな校正
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注 1)

注 1)

バイオスフェリカル社製の計器は全て NIST
(米国国立標準技術研究所)に準拠しています。

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マイクロラジオメータ
新規に回路設計されたマイクロラジオメータは、光学系の各測定チャ
ンネルをシャープペンシルほどの大きさにまで縮小し、さらに増幅回路やマイクロラジオメータ

アナログ-デジタル変換器、シリアル通信器等を一つにまとめたものです。
従来では各フォトダイオードからアナログケーブルを介してマルチプレ
クサ、アナログ-デジタル変換器の順に処理されていましたが、各チャンネ
ルを個別にワンボード化したことによって、アナログ配線や各々のアナロ
グ信号をまとめるマルチプレクサを省くことができ電気的な損失を軽減することに成功し、各ボートを銅板でカバーすることによってノイズを大幅に低下させることにつながりました。測定波長は 305~875nm と紫外域から赤外域までの広範囲から選択することが可能です。

PRR-800(左)と C-OPS(右)の光学系ユニット
この新しい技術は次世代海色測定器、OSPREy へ引き継がれ、海色衛星に対する現場データによる代替校正やアルゴリ
ズムの検証に利用されています。

クラスター
いくつかのマイクロラジオメータを集合体(クラスター)にすることでハウジングの直径が 10.5cm から 7cm になり、従来比 27%減と小クラスター型化に成功し、自己器影(Self-shading)による水中下向輝度データの不確かさが軽減されました。現在、測定チャンネル数は照度・輝度とも各 19 チャンネル用の集合体が標準ですが、将来的には最大 37 チャンネルまで搭載できるよう計画されています。

C-OPS(左)と PRR-810(右)ハウジング径の比較

投下方法

浮き袋

ロケット形状のフリーフォールは、沈降速度 50~100cm/sec 間を一定速度で降下していましたが、フロート内に浮き袋を格納する場所を設けることにより表層では>6cm/sec 、 そ の 後 浮 き 袋 は 水 圧 と 共 に 徐 々 に 圧 縮 さ れ<35cm/sec の可変沈降速度のフリーフォールとなります。
浮き袋の代わりに発泡体フロートを取り付ければ、フロート機構>75cm/sec 間での一定速度のフリーフォールも可能です。

また、フレームのピッチ角とロール角を手動調節することで錘の取り付け例

水中器の鉛直方向に対する傾きは 2.5~5.0º(代表値)となり、従来器の 3.0~7.0º(同)から大幅に改善しました。
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多様なオプション

本体仕様
光学系
チャンネル数

各 19ch(標準)選択可能波長域

305~875nm

センサタイプフォトダイオード

検出器

Si(13mm2)

スペクトル半値幅

10nm

標準フレームは 2 センサですが、オプションのフレーム

コサイン集光特性

コサイン曲線に対する不確では水中下向き照度 EdZ と水中上向き照度 EuZ、水中上(受光角特性)

かさ±3%(天頂角 0º-60º 間)、

向き輝度 LuZ の 3 センサを同時に組み込むことが可能で±5%(天頂角 60º-70º 間)

す。現在も様々なオプションを開発しています。

±10%(天頂角 70º-80º 間)
最小測定値(代表値)
測定波長

照度

輝度

(µW/cm2·nm)(µW/cm2·nm·sr)

320nm

9.0×10-5

2.9×10-6

C-OPS 型は、ユーザーのニーズに応えるためのカスタマ

395nm

6.9×10-5

5.0×10-6

イズにも対応しています。過去には、海氷中の光環境を

490nm

2.3×10-5

1.8×10-6

調査するために”ICE-Pro”という名称で制作されました。

683nm

1.1×10-5

9.9×10-7780nm

8.0×10-6

6.8×10-7

ユーザーのニーズに応えるカスタマイズ

水中輝度視野角7º(ハーフアングル)

電気系
ダイナミックレンジ

9.5 桁(実用域で)応答速度0.01 秒以下

ゲイン切り替え速度

0.1 秒以下

サンプリング速度

15Hz 以上

インターフェース

RS-232C 又は USB

通信速度

115,200 ボーレート

ハウジング
降下速度(代表値)

6~35cm/sec(浮き袋使用時)

垂直安定性(代表値)2.5~5.0º

ハウジング径7cm(径)×34cm(長)、EdZ, Ed07cm(径)×25cm(長)、LuZ

ハウジング重量

1.7kg(空中、EdZ, Ed0)
1.6kg(空中、LuZ)

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フリーフォール寸法48.7cm×36.0cm×8.9cm(WHD)

フリーフォール重量

6.8kg(空中、EdZ と LuZ 含む)

耐圧

125m

付帯センサ

水温、深度、傾斜NEW

観測データの精度を高めるために!!
回転遮蔽バンド式全天放射照度計

BioSHADE+BioGPS+C-OPS Ed0 型
BioSHADE は、水中分光放射計 C-OPS 型の全天放射照度計 C-OPS Ed0 型のオプションとして手軽に取り付けられる回転遮蔽バンドです。内蔵のステッピングモータにより遮蔽バンドを 1 分間に
0~180º 回 転 さ せ ま す 。 直 達 放 射 照 度 (direct
irradiance)を遮蔽したときを散乱放射照度(diffuse
irradiance)とし、遮蔽されていないときの測定、
全天放射照度(global irradiance)から散乱放射照度を減ずることで直達放射照度を算出します。また、ラングレープロット法によるエアロゾルの光学的厚さの算出も行えます。

遮蔽バンドは 51,200 もの細かい角度ステップで可動し、照度計は 15Hz 以上の高速サンプリングが可能で、算出される直達放射照度は高い信頼性があります。専用のソフトウェアからリアルタイ
ムでバンド角情報の表示やオフセット調整も行えます。C-OPS と同時に測定することで、水中のAOP の測定をする上で考慮しなければならない
自己器影の補正精度を高めるために考案されま

BioMAST(格納時)BioMAST(伸ばした状態)した。

今回新たに専用の GPS、BioGPS と組み合わせる
ことで、協定世界時(UTC)及び経度、緯度を記録
し、航跡に対する光環境のデータが同時に記録できます。BioSHADE と BioGPS、C-OPS Ed0 は一つのケーブルにまとめられ、専用のデッキユニッ
トから最大 125m まで延長可能です。

これらのシステムを容易に装着することができ

特徴る手動式ポータブル伸縮マスト、BioMAST も用意されています。天候や海が荒れた状態になれば簡□一台の照度計で散乱放射照度と全天放射照度の測定□

遮蔽バンドは 51,200 ステップで駆動□

位置情報の記録

単にマストの格納、センサは直ぐに取り外しできます。マストは荷重 23kg、風速 27m まで耐える
設計です。

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より高品質のデータをめざして!!
地上に注ぐ放射エネルギーの測定

OSPREy2004 年の Zi bordi 博士らによる SeaPRISM は沿岸域におけるアルゴリズム作定に有効な
プラットホームとなり得ることが証明され、それを基に NASA の Hooker 博士らによって発展させた次世代海色測定器、OSPREy(Optical Sensor for Planetary Radiant Energy)に2008 年から提供メーカとして参加しています。このシステムは従来の水中器による測定に代えて空中から行うもので、低価格でかつ、水中で使用されている分光放射計よりも幅広いスペクトル域(305~1,640nm)を備え、海や太陽、空、月の高品質な測定が行えます。測定の不確かさが表記され、海色衛星に対する現場データによる代替校正やアルゴリズ
ムの検証について有効な正確さを満たしています。

C-OPS 型で開発されたマイクロラジオメータの構造を最大限活用し、紫外波長から可視波長、近赤外波長、中間赤外波長の帯域ではデータプロダクトの品質を高めたり、海面射出放射輝度等の衛星データプロダクトの大気補正の改善に期待されています。OSPREy は、海色衛星に対する唯一市販の現場データによる代替校正やアルゴリズ
ム検証システムです。非常に精密なマイクロラジオメー
タに、測定の不確かさをさらに軽減させる為にバイオス
フェリカル社の EPIC(Enhanced Performance Instrument
Class、器内温度制御等)を組み合わせたシステムです。多岐センサを使い、機器自身の性能向上及び校正の正確さを高める改良がなされました。本システムは沖合プラットホーム等への設置を目的としています。

システムの概念
OSPREy は、新しいマイクロラジオメータを基盤とした高性能なフォトダイオード式の光学機器に、市販されている回折格子方式の分光器、回転遮蔽バンド機構、オートメーション化を結合させたものです。このハイブリッドにより、紫外域から中間赤外波長までの幅広いスペクトル範囲の輝度及び照度で高分解能、高ダイナミックレンジのデータが得られます。

OSPREy は二つの分光放射計を組み合わせた物を基準としダイアド(dyad)と称しています。それぞれのダイアドは、輝度計と天空照度計の各一台から構成されています。輝度計は左右上下の制御が可能な土台に取り付けれ、太陽や空、海、月のスペクトル測定が可能です。

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天空照度計には、回転遮蔽バンドを備え全天放射照度と散乱放射照度を測定します。天空輝度計は太陽追尾装置に備え付けられ、追跡と位置合わせのために太陽面を見るカメラが含まれています。これらの測定器を結合して使用することによって今まで不可能でした空
中・海洋のほぼ同期のとれたパラメー
タを引き出すことに成功しました。例として、太陽追尾機能はサンフォトメ
ータのデータを提供し、海面放射輝度計や沿岸域の光学的に複雑な水を測定する製品と同じように海色衛星の大気補正の改善へと期待されています。

回転遮蔽バンド

太陽追尾装置OSPREy 分光放射計
OSPREy 分光放射計は、フォトダイオード式のマイクロラジオメータと回折格子方式の分光器のハイブリッドシステム
です。温度制御されたマイクロラジオメータはスペクトル半値幅 10nm の光学センサを最大 19 チャンネル集積でき、紫外波長から中間赤外波長までの 340~1,640nm 間から選択し測定できます。OSPREy 分光放射計はマイクロラジオメータの優れた技術(高ダイナミックレンジ、高安定性、低迷光、最大 20Hz の高速スキャ
ン速度など)と回折格子方式の分光器の分解能が結合しています。

回折格子方式の分光器、カールツァイス社
製 MMS UV-VIS II と MMS1 は、堅牢で、全ての光学構成部品は UBK7 の光学レンズの本体に固く接着することで測定波長の高い安定性や信頼性を実現しています。輝度計の視野角は 2.5º でエアロゾルの光学的な厚さが正確に検証できます。
照度計の集光器は 2 つの異なる材質を用いた新しい拡散板で、入射角感度特性は全波長帯で余弦則に従っています。
マイクロラジオメータと回折格子方式の分光器は、±0.1ºC 以内で温度制御します。ハウジング内には、乾燥窒素(ドライガス)で満たされ光学フィルターや電気回路の長期安定性の向上を図っています。

OSPREy 照合用分光放射計
OSPREy の輝度及び照度スケール
は米国国立標準技術研究所(NIST)の SIRCUS(Spectral irradiance andradiance

responsivity

calibrations

using uniform source)設備の放射測定スケールとリンクしています。
SIRCUS スケールはバイオスフェ
リカル社で開発された照度用と照合用分光放射計

NIST にて OSPREy の値付け

輝度用の 2 つの OSPREy に照合用分光放射計として値付けされます。

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次世代全天候型地上用近紫外-赤外域分光放射計

GUVis-3511 型

バイオスフェリカル社は、米国国立科学基金(NSF)による紫外線放射モニタリングネットワー
クとして南極大陸や南北アメリカ大陸の 7 箇所に全天候型ダブルモノクロメータ、SUV-100 型を設置しています。1992 年にこの SUV 型の相関器として開発されたフォトダイオード式のポータブルモデルが GUV-511 型で、2015 年になってさらに進化した三世代目の GUVis-3511 型が誕生しました。

GUV-511 型では紫外域と PAR のみの測定しかできませんでしたが、紫外から赤外域までの広範囲
から 19 チャンネル選択できるようになりました。紫外域はそれまでのシリコン(Si)フォトダイ
オードに代えて、より紫外線の検知感度が高い炭化ケイ素(SiC)フォトダイオードを採用(オプション)しています。また、温度変化によるフォトダ
イオードの光測定の不確かさを軽減するためにフォトダイオード周辺には 40ºC(標準)または
50ºC(オプション)に保つ定温制御機能を備えており、赤道から極域まで広範囲に使用できます。

それまでの電気回路のワイヤーハーネスによる配線をやめ、フォトダイオード、アナログ、デジタル回路に分かれていたものをチャンネル毎にワンボード化することで、より小型化、低ノイズ化を実現しました。この技術は次世代型水中分光
放射計 C-OPS 型にも受け継がれており、海色衛星に対する現場データによる代替校正や水中ア

特徴

ルゴリズムの検証に使用されています。

□ 近紫外から赤外域まで測定可能

オプションとして、GPS(BioGPS)や直達放射照度□ 照度センサ標準 8 チャンネルを算出する為の回転遮蔽バンド(BioSHADE)を用(最大 19 チャンネル)□ 光学系の定温制御

意しています。研究船で広域を移動する場合に測定データと共に位置データが記録できます。

□ 10 桁ダイナミックレンジ□ 豊富なオプション□ 確かな校正

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注 1)

注 1)

バイオスフェリカル社製の計器は全て NIST(米国国立標準技術研究所)に準拠しています。
注 2)
現 在、 McMurdo(Antarctica), Palmer(Antarctica), South
Pole(Antarctica), Ushuaia(Argentina), San Diego(California
USA), Barrow(Alaska USA), Summit(Greenland)の 7 箇所に
なります。

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本体仕様

光学系定温制御機構

測定項目

空中照度(全天放射照度)

フォトダイオードアレイ周辺温度が常に 40ºC に保たれセンサタイプSi フォトダイオード

るよう光学系にシリコンヒータブランケットを装備し、(305-1,020nm 及び PAR)

フォトダイオードの温度変化による不確かさを限りなく

InGaAs フォトダイオード低減します。アレイ温度は常にデッキユニットにリア

ルタイムに表示されます。

(1,245 及び 1,640nm)
SiC フォトダイオード(305 及び 313, 320nm)
選択可能波長305, 313, 320, 330, 340, 380, 395,

(最大 19ch まで

412, 443, 465, 490, 510, 532, 555,

搭載可)

560, 565, 589, 625, 665, 670, 683,
694, 710, 765, 780, 875, 940, 1020,
1245, 1640nm及びPAR

スペクトル半値幅

10nm、但し測定波長 1,245 及び1,640nm はそれぞれ 15nm、30nm

集光器

テフロンクオーツカバー

集光器面積2.1cm 径方位非対称性

1%以下

コサイン集光特性

コサイン曲線に対する不確かさ
天頂角(受光角特性)BioSHADE は、全天照度計のオプションとして手軽に取

測定波長

~60º

~70º

80º

り付けられる回転遮蔽バンド機構です。内蔵のステッピ

300-700nm±3% ±4%-7%

ングモータにより遮蔽バンドを 1 分間に 0~180º 回転させ700-1050nm±3% ±4%-10%ます。直達放射照度(direct irradiance)を遮蔽したときを散

-6%

-20%

乱放射照度(diffuse irradiance)とし、遮蔽されていないと

1640nm
最小測定値(代表値)

オプション

-10%

測定波長

最少感度

きの測定、全天放射照度(global irradiance)から散乱放射照

305nm

3×10-4µW/cm 2·nm

度を減ずることで直達放射照度を算出します。また、ラ

412nm

1×10-4µW/cm 2·nm

ングレープロット法によるエアロゾルの光学的厚さの算

610nm

2×10-5µW/cm 2·nm

出も行えます。

1,020nm

4×10-5µW/cm 2·nm

1,245nm6×10-5µW/cm 2·nm

1,640nm3×10-5µW/cm 2·nm

ダイナミックレンジ

10 桁(実用域で)応答速度0.01 秒以下

ゲイン切替え速度

0.1 秒

データレート15Hz

インターフェース

RS-232C 又は USB

通信速度

115,200 ボーレート

動作環境-30ºC~+35ºC、+35ºC 以上オプション

遮蔽バンドは 51,200 もの細かい角度ステップで可動し、照度計は 15Hz 以上の高速サンプリングが可能で、算出される直達放射照度は高い信頼性があります。専用のソフトウェアからリアルタイムでバンド角情報の表示やオフセット調整も行えます。

BioGPS は、光測定データと共に位置情報も記録します。
広域を移動しながら測定するのに便利です。

定温制御(PID 制御) 40ºC(標準)、50ºC(オプション)
ケーブル長100m まで
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ポータブルスカラー光量子計 / 水中スカラー光量子計

QSL-2100/2101 型
QSPL-2100/2101 型

QSL-2100/2101 型は、センサ一体型のポータブル光量子計です。

他に類を見ないスカラー集光器は、水中での全方位からの光を光合成有効放射(PAR : 波
長域 400-700nm)として測定します。またソ
フトウェアから切換えすることで空中用としてもご利用いただけます。

電源は、コンピュータの RS-232C シリアル通信ポート注 2)からの電源供給だけで計測を行うことが可能なので、電池の残量を気にする必要がありません。コンピュータに接続しQSL-2100 型てソフトウェアを起動させれば、リアルタイ
ムで計測をします。本体内部に固有のキャリ
ブレーション係数が記録されており、機器が接続されるとソフトウェアが自動認識しま
すので、測定前に面倒な設定も必要ありません。

集光器は様々な用途に合わせて、1.3cm 径(2101 型)、1.9cm 径(2100 型)の 2 つのサイズを用意しています。材質はテフロン®を使用していますので、耐候性に優れています。

QSPL-2101 型

QSL 型は本体先端の集光器から検出管(25cm長)までの防水仕様、QSPL 型は完全耐水仕様です。QSPL 用の水中ケーブルはケブラー繊特徴

維入りで十分な強度があり、最大 100m まで可能です。

□ 小型･軽量□ 超低消費電力
注 1)□ 全方位からの光合成有効放射(PAR)□ 二通りの集光器サイズ□ 電池不要□ 使いやすい Windows 版ソフトウェア□ 確かな校正注 1)

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バイオスフェリカル社製の計器は全て NIST
(米国国立標準技術研究所)に準拠しています。
注 2)
専用のシリアル変換アダプター(昇圧タイプ)を標準装備しています。お使いのコンピュータに USB ポ
ートしかない場合、このアダプターを介して接続可能です。

入射角感度特性

測定項目

水中/空中光量子

センサタイプフォトダイオード

測定範囲

1×1014 ~ 3×1017
quanta/cm2·sec

検出器

テフロンディフューザー

検出管

ステンレスパイプで保護されRelative response

本体仕様

た石英ガラス
分光特性

400 ~ 700nm を平均して検出(分光平均感度差±10%)

インターフェース

RS-232C 又は USB 注 2)

通信速度9,600 ボーレート

動作環境

0ºC~+40ºC

寸法
集光器

1.9cm 径(QSL-2100 型)
1.3cm 径(QSL-2101 型)

検出管

25cm

検出部/

4cm(径)×10cm(長)波長感度特性

ideal quantum response

Relative response to irradiance

電源

quanta/cm2·sec 、 µE/cm2·sec 、µE/m2·sec、Volt不要(但し、シリアルポート搭載
している Windows 版コンピュータが必要)

測定単位

Angle [deg]Wavelength[nm]エレクトロニクス
ケーブル長

3.5m(QSL-2100/2101 型)
100m まで(QSPL-2100/2101 型)

ソフトウェア
Windows ベースのソフトウェアは、ダークオフセット値
や測定単位の変更、時系列のグラフがリアルタイムで表示できます。対応 OS は、マイクロソフト社 Windows Vista、
7、8(いずれも日本語版)です。

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水中/地上用光量子センサ

QSP/QCP/MCP/MCR/QCR シリーズ
スカラー照度の QSP 型、コサイン照度の QCP 型と、形状の異なる 2 種類の水中光量子センサを用意しております。
出力方式は、さまざまな用途に対応するようデジタル出力、アスキー出力、アナログ出力(0~5V)、対数出力(0~5V)の 4 タイプがあります。QCP 型は、深海用 CTD 計のオプションセンサとして利用でき、10,000m 耐圧仕様も可能です。MCP 型(コサイン照度)は単波長注 1)タイプです。地上用として 2πスカラー照度の QSR 型、コサイン照度の
QCR 型と MCR 型(単波長タイプ)も用意しています。

特 徴□ 小型·軽量□ 低消費電力□ スカラー照度、コサイン照度の 2 種類
□ 標準耐圧 2,000m(全モデル)□ 最大耐圧 10,000m(QCP 型のみ)
□ CTD 計等のオプションセンサに最適□ 確かな校正注 2)

QSP シリーズ

測定方式：スカラー照度
全方位からの光合成有効放射(PAR)の測定
用途：各観測機器のオプションセンサ
ロガーと組み合わせても最適

仕様

：消費電力
耐

QCP シリーズ

圧

2mA 以下(対数出力は 4mA)
2,000m まで

測定方式：コサイン照度

用途：各観測機器のオプションセンサ
ロガーと組み合わせても最適

仕様

：消費電力
耐

圧

2mA 以下(対数出力は 4mA)
2,000m(標準)6,800m(オプション)
10,000m(オプション)

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QSR シリーズ

測定方式：スカラー照度
反射光を防ぐ為、遮光板あり
用途：天空用照度計
水中照度計の比較器として最適ロガーと組み合わせて海面光の測定も可

仕様

：消費電力

2mA 以下MCP-2200

MCP-2300

MCR-2100

MCR-2200

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輝度
PAR

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2,000m 耐圧

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6,800m 耐圧

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10,000m 耐圧

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ログ出力

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アナログ出力●●●アスキー出力●●●デジタル出力

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特定波長
防滴

MRP-2300

MCP-2100●

MRP-2200

QSR-2200●

MRP-2100

QSR-2150

コサイン照度QSR-2100●

QCP-2300●

QCP-2200

QSP-2300●

QCP-2150

QSP-2200●

QCP-2100

QSP-2150

スカラー照度QSP-2100モデル対応チャート

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注 1)

測定波長は、412, 443, 465, 490, 510, 520, 532, 555, 565, 589, 625, 665, 670, 683, 694, 710, 765, 780, 875nm から 1 チャンネルの選択に

なります。
注 2)

バイオスフェリカル社製の計器は全て NIST(米国国立標準技術研究所)に準拠しています。

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ポータブル水中スカラー光量子計

Scaler PAR Profiling

Scaler PAR Profiling システムは、野外での研システム

計です。水中の光合成有効放射(PAR 波長究に最適なポータブル水中スカラー光量子

域:400-700nm)を地上比較センサ値と比較しながら測定します。PAR センサは、テフロン®球形ディフューザーを採用しており、経年変化が少なく長期安定性に優れています。

BIS-2101D 型水中器、QSR-2100 型地上器は接続するコンピュータの RS-232C シリアル通信ポート注 2)からの電源供給で動作する低消費電力タイプ注 3)の光量子計ですが、組合せて使用する場合は、写真のようなマルチ
プレクサを使用します。

地上比較用として 2πスカラーPAR センサと水中器に深度センサを標準付属としていますので、太陽高度の変化に伴う海面入射光の変動を、水中照度の補正注 4)に利用できます。

水中ケーブルは、引張強度 225kg のケブラ
ー繊維入りで補助ロープなしに観測が行えます。

オプションで温度センサを加えた
BIS-2101P 型(測定項目:水中 PAR、深度、温特徴度)も用意しています。

□ 小型･軽量□ 超低消費電力□ 全方位からの光合成有効放射(PAR)□ ウインチ不要の手軽なプロファイル観測□ 電池不要□ 深度センサ込み□ 確かな校正注 1)

13

注 1)

バイオスフェリカル社製の計器は全て NIST
(米国国立標準技術研究所)に準拠しています。
注 2)
お使いのコンピュータに USB ポートしかない場
合、市販のシリアル変換アダプター器をご利用いただければ接続可能です。
注 3)
コンピュータからの電源が不足の時のみマルチ
プレクサ内部の電池使用
注 4)
R.Csmith and K.S.Baker: The analysis of ocean
optical data. SPIE Vol. 499, Ocean Optics VII,
pp. 119-126(1984)

水中光量子計 BIS-2101D 型
照度センサ

本体内部に固有のキャリブレーション係数が記録されてセンサタイプフォトダイオード

集光器

球形テフロンディフューザー

集光器径1.9cm(径)分光特性400~700nm を 平均して検出(分光平均感度差±10%)

測定範囲

ソフトウェア

0.004~4,000µE/m2·sec

温度センサ

いますので、機器が接続されるとソフトウェアが自動的に認識します。わずらわしい設定は必要ありません。光
学データは鉛直分布·時系列のグラフがリアルタイムで表示できます。
対応 OS は、マイクロソフト社 Windows Vista、7、8(いずれも日本語版)です。ソフトウェアは、いつでも Web 上から最新のバージョンが無償にてダウンロードできます。

測定範囲-5~+35ºC

精度±0.1ºC

深度センサ
測定範囲0~100mハウジング
寸法10.2cm(径)×25cm(長)

空中重量

1.4kg

耐圧

200m

地上比較照度計 QSR-2100 型
照度センサ
フォトダイオード

集光器

球形テフロンディフューザー

集光器径1.9cm(径)分光特性400~700nm を 平均して検出(分光平均感度差±10%)

測定範囲

5~10,000µE/m2·sec

ハウジング
寸法

20cm (径) × 18.5cm (長)

空中重量

1.5kg

入射角感度特性

Relative response

センサタイプAngle [deg]その他
マルチプレクサ
内部電池

コンピュータからの電源が不足の時(アルカリ乾電池 9V 形)

インターフェース

RS-232C 又は USB 注 2)

通信速度9,600 ボーレート

14

小型 4 チャンネル水中/地上照度分光放射計

BIC(MUV)型

BIC(MUV)型は、水中分光放射計 PRR 型や水中紫外分光放射計 PUV 型の小型·軽量版として新しく開発された 4 チャンネル水中
分光放射計です。

超低消費電力タイプで、コンピュータのRS-232C シリアル通信ポート注 2)から供給される電源だけで観測が可能注 3)です。

BIC(MUV:紫外域を選択した場合の名称)型
は、波長 305~875nm 及び PAR から 4 つの照度測定チャンネルを選択できます。オプシ
ョンのマルチプレクサ(DMS)を用いて水中器と地上比較器等、複数の機器を接続できます。

水中ケーブルは、引張強度 225kg のケブラ
ー繊維入りで補助ロープなしに観測が行え
ます。

特

徴

□ 小型･軽量□ 超低消費電力□ ロープライス□ 5 桁ダイナミックレンジ□ ウインチ不要の手軽なプロファイル観測□ 電池不要□ 使いやすい Windows 版ソフトウェア□ 確かな校正注 1)

15

注 1)

バイオスフェリカル社製の計器は全て NIST(米国国立標準技術研究所)に準拠しています。
注 2)
お使いのコンピュータに USB ポートしかない場
合、市販のシリアル変換アダプター器をご利用いただければ接続可能です。
注 3)
コンピュータからの電源が不足の時のみマルチ
プレクサ内部の電池使用

入射角感度特性

測定項目

水中下向き照度(EdZ)

センサタイプフォトダイオード

集光器

テフロン皮膜石英ガラス

コサイン特性コサイン曲線に対する不確(受光角特性)

かさ±2%(天頂角 0º-65º 間)、

Deviation from ideal

本体仕様±10%(天頂角 65º-85º 間)
選択可能波長(ピーク)

305, 313, 320, 330, 340, 380,
395, 412, 443, 465, 490, 510,

Angle of Incidence

520, 532, 555, 565, 589, 625,
665, 670, 683, 694, 710, 765,
780, 875nm及びPAR
スペクトル半値幅

10nm、但し 305nm と PAR は

波長感度特性除く
消費電力

2mA 以下@1 チャンネル

材質

強化プラスチック

寸法10.2cm (径) × 20cm (長)

空中重量

2kg

耐圧

100m

オプションセンサ
温度センサ

Wavelength

測定範囲-2~+35ºC

精度±0.1ºC

深度センサ
測定範囲0~100mソフトウェア本体内部に固有のキャリブレーション係数が記録されていますので、機器が接続されるとソフトウェアが自動的に認識します。わずらわしい設定は必要ありません。
光学データは鉛直分布、時系列、スペクトル分布のグラ
フがリアルタイムで表示できます。対応 OS は、マイクロソフト社 Windows 7、8(いずれも日本語版)です。

16

小型 4 チャンネル水中分光輝度計

BIR 型

BIR 型は、水中分光放射計 PRR 型や水中紫外分
光放射計 PUV 型の小型·軽量版として新たに開発された 4 チャンネル水中輝度分光放射計です。

超低消費電力タイプで、コンピュータのRS-232C シリアル通信ポート注 2)から供給される電源だけで観測が可能注 3)です。

波長 313~875nm 及び自然蛍光光度(LuZChl)から
4 つの測定チャンネルを選択できます。オプションセンサとして温度、深度が用意されています。

水中ケーブルは、引張強度 225kg のケブラー繊
維入りで補助ロープなしに観測が行えます。

特徴□ 小型･軽量□ 超低消費電力□ ロープライス□ 5 桁ダイナミックレンジ□ ウインチ不要の手軽なプロファイル観測□ 電池不要□ 使いやすい Windows 版ソフトウェア□ 確かな校正注 1)

17

注 1)

バイオスフェリカル社製の計器は全て NIST(米国国
立標準技術研究所)に準拠しています。
注 2)
お使いのコンピュータに USB ポートしかない場合、市販のシリアル変換アダプター器をご利用いただければ接続可能です。
注 3)
コンピュータからの電源が不足の時のみマルチプレ
クサ内部の電池使用

コンパクト水中自然蛍光光度計

PNF 型

PNF 型は、PNF-300 型の後継機として開発されたコンパクト水中自然蛍光光度計です。

新技術により、コンパクトな本体に水中全方
位 か ら の 光 合 成 有 効 放 射 (PAR: 波 長
域:400~700nm)及び自然蛍光光度(LuZChl)、温度、深度センサを収めたシステムで、コンピュータの RS-232C シリアル通信ポート注 2)から供給される電源だけで観測が可能 注 3)となりました。

地上比較 PAR センサを標準付属としていますので、太陽高度の変化に伴う海面入射光の変動を、水中照度の補正注 4)に利用できます。

本体内部に固有のキャリブレーション係数が記録されており、機器が接続されると専用ソフトウェアが自動的に認識しますので、計測前に細かな設定をする必要がなく、スムー
ズに計測を実施することができます。

水中ケーブルは、引張強度 225kg のケブラー
繊維入りで補助ロープなしに観測が行えま
す。

特

徴

□

小型･軽量

□

超低消費電力□ロープライス□

地上比較 PAR センサ標準付属□

温度·深度センサ標準装備□

ウインチ不要の手軽なプロファイル観測

□

電池不要

□

使いやすい Windows 版ソフトウェア□

確かな校正注 1)

注 1)

バイオスフェリカル社製の計器は全て NIST(米国
国立標準技術研究所)に準拠しています。
注 2)
お使いのコンピュータに USB ポートしかない場
合、市販のシリアル変換アダプター器をご利用いただ
ければ接続可能です。
注 3)
コンピュータからの電源が不足の時のみマルチプ
レクサ内部の電池使用
注 4)
R.Csmith and K.S.Baker: The analysis of ocean optical
data. SPIE Vol. 499, Ocean Optics VII,
pp. 119-126(1984)18

高分解能·多チャンネル水中分光放射計

PRR-800 型

PRR-800 型は、高分解能·高速スキャンのフォ
トダイオード式水中プロファイル分光放射計です。

近 紫 外 か ら 近 赤 外 域 ま で 照 度 /輝 度 の 最 大19(標準 15)チャンネルの波長が選択できます。低反射・低ノイズのフィルターを使い、単一波長のみではなく水中の光合成有効放射(PAR: 波 長 域 400~700nm) や 自 然 蛍 光 光 度(LuZChl)の観測にも対応しています。また、
長期安定性にも優れています。

光学系は全てのチャンネルに独立した 3 ステ
ージ増幅回路を採用することにより、旧来のモデルでは不可能であった 10-5µW/cm2·nm レ
ベルの微量の光までも検出できるようになりました。

従来の鉛直方向のプロファイル観測では、海流やケーブルの自重等の影響で水中器の傾斜が大きくなってしまう時や、投入時水中器を船から遠ざけるのは難しく船影の影響を受けてしまう等でデータの信頼性を極力損なわないように、オプションとして、より傾斜角が少ないプロファイル観測を行うためのロケッ
トの形状をしたフリーフォール金具が用意さ

フリーフォール金具装着例

特徴

れています。

各々の金具は取り外し、変更なしで入れ替えできますので、通常のプロファイル観測用を装着すれば、浅瀬での観測に便利です。

□ 小型･軽量□ 近紫外から近赤外域まで波長選択可□ 照度·輝度センサ各標準 15ch(最大 19ch)

ケーブルは、引張強度 225kg のケブラー繊維□ 高速サンプリング(最大 15Hz)

入りで補助ロープなしにプロファイル観測/□ 9 桁ダイナミックレンジ以上

フリーフォール観測が行えます。

□ 1 チャンネルシリアルポート□ 温度·深度·傾斜センサ標準装備□ 確かな校正

19

注)

注)

バイオスフェリカル社製の計器は全て NIST(米国国
立標準技術研究所)に準拠しています。

本体仕様

その他

光学系

デッキユニットチャンネル数

各 15ch(最大各 19ch)

電源

12VDC-6AH(鉛積層電池)

選択可能波長域

305~875nm

充電器

90~240VAC 50~60Hz

選択可能波長(ピーク)

305, 313, 320, 330, 340, 380,

データレート最大 15Hz395, 412, 443, 465, 490, 510,

インターフェース

RS-232C 又は、RS-485

520, 532, 555, 565, 589, 625,

通信速度

57,000 ボーレート

665, 670, 683, 694, 710, 765,

ケーブル

780, 875nm 及び PAR, LuZChl

水中ケーブル

注 2)

スペクトル半値幅

10nm、但し 305nm と PAR は

ケブラー繊維補強ケーブル
最大ケーブル長

地上ケーブル

除く

300m

ケブラー繊維補強ケーブル
標準 25m照度センサ
センサタイプフォトダイオード

コサイン特性コサイン曲線に対する不確(受光角特性)

かさ±2%(天頂角 0º-65º 間)、

ソフトウェア±10%(天頂角 65º-85º 間)
最小測定値(代表値)

1×10-5µW/cm2·nm

Windows ベースのソフトウェアは、水中での PRR の状態

最大測定値(代表値)1×105µW/cm2·nmがわかりやすいよう傾斜や深度がコンピュータ上に見やPAR 測定範囲(代表値)

4×10-10~4µE/cm2·sec

すく表示され、光学データは鉛直分布·時系列·スペクトル分布のグラフがリアルタイムで表示できます。

輝度センサ
センサタイプフォトダイオード

水中視野角10º(ハーフアングル)

最小測定値(代表値)

1×10-12W/cm2·nm·sr

最大測定値(代表値)

1×10-3 W/cm2·nm·sr

自然蛍光光度(代表値)2×10-14~2×10-6 nE/m2·sec·str

また、深度毎の下方向放射照度に対する消散係数(Kd)等の解析が可能です。
対応 OS は、マイクロソフト社 Windows Vista、7、8(いずれも日本語版)です。ソフトウェアは、いつでも Web 上から最新のバージョンが無償にてダウンロードできます。

温度センサ
測定範囲

-5~50ºC

深度センサ
測定範囲

0~350m

傾斜センサ
測定範囲

0~45º

PRR-800 型ハウジング
寸法10.2cm(径)×55.9cm(長)重量4.8kg(空中)、0.9kg(水中)

耐圧

350m

PRR-810 型ハウジング
寸法10.2cm(径)×37.8cm(長)

重量
注 1)

: 照度のみ装着可

4.4kg
注 2)

: 照度のみ装着可水中上向輝度のみ装着可

20

ダイナミックレンジ

高分解能:アメリカオレゴン州 Crater Lake にてプロファイル観測を行い、各分解能に対する最大到達深度とノイズを比較した結果。
尚、グラフは PRR-800 の最小感度に到達する前に 365m 地点にて回収。

波長感度特性

セパレート式
水中下向き照度(EdZ)と水中上向き輝度(LuZ)を同じ深さで測定するスプリットタイプの PRR-800S 型です。海中の濁りにより光の減衰が急激に低下する環境下での測定に適しています。照度計を 2 つ組み合わせることで、水
中下向き照度(EdZ)と水中上向き照度(EuZ)の測定も可能です。

Wavelength

Deviation from ideal

入射角感度特性

Angle of Incidence21

PRR-800S 型

光学系ユニット(EdZ)

輝度計(LuZ)

全天放射照度計 PRR-810 型

フリーフォール観測例

22高分解能水中分光放射計

PRR-2600 型

PRR-2600 型は、高分解能·高速スキャンのフォ
トダイオード式水中プロファイル分光放射計です。

エレクトロニクスは PRR-800 型と同じで光学チャンネルを各 8 チャンネル(合計 16 チャンネル)としたエコノミー型です。PRR-2610 型全天放射照度計は、水中器の測定値に対応するベー
ス器になります。

ケーブルは、引張強度 225kg のケブラー繊維入りで補助ロープなしに観測が行えます。プロフ
ァイル観測には、従来の吊り下げ金具とオプシ
ョンのフリーフォール金具の両方に対応しています。

水中下向き照度(EdZ)のみの PER-2700 型もあります。

高分解能全天放射照度/輝度計

WLR 型

WLR 型は、高分解能·高速スキャンのフォトダ
イオード式全天放射照度/輝度計です。

天空照度(Es)及び天空輝度(Lsk)、海面反射輝度(Lsf)の 3 システムで構成されています。
近紫外から可視光域まで照度/輝度最大 19 チ
ャンネルの波長が選択できます。フィルターには低反射·低ノイズを採用し、また長期安定性にも優れています。

エレクトロニクスは 24 ビット A/D コンバータ、3 モードオートゲインを採用することにより僅かな光の変化を見逃しません。

現在、ベネチア沖(イタリア)に設置され、海面射出放射輝度の測定を行っています。

23

高分解能水中紫外分光放射計

PUV-2500 型

PUV-2500 型は、高分解能·高速スキャンのフォ
トダイオード式水中プロファイル紫外分光放射計です。

照度センサは 6 チャンネル(305, 313, 320, 340,
380, 395nm)の紫外波長域と光合成有効放射(PAR: 波長域:400nm-700nm)を加えた 7 チャンネルとし、これにクロロフィル a 量を推定することができる自然蛍光光度の輝度 1 チャン
ネル、合計 8 チャンネルで構成され、側面に温度と深度センサを配した組合せが標準セットです。

光学系は全てのチャンネルに独立した 3 ステ
ージ増幅回路を採用することにより、旧来モ
デルではできなかった微量の光、10-5µW/cm2·nm レベルまで検出できるようになりました。

PUV-2510 型全天放射照度計は、水中器の測定値に対応するベース器になります。

従来の鉛直方向のプロファイル観測では、海流やケーブルの自重等の影響で水中器の傾斜が大きくなる場合や、投入時水中器を船から遠ざけるのは難しく船影の影響を受けやすい
等、信頼性の高いデータが得られないことがしばしばありました。オプションとして、より傾斜角の少ないプロファイル観測ができる

特徴ようにするためのフリーフォール金具が用意されています。

□

小型･軽量

□

高速サンプリング(最大 20Hz)

ケーブルは、引張強度 225kg のケブラー繊維□

9 桁ダイナミックレンジ以上入りで補助ロープなしに観測が行えます。

□

ウインチ不要の手軽なプロファイル観測□

使いやすい Windows 版ソフトウェア□

温度·深度センサ込み

□

注)

確かな校正

注)

バイオスフェリカル社製の計器は全て NIST(米国国
立標準技術研究所)に準拠しています。

24

全天候型地上用紫外分光放射計

GUV-2511 型

バイオスフェリカル社は、NSF(National Science
Foundation)のプロジェクトとして、南極をはじめ 7 箇 所 注 2) に 高 分 解 能 紫 外 分 光 放 射 計
SUV-100/150 型を設置し、紫外線モニタリング
ネットワークに取組んでいます。

GUV-2511 型は、SUV-100/150B 型の相関器となるフォトダイオード式のポータブル測定器です。ハウジング内のフォトダイオードアレイ付
近にヒーターブランケットを装備し、常に一定
温度に保ちます。アレイ周辺の温度変化による不確かさを最小におさえます。

紫外域を中心にした 6 波長(305、313､ 320、
340、380､395nm)に光合成有効放射(PAR 波長域:400-700nm)を加えた 7 波長が標準です。

光学系は全てのチャンネルに独立した 3 ステ
ージ増幅回路を採用することにより、旧来モデ
ルではできなかった微量の光、10-5µW/cm2·nmレベルまで検出できるようになりました。

特徴□ 小型･軽量□ 低ノイズフィルター□ 温度制御機能□ 光合成有効放射(PAR)標準装備□ 9 桁ダイナミックレンジ以上□ 確かな校正注 1)

25

注 1)

バイオスフェリカル社製の計器は全て NIST(米国国
立標準技術研究所)に準拠しています。
注 2)
現在、McMurdo(Antarctica), Palmer(Antarctica), South
Pole(Antarctica), Ushuaia(Argentina), San Diego(California
USA), Barrow(Alaska USA), Summit(Greenland)の 7 箇所になります。

本体仕様

光学系温度制御機構

測定項目

空中照度(全天放射照度)センサタイプフォトダイオード

集光器

テフロンクオーツカバー

測定波長305, 313, 320, 340, 380, 395nm
及びPARスペクトル半値幅

フォトダイオードアレイの温度が常に 40ºC に保たれる
よう光学系にシリコンヒータブランケットを装備し、温度変化による不確かさを限りなく低減します。
アレイ温度は常にデッキユニットにリアルタイムに表示されます。

10nm(標準)20nm(オプション)

コサイン特性コサイン曲線に対する不確か(受光角特性)さ 0~5%(天頂角 0º-70º 間)、±10%(天頂角 71º-85º 間)

最小測定値(代表値)

1×10-5µW/cm2·nm

最大測定値(代表値)1×105µW/cm2·nm

温度特性±0.15%/ºC 以下

動作環境-50~+40ºC

光学系温度制御

40ºC±0.5ºC

寸法

15cm(径)×30cm(長)

重量

7kg

キャリブレーション
バイオスフェリカル社では、紫外分光放射計の校正を行うために屋外(カリフォルニア州サンディエゴ)に高異なる温度での標準光源による光学校正。縦軸を 40ºC における校正を基準とし、各温度との比較結果。

精度ダブルモノクロメータ SUV-100 型を設置しています。確度の高いデータを得るため、南極をはじめ 7
箇所のモニタリングとデータリンクしています。

26

全天候型ダブルモノクロメータ

SUV-150B 型

SUV-150B 型は、測定波長 280~600nm でスペクトル分解能
0.63nm を有した全天放射照度計です。全自動で極端な天候にも耐えるよう耐候性の設計がなされています。1987 年
NSF プロジェクトとして南極大陸におけるオゾン欠損量に関する調査をしています。
現 在 、 McMurdo(Antarctica) 、 Palmer(Antarctica) 、 South
Pole(Antarctica) 、 Ushuaia(Argentina) 、 San Diego(California
USA)、Barrow(Alaska USA)、Summit(Greenland)の 7 箇所に紫外線モニタリングネットワークを構築し、現在に至っています。

SUV-150B 型は、ツェルニーターナー型ダブルモノクロメータを採用しています。光はテフロン製拡散板を介して取り込
まれ、焦点距離 150mm、F 値 4.4 の分光器、ツェルニーター
ナーダブルモノクロメータで単一波長に分けられ、バイアル
カリ PMT で計測されます。また、分光器には独立した二つのステッピングモータにて回折格子を駆動しており、高波長精度、高速駆動を実現しました。

27

信頼性向上の為に、内部には熱電ヒーター/クーラーを備え器内
温度が±1ºC 以内になるよう制御しています。また長期のデータ品質の向上として水銀光源とタングステンハロゲン光源を内蔵し、定期的に絶対校正を行います。

28

日本総代理店

ケー･エンジニアリング株式会社〒111-0053

東京都台東区浅草橋 5-14-10

TEL.03-5820-8170 FAX.03-5820-8172
http://www.k-engineering.co.jp

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mail sales@k-engineering.co.jp