創(chuàng )立于1977年的美國生物球儀器公司（Biospherical Instruments Inc.，簡(jiǎn)稱(chēng)BSI）是一家以研發(fā)為導向、集設計與生產(chǎn)為一體的環(huán)境監測儀器公司。BSI在從南極到北極、從海洋到飲用水水庫的環(huán)境監測中有著(zhù)悠久的歷史。
30多年來(lái)，BSI的生產(chǎn)線(xiàn)聚焦于海洋、大氣、水質(zhì)和生物科學(xué)用的高品質(zhì)光學(xué)儀器的設計與生產(chǎn)，是目前國際上光學(xué)儀器領(lǐng)域的領(lǐng)導者。BSI的產(chǎn)品包括陸地與海洋的全球紫外線(xiàn)（UV）監測系統、飲用水源地的水質(zhì)監測系統、以及海洋科學(xué)和大氣科學(xué)使用的多種UV和可見(jiàn)光波段的光學(xué)輻射儀。
BSI的儀器從簡(jiǎn)單的光合有效輻射（PAR）測量?jì)x，到非常復雜的水體剖面輻射測量系統，以及各種單通道光強測量傳感器，在世界范圍內獲得了廣泛的認同。如NASA、NOAA、EPA、WHOI、MBARI、Sea-Bird、RBR、HOBI、McLane、Teledyne、WETLabs、YSI等等都是BSI的忠實(shí)用戶(hù)。
1988，受美國自然科學(xué)基金（National Science Foundation, NSF）委托，BSI開(kāi)始安裝“全球UV監測網(wǎng)絡(luò )系統”，并一直由BSI維持全球UV監測網(wǎng)絡(luò )的運轉。直到2009年，這個(gè)監測網(wǎng)絡(luò )才被拆分成兩部分：一部分轉到美國海洋與大氣管理局（NOAA）名下，另一部分仍由BSI負責。
2005年，BSI因為研發(fā)成功微型輻射計（Microradiometers）而獲得NASA頒發(fā)的商業(yè)創(chuàng )新獎（SBIR）。
2008年，BSI與NASA開(kāi)始合作開(kāi)發(fā)新的、現代化的輻射測量傳感器以支持現有的和下一代的海洋水色衛星遙感任務(wù)。這套系統被稱(chēng)之為行星輻射能光學(xué)傳感器（Optical Sensors for Planetary Radiant Energy, OSPREy），主要用于獲得海洋、天空、太陽(yáng)和月亮的輻射測量數據，來(lái)滿(mǎn)足對海洋水色衛星遙感的替代校準和算法證實(shí)的精度要求。
2009年，BSI與芝加哥大學(xué)共同承擔了美國自然科學(xué)基金的“極地觀(guān)測網(wǎng)絡(luò )”項目，用于長(cháng)期觀(guān)測全球變化對極地環(huán)境特別是紫外線(xiàn)的影響。
在海洋光學(xué)儀器領(lǐng)域，BSI的產(chǎn)品就是行業(yè)標準。這從大量的著(zhù)名海洋儀器設備公司從BSI采購光學(xué)儀器和傳感器并集成到其自己的產(chǎn)品上就可知道。下面這些代表性的海洋儀器設備公司都是BSI的忠實(shí)用戶(hù)：
l Sea-Bird Electronics, Inc.
l RBR Ltd.
l Falmouth Scientific, Inc.
l HOBI Labs, Inc.
l iRobot Corporation
l Ocean Sensors, Inc.
l Teledyne RD Instruments, Inc.
l WETLabs, Inc.
l YSI Inc.
l McLane Research Laboratories, Inc.
早在1978年，美國B(niǎo)iospherical公司就開(kāi)始研發(fā)和生產(chǎn)各種類(lèi)型的光學(xué)儀器為相關(guān)領(lǐng)域的科研服務(wù)。其第一代的單通道輻射測量?jì)xQSL-100到現在仍在全球各地的很多實(shí)驗室中使用。多功能光量子測量?jì)xAMOUR（Advanced Multi-purpOse Usb Radiometer）整合了Biospherical的第四代PAR傳感器并極大地擴展了它的功能、動(dòng)態(tài)范圍和靈敏度。AMOUR是一款經(jīng)濟型多功能USB接口的輻射測量?jì)x，適合于實(shí)驗室內和野外的科研或工程應用。它的多功能體現在用戶(hù)可選擇多種不同的測量探頭（如輻照度、scalar輻照度和輻亮度）和工作波段（如窄頻帶、寬頻帶和PAR）。這款儀器小巧、經(jīng)濟，可以使用USB接口直接連接在電腦上工作，它的動(dòng)態(tài)范圍大于10個(gè)數量級。它傳承了Biospherical公司先進(jìn)的微型輻射測量?jì)x技術(shù)，根據美國NASA的合約而研制。
AMOUR的探頭和接頭
從左至右：輻亮度、Scalar輻照度、輻照度和SMA接頭
應用領(lǐng)域
l 光照培養箱、人工氣候室、溫室光強測量
l 陸地環(huán)境和淺水環(huán)境中的光強測量
l 藻類(lèi)培養瓶/光生物反應器內部光強測量
l LED測試
l 有害光探測
l 太陽(yáng)輻射（日射?。?/span>
l 其它光學(xué)測量
測量幾何學(xué)
l Irradiance（輻照度）
測量一個(gè)平面上的入射輻射。這一測量幾何適合于多數的輻射應用，包括照明和太陽(yáng)能研究。在入射角高達85°的情況下，AMOUR輻射計的理想余弦響應偏離仍小于±5%。
l Scalar Irradiance（Scalar 輻照度）
Scalar響應與入射輻射的方向無(wú)關(guān)。這一測量幾何廣泛地應用在與藻類(lèi)和微生物相關(guān)的海洋學(xué)和湖沼學(xué)研究當中，這是因為影響這些微小細胞的輻射與入射方向無(wú)關(guān)。根據測量桿的長(cháng)度不同，Scalar輻射計可測量3.7π球面弧度上的輻射（整個(gè)球面弧度為4π）。
l Radiance（輻亮度）
輻亮度的測量可以量化一個(gè)物體到底有多亮?？梢詼y量海洋、天空或室內物體的輻亮度。通常地，輻亮度用來(lái)描述單位面積上的輻射功率和觀(guān)測的固定對角。AMOUR輻亮度的前向光學(xué)的視角范圍為2.5°-20°。
l 通過(guò)SMA接頭連接到延長(cháng)桿上
如果AMOUR輻射計的配置中加一個(gè)SMA接頭，就可以和其它的延長(cháng)桿連起來(lái)使用，將它的應用擴展到難以接觸到的地方如伸入到藻團中。延長(cháng)桿也可以連接到積分球和一個(gè)光學(xué)平臺上的其它組件上。
光譜響應
默認情況下，AMOUR的測量范圍就是硅光電二極管的光譜響應范圍（250-1100nm之間的寬帶響應）。如果將要被測量的光源的波長(cháng)分布是已知的，且儀器在訂購的時(shí)候經(jīng)過(guò)了響應函數校正，那么也可以測量光通量。
儀器訂購的時(shí)候有多種過(guò)濾器可供選擇，包括窄帶和模仿某些生理響應函數的過(guò)濾器。它們包括：
l 窄帶過(guò)濾器（約10nm帶寬）通常在光源的波長(cháng)分布是已知的且限定在一個(gè)較小的范圍內（如激光）的情況下使用?；蛘吆推渌妮椛溆嫿Y合起來(lái)覆蓋整個(gè)目標光譜范圍，由它來(lái)測量其中一部分的光譜。
l PAR（光合有效輻射）限定在400-700nm的光譜范圍內，與其它測量中使用光譜響應加權不同，它使用量子響應加權。校正單位包括moles/(cm2s)，einsteins/(cm2s)，quanta或photons/(cm2s)，以及它們各自的MKS變量。
l 藍光危害，主要指的是400nm到500nm波長(cháng)之間的藍光對視網(wǎng)膜潛在的光化學(xué)損傷。
l 光度響應，它描述了人眼對于光照的知覺(jué)亮度。
l 紅斑，它描述了人類(lèi)皮膚對太陽(yáng)照射的以波長(cháng)為基礎的敏感度。
l 其它的響應函數，根據用戶(hù)要求量身定做。
技術(shù)參數
1. AMOUR的技術(shù)參數
前向光學(xué)元件：
輻照度：天頂角小于85°的情況下，Cosine error<±3%
Scalar輻照度：入射角<±135°的情況下，Directional error<±5%
輻亮度：標準視角6°，14°；可選視角范圍2.5°- 20°。
連接：SMA接頭
光譜響應：取決于所使用的過(guò)濾器
檢測限：取決于不同的設置，參考下面的表格
動(dòng)態(tài)范圍：6×1010
采樣頻率：4-125 Hz（原始頻率），1/60-125 Hz（內部平均）
輸出接口：標準接口為USB，也可以選擇使用RS232或RS485
物理尺寸：
直徑：1.2英寸，約合3 cm
長(cháng)度：取決于不同的前向光學(xué)元件，5英寸，約合12.7 cm（輻照度探頭）；8英寸，約合20.3 cm（Scalar輻照度探頭）；7英寸，約合17.8 cm（14°視角的輻亮度探頭，視角越小，長(cháng)度越長(cháng)）
2. 微型輻照計的技術(shù)參數（AMOUR的核心）
探測器：Si（13 mm2），InGaAs（7 mm2）或GaAsP（7 mm2）
光電流-電壓轉換：1、2000和4000三個(gè)增益級別的靜電計放大器
ADC：24-bit bipolar，4-125 Hz數據頻率
線(xiàn)性：使用一個(gè)可調控的光源，在信號電流范圍1×10-12到1×10-15之間對所有的微型輻射計進(jìn)行測量，通常地，與參考靜電計系統相對，error<1%
響應時(shí)間：時(shí)間常數小于0.01秒的指數型變化，增益改變的時(shí)間要求小于0.1秒
電子靈敏度：在電流分辨率<10-15A時(shí)，ADC分辨率為0.5 μV。飽和電流為160 μV。三級增益信號范圍是1.6×1011。
暗補償：在每一個(gè)增益水平的校準時(shí)進(jìn)行暗補償的測量和設置。
微型輻射計的電源：±5 VDC，4 mA電流
光譜范圍：25-1650 nm（1100-1650 nm要求使用InGaAs探測器）
檢測限和飽和度：
檢測限 | 飽和度 | 單位 | 動(dòng)態(tài)范圍 | |
輻照度， 313 nm | 6.90E-06 | 3.62E+05 | μW/(cm2 nm) | 5.2E+10 |
輻照度， 490 nm | 1.16E-06 | 6.81E+04 | μW/(cm2 nm) | 5.9E+10 |
輻照度， PAR nm | 1.09E-10 | 5.7 | μE/(cm2 s) | 5.2E+10 |
Scalar輻照度, 313 nm | 6.30E-02 | 4.15E+09 | μW/(cm2 nm) | 6.6E+10 |
Scalar輻照度, 490 nm | 1.98E-05 | 1.04E+06 | μW/(cm2 nm) | 5.2E+10 |
Scalar輻照度, PAR nm | 1.11E-09 | 58.5 | μE/(cm2 s) | 5.2E+10 |
輻亮度， 313 nm | 4.93E-07 | 2.96E+04 | μW/(cm2 nm sr) | 6.0E+10 |
輻亮度， 490 nm | 1.41E-07 | 8510 | μW/(cm2 nm sr) | 6.0E+10 |
輻亮度， PAR nm | 1.31E-11 | 0.79 | μE/(cm2 s sr) | 6.0E+10 |
BSI在科研系統和政府部門(mén)的部分典型用戶(hù)
l NASA（美國宇航局）
l NOAA（美國海洋與大氣管理局）
l US EPA（美國環(huán)保局）
l Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI，Woods Hole海洋研究所)
l Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI，蒙特雷海洋研究所)
l
l World Meteorological Organization
l Yale University
l University of California, Berkeley
l University of California, Davis
l University of California, Irvine
l University of California, Riverside
l University of California, Santa Barbara
l University of california, San Diego
l Stanford University
l University of Chicago
l Massachusetts Institute of Technology
l Arizona State University
l Australian Antarctic Division
l Australian Institute of Marine Sciences
l Bedford Institute of Oceanography
l Bigelow Laboratory for Ocean Science
l Boston University Marine Program
l Bowling Green State University
l British Antarctic Survey
l Center for Coastal Physical Oceanography
l Virginia’s Center for Innovative Technology
l French Governmental Research Agency
l Centre d’Oceanologe de Marseille, Campus de Luminy
l Colorado State University
l University of Copenhagen
l California State University, Long Beach
l California State University, San Marcos
l Danish Meteorological Institute
l National Environmental Research Institute,
l Duke University
l Florida Gulf Coast University
l Finnish Institute of Marine Research
l Florida State University
l University of Georgia
l Goteborg University
l Hawaii Institute of Marine Biology, SOEST
l Hong Kong University of Science and Technology
l Polish Academy of Sciences
l University of Maine
l University of Maryland
l MAX-PLANCK-INSTETUT fur Marine Mikrobiologie
l Unviersity fo Michigan
l University of Minnesota
l University of Mississippi
l Moss Landing Marine Labs
l Michigan State University
l Miami University of Ohio
l National University of Singapore
l San Diego State University
l Southern Illinois University
l University of Southampton
l Texas A & M University
l University of South Carolina
l University of North Carolina
l University of Ottawa
l University of Western Australia
l University of South Florida
l
l The University of Toledo
l University of Washington
l Wayne State University
l <span sty</
