WISP 生态光谱仪

名称：生态光谱仪

型号：WISP

产地：荷兰

介绍

WISP( Water Insight Spectrometer )是一款简单易用的手持式光谱仪，用于实时评估淡水和海洋的生态质量。WISP光谱仪包含两个辐射亮度计和一个辐射照度计，用于采集不同方向的光辐射值，通过分析这些光学信号，仪器可在一分钟内可计算出水体的生态指标，包括：叶绿素a、藻蓝蛋白（蓝绿藻色素）、CDOM（有色可溶性有机物）、透明度、悬浮物等。相比实验室分析，WISP的测量更为迅速、灵活和费用低廉，是现代化用水管理领域中不可获取的设备。

工作原理

WISP内部含有三个辐射计，用于测量水体附近的光辐射。设备顶部安装的是一个辐射照度计，用于测量阳光的下行辐照度（Ed）；前端装配有两个辐射亮度计，用于测量可与水中物质发生作用的光辐射：其中，向下倾斜42°的辐射亮度计检测上行辐亮度（Lu），它包含了经水面反射的太阳光和所有离开水的光线；向上倾斜42°的辐射亮度计单独记录太阳光的下行辐亮度（Ld），目的是为了观察它对水色的影响。按下测量键后，WISP会同时记录三个辐射计的测量值，通过合并分析三组光辐射的数据，加上预设的数学算法，WISP会立即计算出水体颜色（水色）。下面是原理图：

水色图表

WISP可以生成一个水色图表，水色主要由光线的反射决定。反射率是水中的下行光与上行光的比值，它决定了阳光穿透水体后的走势。简言之，高反射率（接近1）对应清澈的水；低反射率对应浑浊的水。当反射率峰值位于短波长时（如400~500nm），水体将呈现蓝色（如海洋）。内陆的湖泊水相对混浊，通常我们只能明显看到反射光谱的中间部分（500~600nm），这个光谱范围在我们肉眼中呈现绿色。光谱峰值落在绿色波长范围内意味着浮游植物（藻类或蓝细菌）的出现。反射光谱中的衰减区是由于浮游植物的色素成份产生强吸收所致（如450nm和670nm附近）。长波段处（>700nm）的峰值上升表明水体中浑浊太高，如藻华爆发，或是有漂浮的大型植物，含有这些成份的水体将呈现出黄褐色甚至是红色。

解析水色

经一个物体反射的光辐射（反射光谱）与物体的材料组成有关。WISP专门针对自然界水体的反射光谱进行分析。反射算法的基础是：水体中存在一些物质（如浮游植物色素，溶解物等），它们体内的某些组份能对光产生吸收或散射效应，这类物质对水色的影响与他们自身的浓度水平有关。

数据存储和确认

WISP测量的数据存储与内置SD卡中，可将SD存储卡取出后插入计算机，并将测量数据上传至WISP-web网络系统中。上传过程中，测量值会得到修正，与水质参数相关的一些数学算法也会得到运行。在WISP-web系统中，数据是安全的：只能由用户本人进行可视权限或备份等操作，在系统内，分析和数据比对也会变得容易。

准确性

WISP测量值的准确性和范围与实验室分析结果的趋势相一致。校准操作通常需要一年进行一次。

叶绿素a数据（WISP测量）与叶绿素a结果（实验室分析）的数据相关性超过90%

多应用领域

? 水产养殖

?  河湖及沿海生态环境

?  清淤工作（浊度监测

? 藻华爆发

? 海洋赤潮

? 饮用水安全

产品特征

? 无需实验室操作

? 实时数据显示

? 快速、灵活、费用低

? 在线数据分析

? 数据安全备份

? 易于校准

技术参数