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太陽(yáng)輻射測(cè)試系統(tǒng)

太陽(yáng)輻射測(cè)試系統(tǒng)

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更新日期: 2015-12-09
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太陽(yáng)輻射測(cè)試系統(tǒng):太陽(yáng)輻射是氣象觀測(cè)指標(biāo)中重要內(nèi)容,根據(jù)氣象組織WMO標(biāo)準(zhǔn)要求,太陽(yáng)輻射標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)分為:(總輻射、散射輻射、直接輻射、反射輻射、凈全輻射),此項(xiàng)內(nèi)容的記錄分析將對(duì)人類研究太陽(yáng)能、氣象、環(huán)境海洋、農(nóng)業(yè)生態(tài)、建筑材料等起到重大作用。

詳細(xì)資料:

                   太陽(yáng)輻射測(cè)試系統(tǒng)

太陽(yáng)輻射是氣象觀測(cè)指標(biāo)中重要內(nèi)容,根據(jù)氣象組織WMO標(biāo)準(zhǔn)要求,太陽(yáng)輻射標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)分為:(總輻射、散射輻射、直接輻射、反射輻射、凈全輻射),此項(xiàng)內(nèi)容的記錄分析將對(duì)人類研究太陽(yáng)能、氣象、環(huán)境海洋、農(nóng)業(yè)生態(tài)、建筑材料等起到重大作用。

1、總輻射表

基本描述

總輻射表主要用來(lái)測(cè)量波長(zhǎng)范圍為0.3~3微米的太陽(yáng)總輻射。如果感應(yīng)面向下可測(cè)量反射輻射,也可用于測(cè)量入射到斜面上的太陽(yáng)輻射,如加遮光帶可測(cè)量散射輻射。

太陽(yáng)輻射測(cè)試系統(tǒng)特點(diǎn)

● 符合WMO世界氣象組織規(guī)范(CIMO Guide);

● 適用于各種惡劣環(huán)境;

● 可作為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)總輻射表使用;

● 無(wú)源精確測(cè)量;

● 靈敏度高;

● 使用方便、免維護(hù)。

基本原理:總輻射表由雙層石英玻璃罩、感應(yīng)元件、遮光板、表體、干燥劑等部分組成。

感應(yīng)元件是該表的核心部分,它由快速響應(yīng)的繞線電鍍式熱電堆組成。感應(yīng)面涂3M無(wú)光黑漆,感應(yīng)面為熱結(jié)點(diǎn),當(dāng)有陽(yáng)光照射時(shí)溫度升高,它與另一面的冷結(jié)點(diǎn)形成溫差電動(dòng)勢(shì),該電動(dòng)勢(shì)與太陽(yáng)輻射強(qiáng)度成正比。

雙層玻璃罩是為了減少空氣對(duì)流對(duì)輻射表的影響。內(nèi)罩是為了截?cái)嗤庹直旧淼募t外輻射而設(shè)的。

典型應(yīng)用:總輻射表可廣泛應(yīng)用于氣象、太陽(yáng)能利用、農(nóng)林業(yè)、建筑材料老化及大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)等部門的太陽(yáng)輻射能量的測(cè)量。

技術(shù)指標(biāo)

靈敏度:

7~14μv•w-1•m2

響應(yīng)時(shí)間:

<35s(99%響應(yīng))

年穩(wěn)定度:

不大于±2%

余弦響應(yīng):

不大于±7%(太陽(yáng)高度角10°時(shí))

方    位:

不大于±5%(太陽(yáng)高度角10°時(shí))

非線性:

不大于±2%

光譜范圍:

0.3~3μm

溫度系數(shù):

不大于±2%(-10~40℃)

 2、全輻射表

基本描述:FNP系列凈全輻射表主要用來(lái)測(cè)量由天空向下投射的和地球表面向上投射的全波輻射量的凈差值。同時(shí)還可以用來(lái)測(cè)量短波輻射和短波輻射的反射率;長(zhǎng)波輻射和長(zhǎng)波輻射的反射率及全波輻射。是研究級(jí)的測(cè)量?jī)羧椛涞睦硐雰x器。測(cè)量范圍為0.3~3μm的短波輻射和4~50μm的長(zhǎng)波輻射。

特點(diǎn)

● 是研究級(jí)的凈全輻射表;

● 無(wú)源精確測(cè)量;

● 穩(wěn)定性好;

● 使用方便、免維護(hù)。

基本原理:FNP系列凈全輻射表由兩個(gè)短波輻射表和兩個(gè)長(zhǎng)波輻射表組成。短波輻射表由石英罩、感應(yīng)元件、表體等部件組成。長(zhǎng)波輻射表由硅制弧形濾光罩、感應(yīng)元件、熱敏電阻、表體等部件組成。

感應(yīng)元件由快速繞線電鍍式多結(jié)點(diǎn)熱電堆組成,感應(yīng)面涂有進(jìn)口高吸收無(wú)光黑色涂層,吸收輻射能,產(chǎn)生的熱量通過(guò)敏電阻,使熱電堆溫度變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào),該電壓信號(hào)與輻射強(qiáng)度成正比。每個(gè)長(zhǎng)波輻射表的腔體內(nèi)將一熱敏電阻嵌入熱電堆邊緣冷結(jié)點(diǎn)處,以便監(jiān)測(cè)表體內(nèi)的溫度。

每只輻射表都分別有各自的靈敏度系數(shù)和輸出導(dǎo)線,可單獨(dú)輸出各個(gè)數(shù)據(jù)。通過(guò)各自的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行組合,分別能測(cè)量短波輻射、長(zhǎng)波輻射、全波輻射、凈全輻射、短波反射率和長(zhǎng)波反射率。

典型應(yīng)用:可廣泛應(yīng)用于氣象、農(nóng)林業(yè)、建筑科學(xué)、道路安全等領(lǐng)域的蒸騰計(jì)算、熱應(yīng)力和熱平衡的研究、高速公路狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

技術(shù)指標(biāo)

  

短波靈敏度:

7~14μV•W-1•m2

長(zhǎng)波靈敏度:

2~10μV•W-1•m2

光譜范圍:

0.3~3μm(短波)4~50μm(長(zhǎng)波)

溫度測(cè)量:

熱敏電阻

響應(yīng)時(shí)間:

≤30s(99%響應(yīng))

年穩(wěn)定性:

≤±2%

工作溫度:

-40℃~+80℃

 

3、直接輻射表

基本描述:直接輻射表是用來(lái)測(cè)量垂直于太陽(yáng)表面的輻射和太陽(yáng)周圍很窄的環(huán)日天空散射輻射。它具有自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)并監(jiān)測(cè)太陽(yáng)直接輻射量的功能,其供電方式為直流12V電壓。

直接輻射表和日照時(shí)數(shù)記錄儀連接,可直接測(cè)量日照時(shí)數(shù)(當(dāng)太陽(yáng)直接輻射量超過(guò)120W/m2時(shí),視為有日照)。

特點(diǎn)

● 符合ISO9060(太陽(yáng)能、半球向日射表和直接日射表的規(guī)范與分類)標(biāo)準(zhǔn)

● 可作為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)直接輻射表使用

● 適用于各種惡劣環(huán)境

● 快速響應(yīng),精確自動(dòng)跟蹤

● 交流或直流供電

基本原理:直接輻射表構(gòu)造主要由光筒和自動(dòng)跟蹤裝置組成,光筒內(nèi)部由七個(gè)光欄和內(nèi)筒、石英玻璃、熱電堆、干燥劑筒組成。七個(gè)光欄是用來(lái)減少內(nèi)部反射,構(gòu)成儀器的開敞角并且限制儀器內(nèi)部空氣的湍流。在光欄的外面是內(nèi)筒,用以把光欄內(nèi)部和外筒的干燥空氣封閉,以減少環(huán)境溫度對(duì)熱電堆的影響。在筒上裝置JGS3石英玻璃片,它可透過(guò)0.3~3μm波長(zhǎng)的太陽(yáng)直接輻射。光筒的尾端裝有干燥劑,以防止水汽凝結(jié)物生成。

感應(yīng)部分是光筒的核心部件,它是由快速響應(yīng)的繞線電鍍式多結(jié)點(diǎn)熱電堆組成。感應(yīng)面對(duì)著太陽(yáng)一面涂有美國(guó)3M無(wú)光黑漆,上面是熱電堆的熱結(jié)點(diǎn),當(dāng)有陽(yáng)光照射時(shí),溫度升高,它與另一面的冷結(jié)點(diǎn)形成溫差電動(dòng)勢(shì)。該電動(dòng)勢(shì)與太陽(yáng)輻射強(qiáng)度成正比。

自動(dòng)跟蹤裝置是由底板、緯度架、電機(jī)、導(dǎo)電環(huán)、蝸輪箱(用于太陽(yáng)傾角調(diào)整)和電機(jī)控制器等組成。驅(qū)動(dòng)部分由單片機(jī)控制直流步進(jìn)電機(jī),電源為直流12V。該電機(jī)精度高,24小時(shí)轉(zhuǎn)角*.25º以內(nèi)。當(dāng)緯度調(diào)到當(dāng)?shù)氐乩砭暥?,底板上的黑線與正南北線重合,傾角與當(dāng)時(shí)太陽(yáng)傾角相同時(shí),即可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的自動(dòng)跟蹤。

典型應(yīng)用:直接輻射表可廣泛應(yīng)用于氣象探測(cè)、太陽(yáng)能利用、農(nóng)業(yè)、建筑物理研究、生態(tài)監(jiān)測(cè)考察部門。

技術(shù)指標(biāo)

  

靈 敏 度:

7~14μv•w-1•m2

年穩(wěn)定度:

±1%(一年內(nèi)靈敏度變化)

響應(yīng)時(shí)間:

<25s(99%)

工作環(huán)境溫度:

±45℃

內(nèi)    阻:

約100Ω

電源電壓:

DC12V

跟蹤精度:

小于24h±1º

重    量:

5kg

開 敞 角:

 

 

 

4、散射輻射和反射輻射

輻射中把來(lái)自太陽(yáng)直射部分遮蔽后測(cè)得為散射輻射或天空輻射。感應(yīng)面朝下所接所的為反射輻射。散射輻射和反射輻射都是短波輻射。這兩種輻射均用總輻射表配上有關(guān)部件加以測(cè)量。

4.1散射輻射表(總輻射+遮光環(huán)裝置)技術(shù)參數(shù) 

01.光譜范圍:0.3----3um

02.靈敏度:7~14μV/(W·m-2)

03.響應(yīng)時(shí)間:≤30秒(99%) 

04.顯示分辨率:1W

05.內(nèi)阻:約350Ω

06.穩(wěn)定性:±2%

07.余弦響應(yīng):≤±7%(太陽(yáng)高度角10°時(shí))

08.溫度特性:±2%(-20℃~+40℃)

09.非線性:±2%

10.重量:2.5kg

11.精度:<5% 

4.2反射輻射表技術(shù)參數(shù)

01.光譜范圍:0.3-----3um

02.靈敏度:7~14μV/(W·m-2)

03.響應(yīng)時(shí)間:≤30秒(99%)

04.顯示分辨率:1W

05.內(nèi)阻:約350Ω 

06.穩(wěn)定性:±2%

07.余弦響應(yīng):≤±7%(太陽(yáng)高度角10°時(shí))

08.溫度特性:±2%(-20℃~+40℃)

09.非線性:±2%

10.重量:2.5kg

11.精度:<5% 

12.測(cè)試范圍:0~4000W/m2

13.信號(hào)輸出:0~20mV 

 

5、自動(dòng)氣象站-輻射分采集器

自動(dòng)氣象站-輻射分采集器是應(yīng)用計(jì)算機(jī)、通訊、電源技術(shù)于一體的先進(jìn)輻射采集設(shè)備。該采集系統(tǒng)具有對(duì)總輻射、凈輻射、直接輻射、反射輻射、散射輻射等輻射傳感器進(jìn)行自動(dòng)采集、計(jì)算、處理、存貯、通訊等功能。

廣泛應(yīng)用于氣象、環(huán)保、科學(xué)研究、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域。

5.1 組成:該分采集器主要包括:防輻射密封機(jī)箱、電源部件以及數(shù)據(jù)采集器組成。

其中:防輻射密封機(jī)箱可應(yīng)用于野外環(huán)境,具有防雨、防輻射、防腐蝕等功能;

電源部件用于市電供電環(huán)境,具有后備電池,可保證市電斷電或電源不穩(wěn)定時(shí)系統(tǒng)供電;

數(shù)據(jù)采集器應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)、接口技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)專門設(shè)計(jì),對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行采集、運(yùn)算、存儲(chǔ)等處理。接口可擴(kuò)展至15路,帶標(biāo)準(zhǔn) RS-232通訊接口輸出。具有連續(xù)采集測(cè)量,按照氣象規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,長(zhǎng)期存儲(chǔ)氣象數(shù)據(jù),測(cè)量分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)。采集器采用低功耗設(shè)計(jì)、測(cè)量精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、低溫環(huán)境下使用。

5.2 主要技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量指標(biāo) 

  

測(cè)量要素

范圍

分辨力

zui大允許誤差

總輻射

0~1400W/m2

5W/ m2

±10%(日累計(jì))

反射輻射

0~1400W/m2

5W/ m2

±10%(日累計(jì))

直接輻射

0~1400W/m2

1W/ m2

±10%(日累計(jì))

凈輻射

-200-1400W/m2

1MJ/ m2d

±0.4MJ/m2d(≤8MJ/m2d)

±5%(>8MJ/m2d)

散射輻射

0~1400W/m2

5W/ m2

±10%(日累計(jì))

 

5.3 氣候環(huán)境條件

溫度:-20℃~+50℃;

濕度:0~ 100%RH;

5.4 供電:交流供電電壓范圍200~240V,帶后備電源; 

5.5 通訊:采集器有RS-232/RS-485兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通訊口, 

5.6 存儲(chǔ):自動(dòng)站采用標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)卡,存儲(chǔ)容量16Mb,可擴(kuò)充至512 Mb,至少存儲(chǔ)1個(gè)月的整點(diǎn)數(shù)據(jù)。

5.7 時(shí)鐘精度:月走時(shí)誤差不大于30秒。

 


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