Čistý radiometr - Net radiometer


A čistý radiometr je typ aktinometr slouží k měření síť záření (NR) na zemském povrchu pro meteorologické aplikace. Název čistého radiometru odráží skutečnost, že měří rozdíl mezi sestupným / příchozím a vzestupným / odchozím zářením ze Země. Nejběžněji se používá v oblasti ekofyziologie.

4komponentní síťový radiometr zobrazující hlavní součásti přístroje: 2 pyranometry (s kupolemi, jeden viditelný vpravo nahoru a druhý vpravo dolů zakrytý bílým radiačním štítem nad ním) a 2 pyrgeometry (plochá okna, opět jeden viditelný ( směrem nahoru) a jeden zakrytý (směrem dolů)). Rozměry: průměr kopule pyranometru je 20 mm.

Pracovní princip

Čistý radiometr je založen na termočlánkovém senzoru, jehož teplé klouby jsou v tepelném kontaktu s přijímačem, zatímco horní chladné klouby jsou v tepelném kontaktu s dolním přijímačem. Teplotní rozdíl mezi těmito dvěma přijímači je úměrný čistému ozáření. Teplotní rozdíl mezi horkým a studeným spojem se převádí na napětí Seebeckovým efektem. Dva přijímače jsou vyrobeny z části sféricky potaženého Teflonu®. Zvláštní forma těchto dvou přijímačů poskytuje odezvu v souladu s kosinem. Teflonový povlak, který umožňuje dlouhodobou venkovní instalaci bez rizika poškození, může mít konstantní spektrální odezvu od ultrafialového záření (200 nm) až po daleko infračervené (100 μm).

Instalace a montáž síťového radiometru pro měření celkové ozáření

Aby bylo možné pravidelně čistit dva přijímací povrchy, měl by být LP NET 07 namontován na snadno přístupných místech. Povrchy lze umýt čistou vodou nebo čistým ETHIL alkoholem. Namontujte nástroj tak, aby na něj nebyl vrhán žádný stín v kteroukoli denní dobu a roční období, od překážek, jako jsou budovy, stromy nebo jiné překážky. SEVERNÍ polokoule, síťový radiometr je obvykle orientován na JIH, zatímco by měl být orientován na SEVER, na JIŽNÍ polokouli. Přístroj by měl být namontován ve výšce nejméně 1,5 m nad zemí. Pamatujte, že průtok na spodním přijímači je reprezentativní pro kruhovou oblast s poloměrem 10násobku výšky. Při instalaci radiometru sítě se pokud možno nedotýkejte povrchů radiometru přijímajícího síť.

Terminologie

Ačkoli existuje mnoho typů síťových radiometrů, čtyřsložkový design je v současné době nejoblíbenější pro vědecké aplikace.

4komponentní síťový radiometr slouží k měření 4 samostatných složek bilance povrchového záření: SWv přímé příchozí krátkovlnné záření, SWven nebo odražené krátkovlnné záření, LWv rozptýlené dlouhovlnné záření z oblohy a LWven dlouhovlnné záření vyzařované povrchem země. V síťových radiometrech se krátkovlnné záření měří pomocí pyranometry které měří příchozí krátkovlnné záření a odražené krátkovlnné záření (albeda ), a dlouhovlnné záření se měří pomocí pyrgeometry. Pracovní rozsah pyranometrů je vlnová délka 300 až 2 800 nm a rozsah pyrgeometrů je vlnová délka 4500 až 100 000 nm.

Povrch horního přijímače měří přímé sluneční záření plus difuzní a záření při delších vlnových délkách vyzařovaných z oblohy (mraky), zatímco spodní přijímací oblast měří sluneční záření odražené od země (albedo) a vlnové délky záření emitované ze Země. Přístroj je navržen a vyroben pro použití venku za jakýchkoli povětrnostních podmínek. Kromě použití v meteorologii k měření energetické bilance může být použit v interiéru pro měření radiační teploty (ISO 7726).

Průřez čtyřkomponentního síťového radiometru zobrazující hlavní součásti přístroje: (1) SWv snímač slunečního záření nebo pyranometr, (2) LWv snímač infračerveného záření nebo pyrgeometr, (3) radiační štít, (4) vyrovnávací sestava pro X a y osa, blok plus šrouby pro X-nastavení osy (5) nivelační sestava pro X a y osa, vodorovná tyč, (6) připojovací těleso, obsahující teplotní čidlo Pt100, ohřívač a otvor pro vlastní teplotní čidlo (doplňte kabelovou průchodku M8), (7) LWven snímač infračerveného záření nebo pyrgeometr, (8) vyrovnávací sestava pro X a y osa, šrouby pro y-osové nastavení, (9) SWven senzor slunečního záření nebo pyranometr.

Výpočty

POZNÁMKA: následující vzorce mají T v kelvinů. Přidejte 273,16 pro převod na teplotu ve stupních Celsia.

U je napěťový výstup senzoru, E je záření na povrchu snímače, nahoru = přístroj směřující nahoru, dolů = přístroj směřující dolů, SW = krátkovlnné nebo sluneční záření, LW = dlouhovlnné nebo vzdálené infračervené záření (JEDLE ) záření, příchozí = příchozí, odchozí = odchozí, T = teplota, NR = čisté záření.

SWv = Upyrano, nahoru / Epyrano, nahoru

SWven = Upyrano, dolů / Epyrano, dolů

LWv = (Upyrgeo, nahoru / Epyrgeo, nahoru) + 5.67×10−8 Tpyrgeo4

LWven = (Upyrgeo, dolů / Epyrgeo, dolů) + 5.67×10−8 Tpyrgeo4

POZNÁMKA: v LWsíť teplota přístroje je zrušena:

LWsíť = (Upyrgeo, nahoru / Epyrgeo, nahoru) - (Upyrgeo, dolů / Epyrgeo, dolů)

SWsíť = (Upyrano, nahoru / Epyrano, nahoru) - (Upyrano, dolů / Epyrano, dolů)

NR = SWsíť + LWsíť

Speciální parametry, které lze odvodit:

SWalbeda = SWv / SWven

Tpovrch = (LWven / 5.67×10−8)1/4

Tnebe = (LWv / 5.67×10−8)1/4

SWalbeda a Tpovrch musí být odhadnuta z jiných zdrojů a NR lze vypočítat pomocí těchto plus SWv a LWv Měření.

SWalbeda typicky se předpokládá, že je konstanta, obvykle převzatá z místních satelitních pozorování; Tpovrch lze často vypočítat z měření teploty vzduchu nebo teploty země.

Používání

Čisté radiometry se často používají v meteorologie, klimatologie, solární energie studia a stavební fyzika. Mohou být vidět na mnoha meteorologických stanicích - obvykle jsou instalovány vodorovně.

Standardizace

Síťové radiometry nejsou standardizovány.

Příklad bezdomovcového síťového radiometru. Senzor obsahuje dva senzory s černým povrchem (druhý není viditelný) a má jediný výstupní signál představující celkové čisté záření. Tento přístroj se obvykle používá pro měření čisté radiace v síti s nižší přesností.

Viz také

Reference

externí odkazy