Сетевой радиометр - Net radiometer

А чистый радиометр это тип актинометр используется для измерения сеть радиация (NR) на поверхности Земли для метеорологических приложений. Название net radiometer отражает тот факт, что он измеряет разницу между нисходящей / входящей и восходящей / исходящей радиацией с Земли. Чаще всего используется в области экофизиология.

Четырехкомпонентный сетчатый радиометр, показывающий основные компоненты прибора: 2 пиранометра (с куполами, один виден справа вверх, а второй справа направлен вниз, скрытый белым радиационным экраном над ним) и 2 пиргеометра (плоские окна, снова один видимый ( лицом вверх) и один закрытый (лицом вниз)). Размеры: диаметр купола пиранометра 20 мм.

Принцип работы

Сетевой радиометр основан на датчике термобатареи, теплые соединения которого находятся в тепловом контакте с приемником, а верхние холодные соединения находятся в тепловом контакте с нижним приемником. Разница температур между двумя приемниками пропорциональна чистому облучению. Разница температур между горячим и холодным спаем преобразуется в напряжение за счет эффекта Зеебека. Два ресивера изготовлены из части тефлона со сферическим покрытием. Конкретная форма двух приемников обеспечивает отклик в соответствии с косинусом. Покрытие Teflon®, а также возможность установки вне помещений в течение длительного времени без риска повреждения, может иметь постоянный спектральный отклик от ультрафиолета (200 нм) до дальнего света. инфракрасный (100 мкм).

Установка и монтаж сеточного радиометра для измерения общей освещенности

Чтобы обеспечить регулярную очистку двух принимающих поверхностей, LP NET 07 следует устанавливать в легко доступных местах. Поверхности можно мыть чистой водой или чистым этиловым спиртом. Установите инструмент так, чтобы на него не падала тень в любое время дня и сезона от препятствий, таких как здания, деревья или других препятствий. В СЕВЕРНОМ полушарии сетевой радиометр обычно ориентирован на ЮГ, в то время как он должен быть ориентирован СЕВЕРНЕЕ, в ЮЖНОМ полушарии. Прибор должен быть установлен на высоте не менее 1,5 м над землей. Обратите внимание на то, что поток на нижнем приемнике представляет собой круговую зону с радиусом в 10 раз превышающим высоту. При установке сеточного радиометра по возможности избегайте касания поверхностей приемной сетки-радиометра.

Терминология

Хотя существует много типов сетевых радиометров, 4-х компонентная конструкция в настоящее время наиболее популярна для научных приложений.

Четырехкомпонентный сетчатый радиометр предназначен для измерения 4 отдельных компонентов радиационного баланса поверхности: SW_в прямое поступающее коротковолновое излучение, SW_из или отраженное коротковолновое излучение, ДВ_в рассеянное длинноволновое излучение неба и LW_из длинноволновое излучение, испускаемое земной поверхностью. В сетевых радиометрах коротковолновое излучение измеряется с помощью пиранометры которые измеряют входящие коротковолновое излучение и отраженное коротковолновое излучение (альбедо ), и длинноволновое излучение измеряется пиргеометры. Рабочий диапазон пиранометров составляет от 300 до 2800 нм, а пиргеометров - от 4500 до 100000 нм.

Поверхность верхнего приемника измеряет прямое солнечное излучение плюс рассеянное излучение и более длинноволновое излучение, испускаемое с неба (облака), а нижняя приемная область измеряет солнечное излучение, отраженное от земли (альбедо), и длины волн излучения. испускается из земли. Инструмент разработан и сконструирован для использования на открытом воздухе в любых погодных условиях. Помимо использования в метеорологии для измерения баланса энергии, его можно использовать в помещении для измерения лучистой температуры (ISO 7726).

Поперечный разрез четырехкомпонентного сеточного радиометра, показывающий основные компоненты прибора: (1) SW_в датчик солнечного излучения или пиранометр, (2) LW_в датчик дальнего инфракрасного излучения или пиргеометр, (3) радиационный экран, (4) узел выравнивания для Икс и у ось, блок плюс болты для Икс-регулировка оси (5) узел выравнивания для Икс и у ось, горизонтальный стержень, (6) соединительный корпус, содержащий датчик температуры Pt100, нагреватель и отверстие для собственного датчика температуры пользователя (добавить кабельный ввод M8), (7) LW_из датчик дальнего инфракрасного излучения или пиргеометр, (8) узел выравнивания для Икс и у ось, болты для у-регулировка оси, (9) SW_из датчик солнечного излучения или пиранометр.

Расчеты

ПРИМЕЧАНИЕ: следующие формулы имеют Т в кельвины. Добавьте 273,16, чтобы преобразовать температуру в градусы Цельсия.

U выходное напряжение датчика, E это излучение на поверхности сенсора, вверх = прибор направленный вверх, вниз = прибор направленный вниз, SW = коротковолновое или солнечное излучение, LW = длинноволновое или дальнее инфракрасное (FIR ) излучение, in = входящее, out = исходящее, Т = температура, NR = чистое излучение.

ЮЗ_в = U_{пирано, вверх} / E_{пирано, вверх}

ЮЗ_из = U_{пирано, вниз} / E_{пирано, вниз}

LW_в = (U_{пиргео, вверх} / E_{пиргео, вверх}) + 5.67×10⁻⁸ Т_пиргео⁴

LW_из = (U_{пиргео, вниз} / E_{пиргео, вниз}) + 5.67×10⁻⁸ Т_пиргео⁴

ПРИМЕЧАНИЕ: в LW_сеть температура прибора отменяется:

LW_сеть = (U_{пиргео, вверх} / E_{пиргео, вверх}) - (U_{пиргео, вниз} / E_{пиргео, вниз})

ЮЗ_сеть = (U_{пирано, вверх} / E_{пирано, вверх}) - (U_{пирано, вниз} / E_{пирано, вниз})

NR = SW_сеть + LW_сеть

Специальные параметры, которые можно вычислить:

ЮЗ_{альбедо} = SW_в / SW_из

Т_{поверхность} = (LW_из / 5.67×10⁻⁸)^1/4

Т_небо = (LW_в / 5.67×10⁻⁸)^1/4

ЮЗ_{альбедо} и Т_{поверхность} должны быть оценены из других источников, и NR можно рассчитать, используя их плюс SW._в и LW_в измерения.

ЮЗ_{альбедо} обычно предполагается постоянной величиной, которая обычно берется из местных спутниковых наблюдений; Т_{поверхность} часто можно рассчитать на основе измерений температуры воздуха или земли.

использование

Сеточные радиометры часто используются в метеорология, климатология, солнечная энергия учеба и строительная физика. Их можно увидеть на многих метеорологических станциях, обычно установленных горизонтально.

Стандартизация

Сетевые радиометры не стандартизированы.

Пример бескупольного сеточного радиометра. Датчик содержит два датчика с черной поверхностью (второй не виден) и имеет единственный выходной сигнал, представляющий общее чистое излучение. Этот прибор обычно используется для измерения чистого излучения с меньшей точностью.

Смотрите также

внешняя ссылка

Технические характеристики, чертежи и изображения любезно предоставлены компанией Hukseflux Thermal Sensors, www.Hukseflux.com
Технические характеристики любезно предоставлены Delta OHM www.deltaohm.com
www.kippzonen.com