太阳光辐射的介绍,一、太阳光辐射简单介绍,辐射是以电磁波形式传递能量的一种方式,太阳辐射是地球表面获得热量的主要来源,也是地球表面与大气交换热量的一种形式。北京蓝阳惠通科技有限公司,联系人:,手机:,电话:,网址:http://www.newsolarsky.com,地址:北京市朝阳区常通路长楹天街星座6栋2202,QQ:3069109390
太阳辐射:能量99.9% 0.2-10μm;
紫外辐射: < 0.4μm ;
可见光辐射:0.4-0.76μm;
红外辐射: > 0.4μm;
短波辐射: 0.29-3.0μm;(能量97%气象站主要观测对象)
地球辐射:
地球表面、大气、气溶胶和云层发射的长波辐射:3.0-100.0μm;
能量99% >5.0μm;
辐射和散射辐射的测定
Kipp & Zonen从事辐射表制造的历史已有七十余年,生产的短波辐射表产品覆盖高、中、低档。CMP系列辐射表(短波辐射传感器),能够满足不同领域的不同需求。CMP系列产品符合ISO9060和IEC60904国际标准,并且已被国际气象组织(WMO)的各种科研项目所广泛采用,受到了一致的认可与好评。
CMP系列产品能够适用于从极地到沙漠的广阔环境,在气象观测、太阳能研究、全球气候研究、材料测试、建筑学、温室监测等众多领域有着广泛的应用。
CMP系列包括CMP3、CMP6、CMP10/CMP11、CMP21、CMP22共六种型号,能够满足从日常一般应用到级科学研究的需要。CMP3是CMP系列的“入门级”产品,它体积小巧、重量轻、安装简便,的4mm保护罩和全密封设计使其内部的热电偶能够避免外部环境的影响,并且能够在水下正常工作。CMP6与CMP3类似,但拥有更高的热容和双层玻璃保护罩。CMP10/CMP11则拥有质量更高的玻璃罩,对温度变化所做的温度修正精度更高,具备更快的响应速度、更高的精度,能满足更高级别应用到要求。CMP21与CMP10/CMP11类似,但拥有经过优化的独立的温度补偿器。CMP22则在CMP21的基础上换装高质量的保护罩,具备更大的光谱量程和更高的精度、稳定性。CMP3外型尺寸较小,其他辐射表外型尺寸都相同。
主要性能参数:
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CMP3 |
CMP6 |
CMP10/CMP11 |
CMP21 |
CMP22 |
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ISO标准等级 |
2级(Second Class) |
1级 (First Class) |
次基准(Secondary Standard) |
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光谱波长(50%点) |
300~2800nm |
285~2800nm |
285~2800nm |
285~2800nm |
200~3600nm |
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热辐射偏移(200W/m²) |
<12W/m² |
<7W/m² |
<7W/m² |
<3W/m² |
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温度偏移(5K/h) |
<5W/m² |
<4W/m² |
<2W/m² |
<2W/m² |
<1W/m² |
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方向误差 (在80º,1000W/m2时) |
<20W/m² |
<10W/m² |
<10W/m² |
<5W/m² |
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(-10℃~40℃) |
<4% (-10℃~40℃) |
<1% (-10℃~40℃) |
<1% (-20℃~50℃) |
±0.5% (-20℃~50℃) |
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非稳定性(年变化) |
<1% |
<1% |
<0.5% |
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非线形误差(100~1000W/m2) |
<1% |
<0.2% |
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倾斜误差(0~90°,1000W/m2) |
<3% |
<1% |
0.2% |
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<0.2° |
<0.1° |
<0.1° |
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响应时间(63%) |
<6s |
<1.7s |
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响应时间(95%) |
<18s |
<5s |
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大辐射强度 |
2000W/m² |
4000W/m² |
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灵敏度 |
7~14μV/W/m² |
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阻抗 |
20~200Ω |
10~100Ω |
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信号输出(0~1500W/m2) |
0~30mV |
0~20mV |
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光谱选择性(350~1500nm) |
<3% |
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视角 |
180° |
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工作环境 |
-40℃~80℃,0~RH |
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防护等级 |
IP67 |
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应用领域 |
气象站日常测量、现场测试 |
高精度水文网测量、温室气候监测等 |
气象网络、 热量监测、材料测试等 |
气象网络、极端恶劣环境下的测量 |
要求高精度高可靠性的科学研究 |
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CMP带标准10米电缆,也可以选择25米或50米的电缆。 CMP21和CMP22可选择标准的10k热敏电阻或PT-100作为其内部的温度传感器。 以上各表也可以作为散射辐射表,需加配置跟踪器或CM121B散射遮挡环。 以上各表作为辐射与散射测量时均可根据环境需要配置加热通风罩CVF4。 从出厂开始计算,可提供五年质保。 |
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尺寸图:
9.2 SMP系列智能辐射表
SMP系列智能型短波辐射表是荷兰Kipp &Zonen公司新推出的一种用于测量短波辐射的系列产品,配备有智能型接口,能够提供标准输出,能耗极低,方便易用。
SMP系列短波辐射表基于Kipp&Zonen经典的CMP系列短波辐射表改进而来,青出于蓝而胜于蓝,性能优异、工艺精良。相较于以往的CMP系列短波辐射表,SMP系列增加了智能型数字信号处理接口,能够提供标准化的工业模拟输出信号。输出范围可由程序设定,使得安装和重复校准变得简单易用。
通过设置软件可以方便的获得仪器型号、序列号、仪器设置、历史记录、状态信息等。
智能型探头的特点:
都配有Modbus协议的双线RS-485接口,接口支持Modbus数据通讯协议,可以直接接入基于RTU、PLC和SCADA的系统以及工业网络和控制器之中。
每种辐射表分根据模拟输出类型分为:
-V 0~1V电压输出
-A 4~20mA电流输出
标准化的模拟输出,确定的量程,无需输入灵敏度,可方便的现场更换,可以很容易地接入当前绝大多数的数据采集器,。
内置温度探头,数字多项式函数,可对热电堆探测器做温度灵敏性校正。
智能接口使得输出标准化,降低了响应时间。
所有的输出接口都具有短路和供电反接保护功能。
传感器标配10m高品质电缆。
SMP系列产品的能耗极低,由此导致的内部升温不会对热电堆探测器的性能造成影响。传感器内置水平泡和调平脚垫,使得仪器的安装十分简便。即插即用的太阳防辐射罩能够降低太阳光对仪器本身的加热,使测量数据更加准确。
目前,CMP系列所有型号都拥有对应的SMP系列的型号,性能指标完全相同。
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SMP3 |
SMP6 |
SMP11/SMP10 |
SMP21 |
SMP22 |
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响应时间(95%) |
18秒 |
18秒 |
5秒 |
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热辐射偏移(200W/m²) |
±15W/m² |
±15W/m² |
±7W/m² |
±7W/m² |
±3W/m² |
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温度偏移(5K/hr) |
±5W/m² |
±4W/m² |
±2W/m² |
±2W/m² |
±1W/m² |
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年误差 |
±1% |
±1% |
±0.5% |
±0.5% |
±0.5% |
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线形误差1000W/m2 |
±2.5% |
±1% |
±0.5% |
±0.2% |
±0.2% |
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方向误差 (80º,1000W/m²时) |
±20W/m² |
±20W/m² |
±10W/m² |
±10W/m² |
±5W/m² |
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灵敏度的温度依存度 |
±5% (-10~40℃) |
±4% (-10~40℃) |
±1% (-10~40℃) |
±0.5% (-20~50℃) |
±0.5% (-20~50℃) |
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倾斜误差 |
±3% |
±1% |
±0.2% |
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灵敏度 |
5~20μV/W/m² |
5~16μV/W/m² |
7~14μV/W/m² |
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阻抗 |
20~200Ω |
10-100Ω |
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水平精度 |
1º |
0.5º |
0.1º |
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工作温度 |
-40~80℃ |
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光谱范围(50%点) |
310~2800nm |
200~3600nm |
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信号输出 |
0~1V/4-20mA/RS-485 |
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大辐射强度 |
2000W/m² |
4000W/m² |
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预期日累计误差 |
±10% |
±5% |
±2% |
±2% |
±1% |
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3、净辐射
CNR4是Kipp&Zonen推出的净辐射传感器。作为CNR1净辐射传感器的升级产品,CNR4在产品性能以及易用性方面有了进一步的提升。
CNR4采用符合ISO 9060:1990标准的二级短波辐射表作为短波辐射传感器,同时还配有2个长波辐射传感器。仪器采用全新设计的结构外形,4个辐射传感器与仪器本身有机整合为一体,外形更加小巧、轻便,为用户的使用带来更多的方便。
CNR4标配有Pt-100铂电阻和10K热敏电阻,用于测量仪器的内部温度,对所测量的辐射数据进行补偿修正,从而使测量数据更加准确、可靠。它配备的防水电缆使其能够避免降水或水汽对设备产生的不利影响。用户可以为CNR4选配具备加热功能的CNF4通风装置,不仅能够保证净辐射传感器周围环境的空气流通,进一步减小温度对测量产生的影响,而且其自带的加热装置能够有效融化覆盖在设备上的积雪、凝霜等,保证设备正常工作。CNR4配有水平泡,使仪器的安装、使用与维护都非常方便。同时其使用的可拆卸安装支架为运输和使用都提供了极大的便利。
主要技术参数
输出:4个输出,分别是向上的短波、向下的短波以及向上的长波和向下的长波
光谱范围:短波300~2800nm,长波4.5~42μm
灵敏度:5~20μV/W/m2(短波);5~15μV/W/m2(长波)
响应时间:<6s(63%);<18s(95%)
非线性误差:<1%
非稳定性(年变化):<2%
温度依赖灵敏度:<5%
温度响应:<5%(-10℃~40℃)
定向响应:<20W/m2(<80°,1000W/m2)
水平泡精度:<0.2°
工作环境:-40℃~80℃,0~RH
视角:短波辐射传感器180º,长波辐射传感器向下150º,长波辐射传感器向上180º
辐射表内置的温度传感器:10K的热敏电阻和PT-100 铂电阻
安装支架:螺丝旋紧,螺丝直径为16mm,长350mm
标准电缆长度:10m
可选电缆长度:20m,50m
防护等级:IP67
重量:850g
4、长波辐射
当今市场上优科研级长波辐射表
灵敏度的温度依存性低
窗口加热偏移非常低
可靠的全天候特性
有方便安装和重新校准的连接器
CGR4长波辐射表是一款优科研级测量仪器。其特别设计的弯月面圆顶构造,能实现180º视角范围内的测量,方向响应误差可忽略不计。圆顶外侧涂有一层硬碳涂层,使光谱响应流畅并且还能够保护硅表面。此外,圆顶构造使其具有的热稳定性,与仪器主体部分相耦合,能够满足圆顶温度测量或圆顶遮蔽需求。CGR4可加装CVF 3通风装置,进一步提高性能。
黄色信号电缆配有一个防水插座,其与防水插头之间的预接线长度有多种可选。
内部集成式气泡水准仪被提升到外壳顶部,这样您可以在不拆除已重新设计的搭扣式遮阳罩的情况下查看气泡水准仪,同时还遮盖住了连接器。连接器的触点为镀金类型,可方便交换和重新校准。使用的干燥盒为旋入式,方便拆除,并且填充方便,包内还装有更换用的干燥剂
SGR4内置干燥剂可以使用10年。
Modbus®接口,模拟放大输出,提高响应时间和温度修正测量数据。长波净辐射和向下辐射值可以用mosbus协议输出。宽范围的低功耗供电范围在5~30VDC,便于集成在气象站和太阳能辐射站。
SmartExplorer Windows™软件可以记录数据、显示数据和传感器Modbus®地址设置。
1. 规格
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CGR4 |
SGR4 |
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光谱范围 |
4500 to 42000 nm |
4400 to 50000 nm |
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灵敏度 |
5 to 15 µV/W/m² |
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窗口加热偏移 |
< 4 W/m² |
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响应时间 |
18 s |
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零点偏移B |
< 2 W/m² |
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灵敏度的温度依存性 (-20°C~+50°C) |
< 1 % |
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工作温度范围 |
-40 to +80 °C |
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净辐照范围 |
-250 to + 250 W/m² |
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视角 |
180 ° |
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非线性误差 |
< 1 % |
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模拟量输出 |
- |
4 to 20 mA / 0 to 1 V |
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数字输出 |
- |
2线485 |
5、紫外辐射
Kipp&Zonen CUV5宽波段紫外辐射传感器是原CUV4的升级型号,主要应用于气象观测、材料测试、照明监测以及用太阳模拟器进行的老化实验等领域。CUV5在继承原CUV4高品质的基础之上,改进了玻璃保护罩,采用了对UVB具有更好穿透性的材料制作,并进一步提高了灵敏度(尤其是小于300nm的波长)。高品质的保护罩和散射器为CUV5提供了优异的方向灵敏度,传感器能够以坐标曲线的方式直观显示测量数据。全密封的防水设计既使其能够在各种恶劣环境下正常工作,也使仪器的安装、维护工作变得十分方便。CUV5标配10米电缆,同时,您也可以根据需要选配25米或50米的电缆。需要用户注意到是,CUV5并不适合于测量某一特定波长的紫外辐射,如UV-A、UV-B、UV-E等。如需对这些特定紫外辐射进行测量,我们您选用Kipp&Zonen的UVS系列紫外辐射传感器。
SUV5智能型紫外辐射传感器提供Modbus®接口和放大模拟输出,可以提供更快速的响应时间和温度修正测量数据。供电范围从5到30 VDC,更易于集成在气象和工业应用中。
主要技术参数
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CUV5 |
SUV5 |
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光谱波长 |
280~400nm |
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输出范围 |
0~400 W/m2 |
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灵敏度 |
300~500μV/W/m2 |
1mv/W/ m2 |
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大辐射强度 |
400W/m2 |
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响应时间 |
<1s |
< 0.1 s |
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方向误差 |
<5%(70°时) |
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非稳定性(年变化) |
<5% |
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非线性 |
<1% |
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温度依赖性 |
-0.1%/℃ |
- |
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阻抗 |
10 kΩ |
- |
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工作温度 |
-40℃~80℃ |
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模拟量输出 |
- |
4 to 20 mA / 0 to 1 V |
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数字量输出 |
- |
2-wire RS-485 Modbus |
6、日照时数测量
Kipp & Zonen公司出品的CSD3日照时数传感器用于连续测量日照时数。仪器本身没有移动部件、耗电量低,能够胜任野外的长期观测使用。其使用三个特殊设计的光电二极管,在有太阳(直接辐射强度>120W/m2)的时候进行观测计算。CSD3内置加热器可以防止雨雪、霜降等对观测产生的不利影响,也可以根据实际需要选择内部温度调节装置。
CSD3日照时数传感器既可以广泛应用在天气观测网络、农业研究等领域,也可以为旅游度假区的环境信息服务提供每日的日照时数。此外,还可将其集成到智能化楼宇的环境控制系统中,来检测内部光照时间与强度。
主要性能参数:
光谱波长:400~1100nm
有日照输出:1.0±0.1如果直接辐射>120w/m2
无日照输出:0.0-0.1V如果直接辐射<120w/m2
日照时数精度:>90%
直接辐射输出:1mV/W/m2
直接输出精度:晴空 >90%
非稳定性(年误差):<2%/年
响应时间:<1ms
阻抗:1kΩ
供电:9~15VDC,0.1W
加热:9~15VDC,1W(防露),10W(防雪)
工作环境:-40~70℃,0~ RH
电缆:15m(标配),25m(可选)
重量:930g