太阳光辐射测量

发布时间:2016-12-19

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:

 

CMP3

CMP6

CMP10/CMP11

CMP21

CMP22

ISO标准等级

2级(Second Class)

1级

(First Class)

次基准(Secondary Standard)

光谱波长(50%点)

300~2800nm

285~2800nm

285~2800nm

285~2800nm

200~3600nm

热辐射偏移(200W/m²)

<15W/m²

<12W/m²

<7W/m²

<7W/m²

<3W/m²

温度偏移(5K/h)

<5W/m²

<4W/m²

<2W/m²

<2W/m²

<1W/m²

方向误差

(在80º,1000W/m2时)

<20W/m²

<20W/m²

<10W/m²

<10W/m²

<5W/m²

温度响应

<5%

(-10℃~40℃)

<4%

(-10℃~40℃)

<1%

(-10℃~40℃)

<1%

(-20℃~50℃)

±0.5%

(-20℃~50℃)

非稳定性(年变化)

<1%

<1%

<0.5%

非线形误差(100~1000W/m2)

<1.5%

<1%

<0.2%

倾斜误差(0~90°,1000W/m2)

<3%

<1%

0.2%

水平泡精度

<0.2°

<0.1°

<0.1°

响应时间(63%)

<6s

<1.7s

响应时间(95%)

<18s

<5s

大辐射强度

2000W/m²

4000W/m²

灵敏度

5~20μV/W/m²

7~14μV/W/m²

阻抗

20~200Ω

10~100Ω

信号输出(0~1500W/m2)

0~30mV

0~20mV

光谱选择性(350~1500nm)

<3%

视角

180°

工作环境

-40℃~80℃,0~RH

防护等级

IP67

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

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。

 

 

 

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:

-V   0~1V电压输出

-A   4~20mA电流输出

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。

 

SMP3

SMP6

SMP11/SMP10

SMP21

SMP22

响应时间(95%)

18秒

18秒

5秒

热辐射偏移(200W/m²)

±15W/m²

±15W/m²

±7W/m²

±7W/m²

±3W/m²

温度偏移(5K/hr)

±5W/m²

±4W/m²

±2W/m²

±2W/m²

±1W/m²

年误差

±1%

±1%

±0.5%

±0.5%

±0.5%

线形误差1000W/m2

±2.5%

±1%

±0.5%

±0.2%

±0.2%

方向误差

(80º,1000W/m²时)

±20W/m²

±20W/m²

±10W/m²

±10W/m²

±5W/m²

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℃)

倾斜误差

±3%

±1%

±0.2%

灵敏度

5~20μV/W/m²

5~16μV/W/m²

7~14μV/W/m²

阻抗

20~200Ω

10-100Ω

水平精度

0.5º

0.1º

工作温度

-40~80℃

光谱范围(50%点)

310~2800nm

200~3600nm

信号输出

0~1V/4-20mA/RS-485

大辐射强度

2000W/m²

4000W/m²

预期日累计误差

±10%

±5%

±2%

±2%

±1%

 

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

1. 规格

 

CGR4

SGR4

光谱范围

4500 to 42000 nm

4400 to 50000 nm

灵敏度

5 to 15 µV/W/m²

窗口加热偏移

< 4 W/m²

响应时间

18 s

零点偏移B

< 2 W/m²

灵敏度的温度依存性

(-20°C~+50°C)

< 1 %

工作温度范围

-40 to +80 °C

净辐照范围

-250 to + 250 W/m²

视角

180 °

非线性误差

< 1 %

模拟量输出

-

4 to 20 mA / 0 to 1 V

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

 

CUV5

SUV5

光谱波长

280~400nm

输出范围

0~400 W/m2

灵敏度

300~500μV/W/m2

1mv/W/ m2

大辐射强度

400W/m2

响应时间

<1s

< 0.1 s

方向误差

<5%(70°时)

非稳定性(年变化)

<5%

非线性

<1%

温度依赖性

-0.1%/℃

-

阻抗

10 kΩ

-

工作温度

-40℃~80℃

模拟量输出

-

4 to 20 mA / 0 to 1 V

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

 

 

 

 


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