太陽輻射6要素測量系統(tǒng)  太陽輻射計(jì)

型號(hào)：WH/RYQ-5

一、北京太陽輻射6要素測量系統(tǒng)整 體 說 明：

該系統(tǒng)由總輻射表、散射輻射表、直接輻射表、反射輻射表、凈全輻射表、記錄儀和組合支架組成，可全天候測量太陽輻射的五個(gè)要素，記錄儀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)7天，RS-232通訊（可轉(zhuǎn)485或擴(kuò)展成GPRS無線通信模式），上位機(jī)服務(wù)軟件嚴(yán)格按照《地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件和記錄簿表格式》進(jìn)行開發(fā)，記錄儀內(nèi)采集運(yùn)算按《地面氣象觀測規(guī)范》*監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)司相關(guān)規(guī)定進(jìn)行開發(fā)，除提供規(guī)范的月報(bào)表外還提供日報(bào)表，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（每分鐘上傳一次數(shù)據(jù)）,24小時(shí)輻射強(qiáng)度曲線，地方平均太陽時(shí)換算等諸多功能。

二、北京太陽輻射6要素測量系統(tǒng)組成：

序號(hào)

名稱

套

1HT 數(shù) 據(jù) 采 集 器（5路）1

2總輻射表1

3散射輻射表1

4直接輻射表1

5凈全輻射表1

6反射輻射表1

7支架 1

8系統(tǒng)光盤1

三、技術(shù)參數(shù)：

● HT數(shù)據(jù)采集器

① 信號(hào)采集方式采用24位高精度AD，采集精度高、穩(wěn)定性好、線性度精準(zhǔn)。

② 采用后臺(tái)可視化軟件系統(tǒng)，提高儀器數(shù)據(jù)采集過程的透明度，使操作人員從理性理解產(chǎn)品特性。

③ 自動(dòng)生成各種表格，便于查閱。

④ 歷史數(shù)據(jù)保存時(shí)間長度可以設(shè)定，數(shù)據(jù)zui長可以保存10年以上。

⑤ 電源系統(tǒng)智能化自動(dòng)管理

⑥ 通過對(duì)上位機(jī)操作可以檢測下位機(jī)和傳感器的工況狀態(tài)，減少操作人員勞動(dòng)負(fù)荷。

⑦ 對(duì)含有正負(fù)區(qū)間信號(hào)的信號(hào)源，采集無階越失真。

⑧ 選配太陽能硅光電池充電系統(tǒng)，可以組建野外輻射測量站。

⑨ 針對(duì)客戶在軟件和硬件方面的特殊要求，可進(jìn)行二次開發(fā)zui大程度滿足客戶的特殊要求

● 總輻射表

用途　　

總輻射主要測量0.3～3.0μm光譜范圍的輻射量，其中包括水平面上的太陽輻射、天空向下的散射輻射， 以及地面對(duì)上述兩項(xiàng)輻射的反射輻射的測量。

結(jié)構(gòu)及原理 　

1．該表為熱電效應(yīng)原理：感應(yīng)元件采用繞線電鍍式熱電堆，其表面涂有高吸收率、高發(fā)射率的黑色涂層，其涂層可保證儀表的方位響應(yīng)和余弦響應(yīng)的偏差很小。熱接點(diǎn)在感應(yīng)面上，而冷結(jié)點(diǎn)則位于機(jī)體內(nèi)，冷熱接點(diǎn)產(chǎn)生溫差電勢。然后換算成輻射通量密度，在線性范圍內(nèi)，輸出信號(hào)與太陽輻射照度成正比。 　　

2．防風(fēng)玻璃半球罩的選擇：采用美國JGS３石英玻璃，在透過波長為350～2600納米的范圍內(nèi)，玻璃均勻平滑地保持0.95以上的透過率。防風(fēng)玻璃罩為雙層，內(nèi)罩對(duì)紅外波段有隔絕功能，這樣可以使輻射測量*于短波部分，內(nèi)罩同時(shí)可以隔絕外罩的紅外輻射。 　　

3．儀表內(nèi)安放了精密器件組成的集成電路，對(duì)儀器輸出的非線性進(jìn)行了補(bǔ)償，減小儀表受溫度和非線性的影響。　 　　 　　

技術(shù)參數(shù) 　　

靈敏度：7～14μV／w.m-2 　　

響應(yīng)時(shí)間：≤30秒(99％) 　　

內(nèi)阻：約350Ω 　　

精確度： ±2％ 　　

余弦響應(yīng)偏差：≤±5％(太陽高度10°) 　　

溫度特性： ±2％(-20℃～＋40℃) 　　

非線性：±2％ 　

重量：2.5kg 　　

測試范圍：O～2000W／m2 　　

信號(hào)輸出：0～20mV 　

使用安裝與維護(hù)

1．總輻射表是氣象臺(tái)站進(jìn)行輻射觀測zui常用的儀器，首先要考慮的是安裝場地的條件，要使玻璃半球罩上半部沒有障礙物遮擋，使整個(gè)半球的輻射都來自于天空，要保證障礙物不遮擋直接太陽輻射，因此在儀器的正東和正西方應(yīng)當(dāng)有較好的觀測條件。 　　

2．將輻射表水平安裝在觀測平臺(tái)上，使表輸出插頭朝北，調(diào)好水平并固定，再把總表輸出線與記錄儀連接。 　　

3．下雨及冰雹時(shí)應(yīng)停止觀測，扣上保護(hù)蓋。為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，觀測人員應(yīng)定期擦拭玻璃罩上塵土，如發(fā)現(xiàn)干燥劑硅膠粒變色應(yīng)及時(shí)更換。

● 散射輻射表

用途

總輻射中把來自太陽直射部分遮蔽后測得值稱為散射輻射或天空輻射。散射輻射檢測的仍是短波輻射．散射輻射表可用于連續(xù)測定天空的散射輻射強(qiáng)度。

結(jié)構(gòu)與原理

散射輻射表由總輻射表和遮光環(huán)裝置構(gòu)成．遮光環(huán)裝置由底板調(diào)節(jié)支架，遮光環(huán)本體三部分組成。底版支架起固定，調(diào)整，標(biāo)定南北的功能。調(diào)節(jié)支架功能有雙重性，即可以因散射輻射表的特定要求調(diào)節(jié)緯度，又可以調(diào)節(jié)赤緯角?？傒椛浔砼c遮光環(huán)裝置配裝使用時(shí)，很方便。

技術(shù)參數(shù)　　

靈 敏 度： 7～14μV／w.m-2

響應(yīng)時(shí)間： ≤30秒(99％)

內(nèi) 阻： 約350Ω

精 確 度： ±2％

余弦響應(yīng)偏差：≤±5％(太陽高度10°)

溫度特性： ±2％(-20~C～＋40℃)

非 線 性： ±2％重量：2.5kg

測試范圍： O～2000W／m2

信號(hào)輸出： 0～20mV

安裝使用與維護(hù)　

安裝：１　標(biāo)對(duì)南北　

　　  ２　調(diào)水平

　　?。场≌{(diào)節(jié)緯度

　　?。础?biāo)定赤緯角

　　?。怠≌w調(diào)整

使用：

散射輻射表使用時(shí)，在日出之前，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)支架上的調(diào)整手輪，使遮光環(huán)本體軸向移動(dòng)，移動(dòng)距離按當(dāng)日赤緯角計(jì)算的要求確定．其目的在于保證遮光環(huán)本體能夠在一天的測量中全時(shí)段地遮住太陽的直接輻射．同時(shí)應(yīng)按照相關(guān)工作規(guī)程定期xun視遮光環(huán)主體是否全部遮住總輻射表感應(yīng)面．如發(fā)現(xiàn)偏移，應(yīng)及時(shí)調(diào)整．

維護(hù)：

遮光環(huán)裝置只有調(diào)節(jié)支架是動(dòng)配合部分，雖然主體材質(zhì)都由不銹鋼制造，但在環(huán)境惡劣的地區(qū)，仍會(huì)受到污染，至使相關(guān)部件滯澀，轉(zhuǎn)距加大，不易調(diào)節(jié)．平時(shí)維護(hù)應(yīng)在調(diào)節(jié)支架上的絲杠和導(dǎo)桿上涂有潤滑脂，以保證調(diào)節(jié)支架旋轉(zhuǎn)靈活和導(dǎo)向平滑。平時(shí)可用濕布擦拭散表上的灰塵，不可用汽油和含苯的有機(jī)液體擦拭表體，以免對(duì)表體漆面造成腐蝕而影響其使用壽命．

● 直接輻射表

結(jié)構(gòu)與工作原理：

1. 該表為熱電效應(yīng)原理：感應(yīng)元件采用繞線電鍍式熱電堆，其表面涂有高吸收率、高發(fā)射率的黑色涂層，其涂層可保證儀表的方位響應(yīng)和余弦響應(yīng)的偏差很小。熱接點(diǎn)在感應(yīng)面上，而冷結(jié)點(diǎn)則位于機(jī)體內(nèi)，冷熱接點(diǎn)產(chǎn)生溫差電勢。然后換算成輻射通量密度。為了只讓太陽輻射到達(dá)感應(yīng)面，使用一個(gè)0.5°張角的遮光圓筒。遮光筒的α角為10°，內(nèi)有數(shù)層光柵，可減少光漫射。對(duì)準(zhǔn)太陽時(shí)，太陽的光恰好落在筒底的熱電堆感應(yīng)面上，熱電堆的引線通過跟蹤裝置連接到記錄儀。

2. 跟蹤裝置采用12V直流步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)有微機(jī)控制并準(zhǔn)確跟蹤太陽軌跡。

技術(shù)參數(shù)： 　　

靈敏 度：7～14μV／w.m-2 　　

響應(yīng)時(shí)間：≤30秒(99％) 　　

內(nèi) 阻：約80Ω 　　

精確 度： ±2％ 　　

跟蹤精度：96h±30s　　

溫度特性： ±2％(-20~C～＋40℃) 　　

非線 性：±2％ 　　

重 量：2.5kg 　　

測試范圍：O～2000W／m2 　　

信號(hào)輸出：0～20mV

安裝使用與維護(hù)： 　

1. 將直接輻射表的底板固定在觀測平臺(tái)上。調(diào)整水平，根據(jù)當(dāng)?shù)鼐暥却_定直接輻射表緯度盤緯度位置。 　　

2. 根據(jù)使用說明書中時(shí)差表(附表二)及當(dāng)?shù)亟?jīng)度計(jì)算出當(dāng)?shù)兀ㄕ嫣枙r(shí)），鈕動(dòng)跟蹤裝置后鈕子開關(guān)跟蹤到確定位置后，再調(diào)回到自動(dòng)跟蹤狀態(tài)。　　

3. 按使用說明書中赤緯角表(附表三)調(diào)整光筒高低。　　

4. 確定底盤方向，使光筒上校正光點(diǎn)重合，再把底盤固定牢固。 　　

以上步驟可反復(fù)操作，直至使光筒上校正光點(diǎn)重合。

● 凈全輻射表

凈輻射的觀測是地表與大氣體系輻射收支的zui終結(jié)果，是一項(xiàng)重要的輻射觀測內(nèi)容，測量的是全波段輻射。

結(jié)構(gòu)與原理：

儀器上下各有兩個(gè)防風(fēng)罩，它的材料是聚乙烯薄膜，它在3000-12000nm的長波輻射帶中也有很好的透過率，多壓制成半球形，在觀測時(shí)利用膜片泵將干燥的空氣壓入半球罩體，以保持它的外形。

儀器的感應(yīng)面分上、下兩塊黑片，利用熱電堆測得兩塊感應(yīng)面的溫差電動(dòng)勢。

技術(shù)參數(shù)：

正負(fù)靈敏度：7～14μV／w.m-2

響應(yīng)時(shí)間：≤30秒(99％)

內(nèi)阻：約350Ω

精確度： ±2％

余弦響應(yīng)偏差：≤±5％(太陽高度10°)

溫度特性： ±2％(-20℃～＋40℃)

非線性：±2％

重量：2.5kg

測試范圍：0～2000W／m2

信號(hào)輸出：-20～20mV

使用安裝與維護(hù)：

1．首先要考慮的是安裝場地的條件，使塑料半球罩上半部沒有障礙物遮擋，使整個(gè)半球的輻射都來自于天空，zui低限度要保證障礙物不遮擋直接太陽輻射，因此在儀器的正東和正西方應(yīng)當(dāng)有較好的觀測條件，地面草坪草高度不超過20cm，黃土地、沙地均可，不宜瀝青地面。

2．凈輻射表水平安裝在觀測平臺(tái)上，頭部探出20cm左右，表體南北方向放置，表輸出插頭朝下，調(diào)好水平并固定，再把凈表輸出線與記錄儀連接。

3．下雨及冰雹時(shí)應(yīng)停止觀測，扣上保護(hù)蓋。為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，觀測人員應(yīng)定期給凈表充氣，如發(fā)現(xiàn)干燥劑變色，應(yīng)及時(shí)更換。

● 反射輻射表

用途

總輻射主要測量0.3～3.0μm光譜范圍的輻射量，當(dāng)總輻射表感應(yīng)面朝下時(shí)所接受的為反射輻射。反射輻射表與總輻射表結(jié)構(gòu)參數(shù)基本相同。

結(jié)構(gòu)及原理 　

1．該表為熱電效應(yīng)原理：感應(yīng)元件采用繞線電鍍式熱電堆，其表面涂有高吸收率、高發(fā)射率的黑色涂層，其涂層可保證儀表的方位響應(yīng)和余弦響應(yīng)的偏差很小。熱接點(diǎn)在感應(yīng)面上，而冷結(jié)點(diǎn)則位于機(jī)體內(nèi)，冷熱接點(diǎn)產(chǎn)生溫差電勢。然后換算成輻射通量密度，在線性范圍內(nèi)，輸出信號(hào)與太陽輻射照度成正比。 　　

2．防風(fēng)玻璃半球罩的選擇：采用美國JGS３石英玻璃，在透過波長為350～2600納米的范圍內(nèi)，玻璃均勻平滑地保持0.95以上的透過率。防風(fēng)玻璃罩為雙層，內(nèi)罩對(duì)紅外波段有隔絕功能，這樣可以使輻射測量*于短波部分，內(nèi)罩同時(shí)可以隔絕外罩的紅外輻射。 　　

3．儀表內(nèi)安放了精密器件組成的集成電路，對(duì)儀器輸出的非線性進(jìn)行了補(bǔ)償，減小儀表受溫度和非線性的影響。　 　　 　　

技術(shù)參數(shù) 　　

靈敏度：7～14μV／w.m-2 　　

響應(yīng)時(shí)間：≤30秒(99％) 　　

內(nèi)阻：約350Ω 　　

精確度： ±2％ 　　

余弦響應(yīng)偏差：≤±5％(太陽高度10°) 　　

溫度特性： ±2％(-20℃～＋40℃) 　　

非線性：±2％ 　

重量：2.5kg 　　

測試范圍：O～2000W／m2 　　

信號(hào)輸出：0～20mV 　

使用安裝與維護(hù)

1．總輻射表是氣象臺(tái)站進(jìn)行輻射觀測zui常用的儀器，首先要考慮的是安裝場地的條件，要使玻璃半球罩上半部沒有障礙物遮擋，使整個(gè)半球的輻射都來自于天空，要保證障礙物不遮擋直接太陽輻射，因此在儀器的正東和正西方應(yīng)當(dāng)有較好的觀測條件。 　　

2．將輻射表水平安裝在觀測平臺(tái)上，使表輸出插頭朝北，調(diào)好水平并固定，再把總表輸出線與記錄儀連接。 　　

3．下雨及冰雹時(shí)應(yīng)停止觀測，扣上保護(hù)蓋。為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，觀測人員應(yīng)定期擦拭玻璃罩上塵土，如發(fā)現(xiàn)干燥劑硅膠粒變色應(yīng)及時(shí)更換。

四、通訊與用電

通訊接口:標(biāo)準(zhǔn)RS232計(jì)算機(jī)通訊口。

供電方式:市電或12v直流電，同時(shí)可選配太陽能電池等供電方式。

存儲(chǔ)能力:下位機(jī)循環(huán)保存數(shù)據(jù)，系統(tǒng)服務(wù)軟件存儲(chǔ)時(shí)間長度可設(shè)定，zui長10年。

五、使用環(huán)境

工作環(huán)境要求:-40℃～+50℃。

六、包裝與運(yùn)輸

該系統(tǒng)發(fā)貨時(shí)為木質(zhì)外殼包裝，支架為纏縛包裝，運(yùn)輸是中國鐵路快運(yùn)系統(tǒng)，如貴處鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)不能到達(dá)，請于采購時(shí)特別說明。