Hvad er et pyranometer?
Et pyranometer er et instrument designet til at måle styrken i varmen og lyset fra solen. Solstråling identificeres primært i de meteorologiske felter med et pyranometer placeret på en plan overflade. Det fulde frekvensspektrum af elektromagnetisk stråling projiceret af solen og modtaget på jordens overflade påvirker sensorer inden i enheden, som måler tætheden af svingningerne i det fulde felt på 180 grader, der omgiver instrumentet.
Et solpyranometer fungerer ved at måle antallet af fotoner, små lysenheder, der påvirker enten en kemisk eller fysisk enhed i instrumentet over tid. Normalt er dette mest nyttigt til at identificere de ultraviolette og synlige lysbølgelængder af spektret. Pyranometre er generelt ikke tilsluttet, da hver af komponenterne i systemet enten reagerer på eller påvirkes direkte af solstrålingen.
De fleste kemisk-baserede pyranometre bruger en opløsning af fotoreaktive og varmefølsomme kemikalier, der kan måle det samlede niveau af elektromagnetisk stråling. Kemikaliet kræver i sig selv en proces, hvor strålingen kan identificeres fra absorberet lys. Dette er kendt som kvanteudbytte og frembringer en reaktion på grund af manglen på lys, hvilket gør hvert kemikalie nyttigt i pyranometeret. De mest almindelige eksempler på kemikalier, der bruges i disse instrumenter, inkluderer kaliumferrioxalat, monochloreddikesyre og malachitgrønt leucocyanid.
Fysiske typer af pyranometre inkluderer bolometre, termopile og fotodioder. Bolometre bruger et tyndt lag metal, der er fastgjort til en køleplade, som opretholder en konstant temperatur, så enheden kan genkende solstrålingsniveauer. Termopile konverterer varme til elektricitet via koblede enheder i en serie, der måler spændingens output for at bestemme stråling. Fotodioder bruger en lignende teknik til at konvertere lys til strøm eller spænding, hvilket tillader måling.
Niveauet for mulig måling i et pyranometer varierer afhængigt af solens position selv. Ideelle forhold leveres ved, at solen er direkte overhead, dog kan visse målinger foretages fra forskellige vinkler, så længe strålingspåvirkningen identificeres. Når solen er placeret i en 90 graders vinkel fra instrumentet, kan der ikke foretages måling. Normal overfladestråling, forårsaget af, at Solen er vinklet mellem 0,5 og 60 grader, kan måles proportionalt. Når solen rammer sin højdepunkt, direkte over enheden, er målingen imidlertid perfekt.
De fleste pyranometre er udstyret med en glaskuppel for at sikre de rigtige retningsegenskaber. Dette begrænser responsen til inden for 300 til 2.800 nanometer, de ideelle måleparametre. Det har også sekundære formål med at bevare det fulde 180 graders felt og give sikkerhedsafskærmning.