Wat is een pyranometer?
Een pyranometer is een instrument dat is ontworpen om de kracht van warmte en licht van de zon te meten. Vooral gebruikt in de meteorologische velden, wordt zonnestraling geïdentificeerd met een pyranometer op een plat oppervlak. Het volledige frequentiespectrum van elektromagnetische straling geprojecteerd door de zon en ontvangen op het aardoppervlak, heeft invloed op sensoren in het apparaat, die de dichtheid van de schommelingen in het volledige veld van 180 graden rondom het instrument meet.
Een zonne-pyranometer werkt door het aantal fotonen, kleine lichteenheden, te meten die in de loop van de tijd een chemisch of fysisch apparaat beïnvloeden. Gewoonlijk is dit zeer gemakkelijk bruikbaar bij het identificeren van de ultraviolette en zichtbare lichtgolflengten van het spectrum. Pyranometers hebben meestal geen stroomvoorziening, omdat elk van de componenten in het systeem reageert op of direct wordt beïnvloed door de zonnestraling.
De meeste op chemicaliën gebaseerde pyranometers gebruiken een oplossing van fotoreactieve en warmtegevoelige chemicaliën die het totale niveau van elektromagnetische straling kunnen meten. De chemische stof zelf vereist een proces waardoor de straling herkenbaar is aan geabsorbeerd licht. Dit staat bekend als kwantumopbrengst en produceert een reactie vanwege het gebrek aan licht, waardoor elke chemische stof bruikbaar is in de pyranometer. De meest voorkomende voorbeelden van chemicaliën die in deze instrumenten worden gebruikt, zijn onder meer kaliumferrioxalaat, monochloorazijnzuur en malachietgroen leucocyanide.
Fysieke typen pyranometers omvatten bolometers, thermozuilen en fotodiodes. Bolometers gebruiken een dunne laag metaal bevestigd aan een koellichaam dat een constante temperatuur handhaaft, waardoor het apparaat zonnestralingsniveaus kan herkennen. Thermopiles zetten warmte om in elektriciteit via gekoppelde apparaten in een serie, die de spanningsoutput meten om straling te bepalen. Fotodiodes gebruiken een vergelijkbare techniek om licht om te zetten in stroom of spanning, waardoor metingen mogelijk zijn.
Het niveau van mogelijke metingen in een pyranometer varieert afhankelijk van de positie van de zon zelf. Ideale omstandigheden worden geleverd doordat de zon direct boven het hoofd is, maar bepaalde metingen kunnen vanuit verschillende hoeken worden uitgevoerd, zolang de stralingsimpact wordt geïdentificeerd. Wanneer de zon zich onder een hoek van 90 graden van het instrument bevindt, kan er geen meting worden verricht. Normale oppervlaktestraling, veroorzaakt door een hoek van 0,5 tot 60 graden van de zon, kan proportioneel worden gemeten. Wanneer de zon echter zijn hoogtepunt bereikt, direct boven het apparaat, is de meting perfect nauwkeurig.
De meeste pyranometers zijn uitgerust met een glazen koepel om de juiste richtingskenmerken te garanderen. Dit beperkt de respons tot binnen 300 tot 2.800 nanometer, de ideale meetparameters. Het heeft ook secundaire doeleinden bij het behoud van het volledige veld van 180 graden en het bieden van veiligheidsbescherming.