Hva er et pyranometer?
Et pyranometer er et instrument designet for å måle kraften i varmen og lyset fra sola. Solstrålingen brukes hovedsakelig i de meteorologiske feltene og identifiseres med et pyranometer plassert på en flat overflate. Hele frekvensspekteret av elektromagnetisk stråling projisert av solen og mottatt på jordens overflate påvirker sensorer i enheten, som måler tettheten av svingningene i det hele feltet på 180 grader som omgir instrumentet.
Et solpyranometer fungerer ved å måle antall fotoner, små lysenheter, som påvirker enten en kjemisk eller fysisk enhet i instrumentet over tid. Vanligvis er dette lettest nyttig for å identifisere de ultrafiolette og synlige lysbølgelengdene til spekteret. Pyranometre er vanligvis uten strøm, da hver av komponentene i systemet enten reagerer på eller påvirkes direkte av solstrålingen.
De fleste kjemiske baserte pyranometre bruker en løsning av fotoreaktive og varmefølsomme kjemikalier som kan måle det totale nivået av elektromagnetisk stråling. Kjemikaliet i seg selv krever en prosess der strålingen kan identifiseres fra absorbert lys. Dette er kjent som kvanteutbytte og gir en reaksjon på grunn av mangel på lys, noe som gjør hver kjemikalie nyttig i pyranometeret. De vanligste eksemplene på kjemikalier som brukes i disse instrumentene inkluderer kaliumferrioksalat, monokloreddiksyre og malakittgrønt leukocyanid.
Fysiske typer pyranometre inkluderer bolometre, termopiller og fotodioder. Bolometre bruker et tynt lag metall festet til en varmeavleder som holder en konstant temperatur, slik at enheten kan gjenkjenne solstrålingsnivåer. Termopiller konverterer varme til elektrisitet gjennom koblede enheter i en serie, som måler spenningsutgang for å bestemme stråling. Fotodioder bruker en lignende teknikk for å konvertere lys til strøm eller spenning, noe som muliggjør måling.
Nivået på mulig måling i et pyranometer varierer avhengig av solens posisjon. Ideelle forhold tilføres ved at Solen er direkte overliggende, men visse målinger kan gjøres fra forskjellige vinkler, så lenge strålingspåvirkningen er identifisert. Når solen befinner seg i en 90 graders vinkel fra instrumentet, kan ingen måling foretas. Normal overflatestråling, forårsaket av at sola er vinklet mellom 0,5 og 60 grader, kan måles proporsjonalt. Men når solen treffer sin topp, rett over enheten, er målingen perfekt.
De fleste pyranometre er utstyrt med en glaskuppel for å sikre riktige retningsegenskaper. Dette begrenser responsen til innen 300 til 2800 nanometer, de ideelle måleparametrene. Det har også sekundære formål med å bevare hele 180 graders felt og sørge for sikkerhetsskjerming.