Co to jest piranometr?

Pyranometr to przyrząd zaprojektowany do pomiaru mocy ciepła i światła ze słońca. Używany przede wszystkim w polach meteorologicznych promieniowanie słoneczne jest identyfikowane z piranometrem umieszczonym na płaskiej powierzchni. Pełne widmo częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego wyświetlone przez słońce i odbierane na powierzchni Ziemi wpływa na czujniki w urządzeniu, co mierzy gęstość fluktuacji w pełnym polu 180 stopni otaczających instrument.

Pyranometr słoneczny działa poprzez pomiar liczby fotonów, małych jednostek światła, które wpływają na urządzenie chemiczne lub fizyczne w instrumencie w czasie. Zazwyczaj jest to najłatwiej użyteczne w identyfikowaniu długości fali ultrafioletowej i widzialnej światła. Pyranometry są na ogół niezauważone, ponieważ każdy ze składników w układzie reaguje na lub wpływa bezpośrednio promieniowanie słoneczne.

Większość piranometrów na bazie chemikaliów stosuje roztwór fotoreaktywnego i wrażliwych na ciepłochemikalia, które mogą mierzyć całkowity poziom promieniowania elektromagnetycznego. Sama substancja chemiczna wymaga procesu, w którym promieniowanie jest możliwe do zidentyfikowania na podstawie światła pochłoniętego. Jest to znane jako wydajność kwantowa i powoduje reakcję z powodu braku światła, co czyni każdą chemiczną przydatną w piranometrze. Najczęstsze przykłady chemikaliów stosowanych w tych instrumentach to ferroxalan potasu, kwas monochlorooctowy i zielony leukocyjanek malachite.

Fizyczne typy piranometrów obejmują bolometry, termopile i fotodiody. Bolometry wykorzystują cienką warstwę metalu przymocowaną do radiatora, która utrzymuje stałą temperaturę, umożliwiając urządzeniu rozpoznawanie poziomów promieniowania słonecznego. Termopile przekształcają ciepło na energię elektryczną przez sprzężone urządzenia w serii, mierząc moc wyjściową napięcia w celu określenia promieniowania. Fotodiody wykorzystują podobną technikę do konwersji światła na prąd lub napięcie, umożliwiającpomiar.

Poziom możliwego pomiaru w piranometrze różni się w zależności od położenia samego słońca. Idealne warunki są dostarczane przez Słońce na głowie, jednak pewne pomiary można wykonać z różnych punktów, o ile zidentyfikowano wpływ promieniowania. Gdy słońce znajduje się pod kątem 90 stopni od instrumentu, nie można dokonać pomiaru. Normalne promieniowanie powierzchniowe, spowodowane przez słońce pod kątem między 0,5 a 60 stopni można mierzyć proporcjonalnie. Jednak gdy słońce uderza w zenit, bezpośrednio nad urządzeniem, pomiar jest doskonale dokładny.

Większość piranometrów jest wyposażona w szklaną kopułę, aby zapewnić właściwe atrybuty kierunkowe. Ogranicza to odpowiedź w odległości 300 do 2800 nanometrów, idealnych parametrów pomiarowych. Ma również wtórne cele w zachowaniu pełnego pola 180 stopni i zapewnianiu ochrony.