Что такое пиранометр?

Пиранометр - это прибор, предназначенный для измерения мощности тепла и света от Солнца. Используемое преимущественно в метеорологических полях, солнечное излучение идентифицируется с помощью пиранометра, размещенного на плоской поверхности. Полный частотный спектр электромагнитного излучения, проецируемого Солнцем и получаемого на поверхность Земли, воздействует на датчики внутри устройства, который измеряет плотность колебаний в полном поле в 180 градусов, окружающих прибор.

Солнечный пиранометр работает путем измерения количества фотонов, небольших единиц света, которые со временем воздействуют на химическое или физическое устройство в приборе. Как правило, это наиболее полезно для определения длин волн ультрафиолетового и видимого света в спектре. Пиранометры, как правило, не имеют питания, так как каждый из компонентов системы либо непосредственно реагирует на солнечную радиацию, либо подвергается ее влиянию.

Большинство пиранометров на химической основе используют раствор фотореактивных и чувствительных к нагреву химических веществ, которые могут измерять общий уровень электромагнитного излучения. Само химическое вещество требует процесса, с помощью которого излучение можно определить по поглощенному свету. Это называется квантовым выходом и вызывает реакцию из-за недостатка света, что делает каждое химическое вещество полезным в пиранометре. Наиболее распространенные примеры химических веществ, используемых в этих приборах, включают ферриоксалат калия, монохлоруксусную кислоту и лейкоцианид малахитового зеленого.

Физические типы пиранометров включают болометры, термобатареи и фотодиоды. Болометры используют тонкий слой металла, прикрепленный к радиатору, который поддерживает постоянную температуру, позволяя устройству распознавать уровни солнечной радиации. Термобатареи преобразуют тепло в электричество через последовательно соединенные устройства, измеряя выходное напряжение для определения излучения. Фотодиоды используют аналогичную технику для преобразования света в ток или напряжение, что позволяет проводить измерения.

Уровень возможных измерений в пиранометре варьируется в зависимости от положения самого Солнца. Идеальные условия обеспечиваются Солнцем, находящимся прямо над головой, однако, определенные измерения могут проводиться под разными углами, пока определяется радиационное воздействие. Когда Солнце расположено под углом 90 градусов от инструмента, никакие измерения не могут быть выполнены. Нормальное поверхностное излучение, вызванное тем, что Солнце находится под углом от 0,5 до 60 градусов, может быть измерено пропорционально. Однако, когда Солнце достигает своего зенита, прямо над устройством, измерение является совершенно точным.

Большинство пиранометров оснащены стеклянным куполом для обеспечения надлежащих характеристик направления. Это ограничивает отклик в пределах от 300 до 2800 нанометров, идеальных параметров измерения. Это также имеет второстепенные цели в сохранении полного поля на 180 градусов и обеспечении безопасного экранирования.