Vad är en pyranometer?

En pyranometer är ett instrument som är utformat för att mäta kraften i värmen och ljuset från solen. Solstrålning används främst i de meteorologiska fälten och identifieras med en pyranometer placerad på en plan yta. Det fulla frekvensspektrumet av elektromagnetisk strålning som projiceras av solen och mottagits på jordens yta påverkar sensorer i enheten, som mäter densiteten för fluktuationerna i hela fältet på 180 grader som omger instrumentet.

En solpyranometer fungerar genom att mäta antalet fotoner, små ljusenheter som påverkar antingen en kemisk eller fysisk enhet i instrumentet över tid. Vanligtvis är detta lättast användbart för att identifiera spektrumets ultravioletta och synliga ljusvåglängder. Pyranometrar är vanligtvis utan ström, eftersom var och en av komponenterna i systemet antingen reagerar på eller påverkas direkt av solstrålningen.

De flesta kemikaliebaserade pyranometrar använder en lösning av fotoreaktiva och värmekänsliga kemikalier som kan mäta den totala nivån av elektromagnetisk strålning. Kemikalien i sig kräver en process genom vilken strålningen kan identifieras från absorberat ljus. Detta kallas kvantutbyte och ger en reaktion på grund av bristen på ljus, vilket gör varje kemikalie användbar i pyranometern. De vanligaste exemplen på kemikalier som används i dessa instrument inkluderar kaliumferrioxalat, monoklorättiksyra och malakitgrön leukocyanid.

Fysiska typer av pyranometrar inkluderar bolometrar, termopiler och fotodioder. Bolometrar använder ett tunt metallskikt fäst på en kylfläns som håller en konstant temperatur, vilket gör att enheten kan känna igen solstrålningsnivåer. Termopiler omvandlar värme till elektricitet via kopplade enheter i en serie, som mäter spänningsutgång för att bestämma strålning. Fotodioder använder en liknande teknik för att konvertera ljus till ström eller spänning, vilket möjliggör mätning.

Mätningsnivån i en pyranometer varierar beroende på solens position. Idealiska förhållanden tillhandahålls genom att solen ligger direkt ovanför, men vissa mätningar kan göras från olika vinklar, så länge strålningskonsekvensen identifieras. När solen är placerad i en 90 graders vinkel från instrumentet kan ingen mätning göras. Normal ytstrålning, orsakad av att solen är vinklad mellan 0,5 och 60 grader kan mätas proportionellt. Men när solen träffar sin topp, direkt ovanför enheten, är mätningen perfekt.

De flesta pyranometrar är försedda med en glaskupol för att säkerställa korrekt riktningsattribut. Detta begränsar svaret till inom 300 till 2800 nanometer, de ideala mätparametrarna. Det har också sekundära syften för att bevara hela 180 graders fält och tillhandahålla säkerhetsskydd.