經(jīng)過大氣削弱之后到達(dá)地面的太陽直接輻射和散射輻射之和稱為太陽總輻射。就平均而言,太陽總輻射只占到達(dá)大氣上界太陽輻射的45%。總輻射量隨緯度升高而減小,隨高度升高而增大。一天內(nèi)中午前后大,夜間為0;一年內(nèi)夏大冬小。
由于太陽紫外輻射對環(huán)境和人類健康的影響,以及由于臭氧的衰減引起地球表面UV-B 輻射的增強(qiáng),所以需要對太陽紫外輻射進(jìn)行測量。UV 光譜通常分為三部分,UV-A、UV-B 和UV-C 波長分別為315-400nm、280-315nm以及10nm-280nm,其中UV-A 波段剛好在可見光光譜外,無明顯的生物活性,在地表面它的強(qiáng)度不隨大氣臭氧含量而變化。UV-C 在大氣層中被*吸收,因此不會出現(xiàn)在地球表面。對于紫外輻射的測量來說,UV-B 是的波段,它具有對生物活性,在地球表面它的強(qiáng)度取決于大氣臭氧柱,在一定程度上取決于波長,常用來表示其生物活性強(qiáng)度的是它的紅斑效應(yīng),這種效應(yīng)能廣泛引起白種人種的皮膚變紅。
UV1000-H 太陽輻射監(jiān)測系統(tǒng)能*自動監(jiān)測地表太陽總輻射強(qiáng)度和地表紫外線強(qiáng)度的變化特征,是氣象領(lǐng)域中氣象因子觀測的重要部分,為適應(yīng)氣象系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求,滿足觀測數(shù)據(jù)的高精度和高穩(wěn)定性要求。它具備高可靠性、高準(zhǔn)確性、易維護(hù)、易備份等特點。
該系統(tǒng)由總輻射表、紫外輻射表、數(shù)據(jù)采集器、軟件、供電單元及系統(tǒng)支架等輔助設(shè)備組成。
1、總輻射表(CMP22)
CMP22 是一款Kipp&Zonen公司研制高精度、高可靠性的太陽總輻射傳感器。它可以精確測量大氣中的太陽總輻射,具體性能如下:
Ø ISO 分級:次基準(zhǔn)(Secondary Standard)
Ø 響應(yīng)時間:<5s (95%響應(yīng));<1.7s(63%響應(yīng))
Ø 零偏移:對200W/m2 的凈熱輻射:<3W/m2;對5K/h 的溫度變化:<1W/m2
Ø 非穩(wěn)定性:<0.5% / 年
Ø 非線性:<0.2%,(100‐1000W/m2)
Ø 方向誤差:<5 W/m2,(在80º,1000W/m2 時)
Ø 溫度響應(yīng):<0.5%,(‐20℃—50℃)
Ø 傾斜響應(yīng):<0.2 %
Ø 靈敏度:7‐14 μV/W/m²
Ø 阻抗:10 ‐100 Ω
Ø 水平精度:<0.1°
Ø 光譜選擇性(350‐1500nm):<3%
Ø 工作環(huán)境:‐40‐80℃,0‐*RH
Ø 光譜范圍:200‐3600nm(50%點)
Ø 信號輸出:0‐20mV
Ø 大輻射:4000 W/m2
Ø 視角:180o
Ø 防護(hù)等級:IP67
Ø 電纜:標(biāo)準(zhǔn)10m,可選25m、50m
2、UVS-A-T紫外輻射表
Ø 輸出: UV-A
Ø 光譜響應(yīng):UV-A:315~400nm;
Ø 輸出范圍:UV-A:0~90 w/m2;
Ø 響應(yīng)時間(95%):<1.5s
Ø 校準(zhǔn)因子:UV-A:30 w/m2/V;
Ø 非穩(wěn)定性:(變化/年)<5%
Ø 非線性(超全量程時):< 1%
Ø 預(yù)期日不確定性:<5%
Ø 方向誤差:<2.5%(在0°~70°天頂角)
Ø 靈敏度溫度依賴性:±2℃(25℃時)
Ø 零點漂移(無UV輻射照射時):<10mV
Ø 輸出:與輻射成正比的模擬電壓輸出
Ø 內(nèi)部溫度輸出:2.5V(25℃)
Ø 工作溫度范圍:-40℃~50℃
Ø 供電:7~18VDC(8W)
Ø 阻抗(額定):500Ω
Ø 電纜:標(biāo)準(zhǔn)10m,可選25m或50m
3、UVS-B-T紫外輻射表
Ø 輸出: UV-B
Ø 光譜響應(yīng):UV-B:280~315nm
Ø 輸出范圍:UV-B: 0~6 w/m2
Ø 響應(yīng)時間(95%):<1.5s
Ø 校準(zhǔn)因子:UV-B:2 w/m2/V
Ø 非穩(wěn)定性:(變化/年)<5%
Ø 非線性(超全量程時):< 1%
Ø 預(yù)期日不確定性:<5%
Ø 方向誤差:<2.5%(在0°~70°天頂角)
Ø 靈敏度溫度依賴性:±2℃(25℃時)
Ø 零點漂移(無UV輻射照射時):<10mV
Ø 輸出:與輻射成正比的模擬電壓輸出
Ø 內(nèi)部溫度輸出:2.5V(25℃)
Ø 工作溫度范圍:-40℃~50℃
Ø 供電:7~18VDC(8W)
Ø 阻抗(額定):500Ω
Ø 電纜:標(biāo)準(zhǔn)10m,可選25m或50m
4、數(shù)據(jù)采集器
CR1000 數(shù)據(jù)采集器是Campbell 數(shù)據(jù)采集器里面性價比的一款。它提供傳感器的測量、時間設(shè)置、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)和程序的儲存以及控制功能,由一個測量控制模塊和一個配線盤組成,具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊能力。CR1000 數(shù)據(jù)采集器的掃描速率能夠達(dá)到100Hz,擁有模擬輸入、脈沖計數(shù)、電壓激發(fā)轉(zhuǎn)換、數(shù)字等多個端口,外圍接口有CS I/O、RS-232 以及SDM 等,采用12VDC 外接可充電電池供電。對于低溫的環(huán)境,用戶還可以選擇低溫型的CR1000-XT 數(shù)據(jù)采集器。
CR1000 所具有的高精度性、高適應(yīng)性、高可靠性以及合理的價格等特點,使其成為科研、商業(yè)與工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用的理想選擇。目前,CR1000 數(shù)據(jù)采集器已在氣象觀測、農(nóng)業(yè)研究、土壤水分研究、風(fēng)力觀測、道路氣象站、工業(yè)產(chǎn)品測試、通量觀測、渦動協(xié)方差系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用;
特點
² 數(shù)據(jù)以表格形式存儲
² PakBus® 操作系統(tǒng)
² 軟件支持:LoggerNet3.4/4.0,PC400 1.2,或者ShortCut2.2
² 支持CR1000KD 手持式顯示器(選配),讀數(shù)方便
² CSI/O和RS‐232串行接口、SDI‐12 信號接入
² 內(nèi)部溫度補(bǔ)償,實時時鐘,超時和溫度變化實時校準(zhǔn)
² 使用內(nèi)部鋰電池支持SRAM存儲和時鐘以確保數(shù)據(jù)、程序和精確的時間
² 具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊能力
主要技術(shù)參數(shù)
Ø 內(nèi)存:標(biāo)準(zhǔn)4M內(nèi)存,可擴(kuò)展至2G
Ø 大掃描速率(Hz):100Hz
Ø 模擬通道:8個差分或16個單端;可擴(kuò)展
Ø 大信號輸出范圍:±5000mv,±2500mv, ±250mv, ±25mv, ±7.5mv 和±2.5mv 可選
Ø 模擬電壓精度:±0.06%讀數(shù)(0℃~40℃);±0.2%讀數(shù)(-25℃~50℃);
Ø 模擬分辨率:0.33μV
Ø A/D 位:13位A/D 轉(zhuǎn)換
Ø 工作環(huán)境:-25~50℃;可擴(kuò)展-55~85℃
Ø 端口:8 個I/O 口或4 個RS-232 端口、2 個脈沖端口、3 個電壓激發(fā)端口
5、數(shù)采野外防護(hù)機(jī)箱:采用玻璃纖維加防腐材料,*,防水、防紫外
6、供電單元:交流電方式,交流充電控制器及可充電電池等
7、系統(tǒng)支架:全套安裝支架。
8、軟件:集數(shù)據(jù)采集、處理、分析及存儲等多功能軟件
Loggernet是Campbell公司功能完善的數(shù)據(jù)采集器支持軟件。它可以實現(xiàn)你要對數(shù)據(jù)采集器定制的幾乎所有任務(wù)。通過Loggernet,用戶可以編寫數(shù)采程序,發(fā)送/接收程序,下載數(shù)據(jù),查看實時數(shù)據(jù)和分析歷史數(shù)據(jù)等。Loggernet軟件內(nèi)部由一個服務(wù)器應(yīng)用程序(Server application)和多個客戶端應(yīng)用程序(Client application)組成,它不僅可以連接一個數(shù)據(jù)采集器, 而且擅長于連接大型的數(shù)據(jù)采集器網(wǎng)絡(luò)。
Ø 使用ShortCut, Edlog,CRBasic編程工具來創(chuàng)建和編輯數(shù)據(jù)采集器的工作程序
Ø 可以按要求下載數(shù)據(jù)(選擇要下載的數(shù)據(jù)表,某時間段的數(shù)據(jù),具體記錄號的數(shù)據(jù))
Ø 支持定時自動下載數(shù)據(jù)
Ø 可以通過任何一種通訊方式下載數(shù)據(jù),并且支持混合通訊(例如:Phone‐ to‐ RF)
Ø 實時數(shù)據(jù)可以通過數(shù)字或曲線圖的形式被監(jiān)測,支持多表格同時顯示
Ø 通過RTMC工具可以編輯圖形化窗口監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)采狀態(tài)
Ø Pakbus路由功能
Ø SMS工具可以將SM4M,SM16M等數(shù)采存儲模塊的數(shù)據(jù)下載到PC上
9、數(shù)據(jù)通訊:CR1000具有一個標(biāo)準(zhǔn)的RS232通訊端口和一個CS I/O接口,容許接入其他通訊模塊,實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。