一、產(chǎn)品概述:
WN-SOLAR5太陽輻射觀測系統(tǒng)是根據(jù)國際氣象組織WMO的標(biāo)準(zhǔn)要求而研制生產(chǎn)的,該觀測站由總輻射表、散射輻射表、直接輻射表、反射輻射表、凈輻射表、數(shù)據(jù)采集器、觀測支架、通訊系統(tǒng)、供電系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理軟件等部分組成,可全天候測量太陽輻射的五個常規(guī)要素,也可根據(jù)客戶需求擴展監(jiān)測紫外輻射、光合有效輻射、分光譜輻射、近紅外輻射及長波輻射等。太陽輻射觀測系統(tǒng)軟件嚴(yán)格按照按《地面氣象觀測規(guī)范》和監(jiān)測網(wǎng)相關(guān)規(guī)定進行研發(fā)設(shè)計,提供規(guī)范的日報表、月報表及分鐘實時數(shù)據(jù),24小時輻射強度曲線,地方平均太陽時換算等諸多功能。該觀測站不僅是大氣探測技術(shù)中的重要組成部分,而且在太陽能利用領(lǐng)域也有著非常重要的作用。該站可廣泛應(yīng)用于環(huán)境、環(huán)保、氣象、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、生態(tài)、海洋、建筑、交通、太陽能發(fā)電、光熱利用實驗、大氣老化實驗等科研及教學(xué)等領(lǐng)域。
二、主要技術(shù)參數(shù):
1)總輻射表和反射輻射表:水平表面上,在2π立體角內(nèi)所接收到的太陽直接輻射和散射太陽輻射之和稱為總輻射(短波)。總輻射是輻射觀測最基本的項目??傒椛溆每傒椛浔恚ㄒ喾Q天空輻射表)測量。反射輻射表則是將總表的測量面朝地面方向水平安裝測量,同時將總輻射表的表傘反向安裝使用。
總輻射表技術(shù)參數(shù):
01.測試范圍:0~2000W/m2
02.光譜范圍:280~3000nm 03.靈敏度:7~14μV/w.m-2
04.響應(yīng)時間: ≤30秒(99%)
05.顯示分辨率:1W
06.內(nèi)阻:約350Ω
07.穩(wěn)定性:±2%
08.余弦響應(yīng):≤±7%(太陽高度角10時)
09.溫度特性:±2%(-20℃~+40℃)
10.非線性:±2%
11.重量:2.5kg
12.精度: <5%
13.信號輸出:0~20mV或4-20MA電流信號
2)直接輻射表:測量垂直太陽表面(視角約0.5°)的輻射和太陽周圍很窄的環(huán)形天空的散射輻射稱為太陽直接輻射。太陽直接輻射是用太陽直接輻射表(簡稱直接輻射表或直射表)測量。
直接輻射表技術(shù)參數(shù):
01.測試范圍:0~2000W/m2
02.光譜范圍:280~3000nm
03.靈敏度:7~14μV/W.m-2
04.響應(yīng)時間:≤30秒(99%)
05.顯示分辨率:1W
06.內(nèi)阻:約100Ω
07.跟蹤精度:24小時小于±1°
08.穩(wěn)定性:±1%
09.溫度特性:±1%(-20℃~+40℃)
10.重量:5kg
11.信號輸出:0~20mV或4-20MA標(biāo)準(zhǔn)電流信號
12.電源電壓:DC 12V±l5% AC 220V±l0%
13.測試精度:±2%
全自動跟蹤系統(tǒng)的參數(shù):(與“直接輻射傳感器”配套使用)
全自動跟蹤太陽直接輻射儀由萬諾物聯(lián)自主研發(fā)生產(chǎn),整機由全自動二維跟蹤系統(tǒng)和直接輻射傳感器(光筒)兩部分組成,用于自動跟蹤測量光譜范圍280nm-3000nm的太陽直接輻射量。全自動二維跟蹤系統(tǒng)采用精確的軌跡算法和*的微機控制技術(shù),可在一定的水平和垂直角度內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)跟蹤太陽,不受陰雨天氣影響,不需要人工操作干預(yù),本產(chǎn)品是TBS-2型太陽直接輻射表(一維跟蹤)的全新升級換代產(chǎn)品。配套使用的直接輻射表在全自動跟蹤系統(tǒng)的配合下,可以精準(zhǔn)的測量太陽能輻射量,可廣泛應(yīng)用于太陽能光伏發(fā)電站、太陽能熱利用、氣象環(huán)境、農(nóng)業(yè)林業(yè)、建筑節(jié)能、新能源研究等科研單位和領(lǐng)域。
(1)水平運行角度(太陽方位角):-120~+120°(可調(diào)節(jié))
(2)垂直調(diào)整角度(太陽赤緯角):10°~90°
(3)限位開關(guān):4個(水平角/赤緯角各2個)
(4)跟蹤方式:微電子控制技術(shù),二維角度自動驅(qū)動追蹤。
(5)跟蹤精度:4小時小于±0.2°
(6)運行速率:50o/sec;
(7)運行功耗:≤4.5W
(8)工作電壓:DC 12V或AC 220V
(9)儀器總重:約6KG
(10)承重:5KG(可安裝電池板功率1W~50W)
3)散射輻射表:太陽輻射中把來自太陽直射部分遮蔽后測得為散射輻射或天空輻射。散射輻射表是短波輻射,需要用總輻射表+遮光裝置加以測量。
散射輻射表技術(shù)參數(shù):
01.光譜范圍:280~3000nm
02.精度:<5%
03.靈敏度:7~14μV/w.m-2
04.響應(yīng)時間:≤30秒(99%)
05.顯示分辨率:1W
06.內(nèi)阻:約350Ω
07.穩(wěn)定性:±2%
08.余弦響應(yīng):≤±7%(太陽高度角10°時)
09.溫度特性:±2%(-20℃~+40℃)
10.非線性:±2%
11.重量:2.5kg
12.測試范圍:0~2000W/m2
13.信號輸出:0~20mV或4-20MA標(biāo)準(zhǔn)電流信號;
4)凈全輻射表:由天空(包括太陽和大氣)向下投射的和由地表(包括土壤、植物、水面)向上投射的全波段輻射量之差稱為凈全輻射,簡稱凈輻射。凈全輻射是研究地球熱量收支狀況的主要資料。凈全輻射為正表示地表增熱,即地表接收到的輻射大于發(fā)射的輻射,凈全輻射為負(fù)表示地表損失熱量。
凈全輻射表技術(shù)參數(shù):
01.光譜范圍:280~50000nm
02.靈敏度:7~14μV/W.m-2
03.顯示分辨率:1W
04.內(nèi)阻:約350Ω
05.時間響應(yīng):不大于1分鐘(99%)
06.感應(yīng)面一致性:±10%
07.使用環(huán)境溫度:-45℃~+70℃
08.精度:±5%
09.重量:0.5kg
10.測試范圍:-2000~2000W/m2
11.信號輸出:0~20mV
5)紫外輻射表:
WN-106AB紫外輻射表是用來測量大氣中的太陽紫外輻射(UVAB/UVA/UVB波長范圍)的精密儀器。WN-106AB紫外輻射表廣泛應(yīng)用于暴曬引起的紅斑劑量、綜合環(huán)境生態(tài)效應(yīng)、氣候變化的研究及紫外線監(jiān)測和預(yù)報。
光譜范圍 | 280~400nm(UV AB),315~400nm(UV A),280~315nm(UV B) | ||
信號范圍 | 0~300W/m2(UV AB),0~300W/m2(UV A),0~10W/m2(UV B) | ||
輸出信號 | 0~200mV | ||
靈 敏 度 | 10~500μV/W?m-2 | ||
響應(yīng)時間 | ≤1秒(99%) | ||
內(nèi) 阻 | <1000Ω | ||
年穩(wěn)定度 | ±2% | ||
余弦響應(yīng) | ≤4%(太陽高度角30°時) | ||
非 線 性 | ±2% | ||
溫度誤差 | ±2% | ||
重 量 | 約1.5kg | ||
工作環(huán)境溫度 | -50℃~+100 | ||
工作環(huán)境濕度 | 0~99%RH |
6)WN-108光合有效輻射表:
WN-108光合有效輻射表主要用于測400~700nm波長范圍內(nèi)的自然光的光合有效輻射,并且使用簡單,可直接與數(shù)字電壓表或數(shù)據(jù)采集器相連,可在全天候條件下使用。廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)氣象、農(nóng)作物生長、生態(tài)學(xué)的研究。
光譜范圍 | 400~700nm |
信號范圍 | 0~4000μml |
信號輸出 | 0~50mV |
靈 敏 度 | 5~50 µV/µmol?m-2?s-1 |
響應(yīng)時間 | 約1秒(99%) |
內(nèi) 阻 | <2K |
溫度誤差 | ±2% |
余弦校正 | 上至80°入射角 |
余弦響應(yīng) | ≤10%(晴天太陽高度為10°時,對理想值的偏差) |
重 量 | 約0.2kg |
工作環(huán)境溫度 | -40℃~+65℃ |
工作環(huán)境濕度 | 0~99%RH |
7)WN-107-3(5)分光譜輻射表:
WN-107-3分光譜輻射表可選擇WB280、JB400、HB700三種濾光罩,組合使用測量出總輻射、紫外、可見光、紅外輻射。應(yīng)用于紫外線預(yù)報、農(nóng)業(yè)氣象、植物生理研究、太陽能利用、海洋考察、建筑材料老化及大氣污染等領(lǐng)域。
光譜范圍 | WN-107A(WB280)濾光罩:280~3000nm |
信號范圍 | 0~2000W/m2 |
輸出信號 | 0~20mV |
靈 敏 度 | 7~14μV/W?m-2 |
響應(yīng)時間 | ≤35秒(99%) |
內(nèi) 阻 | 小于400Ω |
年穩(wěn)定度 | ≤±2% |
余弦響應(yīng) | ≤±7%(太陽高度角10°時) |
方 位 | ≤±5%(太陽高度角10°時) |
非 線 性 | ≤2% |
溫度系數(shù) | ±2% |
重 量 | 約1.5kg |
工作環(huán)境溫度 | -50℃~+50℃ |
工作環(huán)境濕度 | 0~99%RH |
8)WN-105長波:
WN-105長波輻射表又稱地球輻射表,主要用于測量來自大氣和地球表面波長范圍為4~50μm的紅外輻射。應(yīng)用于土壤的蒸散研究、氣象學(xué)中的輻射平衡研究、輻射熱量交換研究及高速公路路面狀況變化趨勢監(jiān)測等領(lǐng)域。
光譜范圍 | 3000-50000nm |
信號范圍 | -250~+250W/m2 |
信號輸出 | -20~0mV |
靈 敏 度 | 2~10μV/W?m-2 |
響應(yīng)時間 | ≤30秒(99%) |
內(nèi) 阻 | 200~800Ω |
年穩(wěn)定性 | ±2% |
非 線 性 | ±2% |
溫度系數(shù) | ≤±1%(-20℃~+50℃) |
視 覺 度 | 180o |
罩體發(fā)熱偏移 | <4W/m2(太陽輻射1000W/m2時) |
重 量 | 約0.78kg |
工作環(huán)境溫度 | -40℃~+80℃ |
工作環(huán)境濕度 | 0~99%RH |
三、太陽能輻射數(shù)據(jù)采集儀:
太陽能輻射數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)核采用16位高性能微處理器,系統(tǒng)時鐘可達36MHz,低功耗作業(yè)、執(zhí)行效率高,整機功耗不大于2W,且集成4Mbit大容量據(jù)存儲芯片,存儲時間間隔1~120分鐘自由設(shè)定,按分鐘存儲可保存三十天以上的數(shù)據(jù),整點存儲可達五百天以上;可外置超大容量U盤或SD卡做為外部數(shù)據(jù)存儲器,直接插拔,方便錄數(shù)取數(shù);配有圖片點陣式液晶顯示屏(尺寸115*45(mm)),結(jié)合輕觸薄膜按鍵,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢,功能設(shè)定,參數(shù)修改等功能,并集成有USB、RS232、RS485、GPRS等多種通訊接口,靈活組網(wǎng),穩(wěn)定性強,支持TINEL自定義協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊協(xié)議。可采用交直流兩用模式供電,配備太陽能電池系統(tǒng)供電方式(DC12V),可保證在無電地區(qū)長期使用;采集儀外殼采用鋁鎂合金封裝設(shè)計,外層噴塑處理,防風(fēng)沙及雨淋,且防銹防靜電,有效保護監(jiān)測主機正常工作環(huán)境,延長儀器使用壽命,是惡劣環(huán)境地區(qū)監(jiān)測的設(shè)備。
01.顯示方式:大屏幕液晶漢字及圖形顯示(尺寸115*45(mm)),一屏顯示多路數(shù)據(jù),采集儀具有*的輕觸薄膜按鍵操作簡單實現(xiàn)對各路數(shù)據(jù)的實時觀測;
02.操作方式:輕觸薄膜按鍵,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢,功能設(shè)定,參數(shù)修改等功能;
03.重 量:約5.5Kg,鋁合金外殼,外層噴塑處理,防風(fēng)沙及雨淋,且防銹防靜電;
04.存儲容量:大于20000條數(shù)據(jù),可連續(xù)存儲整點數(shù)據(jù)五百天以上。
05.通 道 數(shù):標(biāo)準(zhǔn)5通道,可根據(jù)觀測需求擴展至12通道;
06.輸入范圍:±25Mv、4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號,或RS-485數(shù)字信號;
07.準(zhǔn) 確 度:0.5%;
08.分 辨 率:1W/㎡;
09.工作環(huán)境:-40℃~+70℃,相對濕度小于90%;
四、通訊接口:
標(biāo)準(zhǔn)USB/RS232計算機通訊接口;配USB/RS232轉(zhuǎn)換器可與計算機USB接口通訊,配RS485通訊接口,有線通訊距離可擴展到800米以上,配GPRS無線通訊控制器,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程遙測。
有線通訊:標(biāo)準(zhǔn)USB/RS232或RS485通訊接口;RS232接口標(biāo)配數(shù)據(jù)通訊線12米;配備RS485接口后,數(shù)據(jù)通訊距離可延長至800米以上。
無線通訊:可采用微波或GPRS通訊方式;微波通訊是點對點式通訊,一般有效通訊距離在5KM以內(nèi),無通訊費用,適用于地勢平坦、無高大障礙物阻擋等地區(qū)。GPRS通訊,采用的手機信號與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的通訊方式,按流量收取通訊費用,適用于有手機信號的地區(qū)使用,并要求計算機能夠連接互聯(lián)網(wǎng)(有固定IP地址),可實現(xiàn)一個監(jiān)測中心同時連接多個站點的組網(wǎng)通訊,方便快捷,便于管理。
五、供電方式:
供電電源可實現(xiàn)交直流兩用的模式,即220V市電電源及12V直流電源可同時使用;在無電地區(qū),可采用太陽能電池板與可充電電池組配合使用,來完成觀測站點的循環(huán)供電。
交流電源:設(shè)備備用專用的直流電源適配器,可以直接通過市電電源(220V)為設(shè)備供電。
直接電源:可選用任意12V直流電源為設(shè)備供電;在野外無電地區(qū),可采用太陽能供電方式,備配太陽能電池板60W以上,為蓄電池充電,以完成白天夜間不間斷為設(shè)備供電,適用于太陽光照資源豐富的地區(qū)使用。
六、安裝支架:
系統(tǒng)觀測支架根據(jù)配置要素多少而選定,可選用三角式可伸縮結(jié)構(gòu)或固定式風(fēng)桿結(jié)構(gòu),優(yōu)質(zhì)鋼材設(shè)計,防腐抗銹,外形設(shè)計美觀,功能齊全,安裝方便。三角式支架,伸展高度約在1.8-2.5米左右,占地面積約3平方米,三個地腳預(yù)留安裝固定孔,可固定在水泥地面、鋼板或木材等基礎(chǔ)設(shè)施上。四腳式觀測支架適用于多臺太陽輻射表同時觀測使用,水平安裝平臺的長度可根據(jù)輻射表的數(shù)量定制生產(chǎn),也可根據(jù)用戶觀測需要選擇2-3米的不同高度,至少可將十幾種氣象傳感器安裝于支架上,占地面積約5平米左右,可滿足各種科研及觀測試驗要求。
七、太陽能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件:
太陽能輻射觀測系統(tǒng)軟件(簡稱SOLAR System),獲得中華人民共和國計算機軟件著作權(quán)登記證書,可在WindowsXP以上的操作系統(tǒng)環(huán)境運行,具有強大、平穩(wěn)的程序兼容性,可通過有線接口或無線
網(wǎng)絡(luò)等方式與監(jiān)測站點建立連接,人機界面友好,各項功能設(shè)計簡潔直觀,圖文并茂,可實時查看各監(jiān)測站點的觀測數(shù)據(jù)和定時下載歷史數(shù)據(jù),并提供數(shù)據(jù)查詢與數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能,使監(jiān)測成果一目了然,可在系統(tǒng)軟件上遠程設(shè)置現(xiàn)場監(jiān)測站點的各項參數(shù)及功能(系統(tǒng)時鐘、采集時間等),RS485/GPRS動態(tài)組網(wǎng),可支持?jǐn)?shù)百臺監(jiān)測站點并發(fā)通訊;數(shù)據(jù)下載及存儲時間可以自由設(shè)定,數(shù)據(jù)存儲格式為EXCEL標(biāo)準(zhǔn)文件格式,可生成數(shù)據(jù)圖表,供其它軟件解析調(diào)用??蓪崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)MODBUS數(shù)據(jù)通訊協(xié)議,使各種開發(fā)平臺兼容暢通無阻,方便用戶系統(tǒng)集成或二次開發(fā)。
太陽輻射觀測要素: | ||||
輻射要素 | 光譜范圍 | 測量范圍 | 分辨率 | 準(zhǔn)確度 |
總/散/反輻射 | 280~3000nm | 0~2000W/m2 | <5% | 1W/m2 |
直接輻射 | 280~3000nm | 0~2000W/m2 | <5% | 1W/m2 |
日照時數(shù) | 280~3000nm | 0~24H | 0.1 | 0.1H |
凈輻射 | 280~50000nm | -2000~2000W/m2 | <5% | 1W/m2 |
紫外輻射 | 280~400nm | 0~2000W/m2 | <5% | 1W/m2 |
光合輻射/光量子 | 400~700nm | 0~2000W/m2 | <5% | 1W/m2 |
近紅外輻射 | 700~3000nm | 0~2000W/m2 | <5% | 1W/m2 |
長波(遠紅外)輻射 | 3000~50000nm | -2000~2000W/m2 | <5% | 1W/m2 |
八、太陽輻射觀測系統(tǒng)配置表
序號 | 名 稱 | 型 號 | 數(shù)量 | 單位 |
1 | 總輻射傳感器 | TBQ-2 | 1 | 臺 |
2 | 散射輻射傳感器(總輻射表+遮光裝置) | TBQ-2D | 1 | 套 |
3 | 全自動跟蹤太陽直接輻射儀(含日照時數(shù)值) | TBS-320 | 1 | 臺 |
4 | 分光譜輻射表(紫外、光合、近紅外) | TBQ-3GP | 1 | 套 |
5 | 凈輻射傳感器 | TBQ-1B | 1 | 臺 |
6 | 長波輻射傳感器 | TBQ-350 | 1 | 臺 |
7 | 反射輻射傳感器 | TBQ-2 | 1 | 臺 |
8 | 氣象環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集儀(大屏液晶顯示,大容量存儲芯片,交直流兩用電源,鋁鎂合金室外防護箱,RS485通訊接口,支持標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊協(xié)議,GPS定位,經(jīng)緯度,海拔高度) | TNL-SE9 | 1 | 臺 |
9 | 環(huán)境觀測站臺架(四腳臺式1.5米支架,不銹鋼材質(zhì)) | TNL-SE9 | 1 | 套 |
10 | 無線通訊系統(tǒng)(數(shù)據(jù)流量卡自備) | GPRS-4G | 1 | 套 |
11 | 太陽能資源環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件(提供RS485數(shù)據(jù)通訊協(xié)議,方便客戶二次開發(fā)) | TNL-SE9 | 1 | 套 |
12 | 數(shù)據(jù)通訊線(RS232/RS485)、傳感器信號線纜、電源適配器 | 出廠標(biāo)配 | 1 | 套 |