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太陽輻射傳感器的監(jiān)測原理及功能特點

來源:山東仁科測控技術(shù)有限公司   2020年04月02日 08:55  

太陽是一個熾熱的氣體球,其表面溫度約為6000k,雖然它看起來好像一直沒有變化,但其實太陽一直以電磁波的形式*向外輻射能量。太陽輻射到地球的這一部分能量,給地球帶來了大量的光和熱。

太陽輻射是地球的熱量來源。據(jù)粗略估計,太陽每分鐘向地球輸送的熱能大約是250億億卡,所以沒有太陽就沒有地球生存的環(huán)境,也沒有復(fù)雜多變的天氣現(xiàn)象和千差萬別的氣候差異。目前,人類社會利用的煤、石油、天然氣、風能、水能、生物能等能源,都與太陽輻射有關(guān)。

巨大的太陽輻射對地球和人類具有不可估量的影響,所以將太陽輻射列為氣象觀測指標的重要內(nèi)容,對它進行監(jiān)測記錄分析將對人類研究太陽能、氣象、環(huán)境海洋、農(nóng)業(yè)生態(tài)、建筑材料等起到重大作用。

太陽發(fā)射及傳播的能量主要集中在短于4μm波長范圍內(nèi)的輻射,因此用于測量太陽輻射能量波長范圍在0.3~3μm之間的傳感器被稱之為太陽總輻射傳感器。

仁科太陽總輻射傳感器是基于光電原理的太陽輻射觀測裝置及實現(xiàn)方法,它由感光元件和微處理器組成,具有速度快,監(jiān)測精準,功能齊全的特點。傳感器外形美觀小巧,占用空間??;通過寬電壓DC10~30V供電,適用三線制或四線制接線方法,接線簡單,安裝方便。

太陽總輻射傳感器配置高精度的感光元件,寬光譜吸收,全光譜范圍內(nèi)吸收量高,穩(wěn)定性好;在感應(yīng)元件外安裝透光率高達95%的防塵罩,罩體采用特殊處理,能減少灰塵吸附,有效防止環(huán)境因素對內(nèi)部元件的干擾,可以較為精準的測量太陽輻射量。

光電檢測電路對太陽總輻射進行監(jiān)測,并將監(jiān)測到的信號依次傳遞到信號調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路之間進行處理和轉(zhuǎn)換,之后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號傳遞至微處理器;微處理器將接收到的數(shù)字信號進行分析計算得出太陽總輻射的實時觀測數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)輸出至檢測中心。

從輸出型號類型來說,仁科太陽總輻射傳感器包括RS485型和模擬量型兩種類型。二者的不同之處在于RS485型傳感器采用標Modbus-RTU485通信協(xié)議,可直接讀取當前太陽輻射值;模擬量型包含4-20mA、0-5V、0-10V三種信號輸出,可讀取換算當前太陽輻射值。

為了保證太陽總輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性,需將太陽總輻射傳感器安裝在四周空曠,感光面上沒有任何遮擋物的地方:首先調(diào)整好安裝支架的水平位置,使之于地面平行;使用螺絲通過安裝孔將傳感器牢牢固定在安裝支架上,并確保傳感器與地面平行。

人類對于氣候資源的認識和利用自古就有。古人很早就知道根據(jù)氣候特征的變化來安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn),現(xiàn)在,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,氣候資源的概念也有了更多的內(nèi)涵和外延。太陽能清潔無污染、可再生、能量巨大、分布普遍,而風能、水能、生物能等都是太陽能轉(zhuǎn)化形成的。

其實太陽一直在發(fā)生變化,我們利用太陽總輻射傳感器對太陽發(fā)射及傳播的能量進行實時監(jiān)測,有助于農(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進行科學(xué)研究。

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