太陽輻射五要素測(cè)量系統(tǒng) 太陽輻射數(shù)據(jù)采集器 太陽輻射分析儀
型號(hào):HJ07-HT-400
一、整 體 說 明：
該系統(tǒng)由總輻射表、散射輻射表、直接輻射表、反射輻射表、凈全輻射表、記錄儀和組合支架組成，可全天候測(cè)量太陽輻射的五個(gè)要素，記錄儀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)7天，RS-232通訊（可轉(zhuǎn)485或擴(kuò)展成GPRS無線通信模式），上位機(jī)服務(wù)軟件嚴(yán)格按照國(guó)家《地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)文件和記錄簿表格式》進(jìn)行開發(fā)，記錄儀內(nèi)采集運(yùn)算按《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》和監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)司相關(guān)規(guī)定進(jìn)行開發(fā)，除提供規(guī)范的月報(bào)表外還提供日?qǐng)?bào)表，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（每分鐘上傳一次數(shù)據(jù)）,24小時(shí)輻射強(qiáng)度曲線，地方平均太陽時(shí)換算等諸多功能。
二、組成：
序號(hào)
名稱
套
1HT 數(shù) 據(jù) 采 集 器（5路）1
2總輻射表1
3散射輻射表1
4直接輻射表1
5凈全輻射表1
6反射輻射表1
7專用支架 1
8系統(tǒng)光盤1
三、技術(shù)參數(shù)：
● HT數(shù)據(jù)采集器
① 信號(hào)采集方式采用24位高精度AD，采集精度高、穩(wěn)定性好、線性度精準(zhǔn)。
② 采用后臺(tái)可視化軟件系統(tǒng)，提高儀器數(shù)據(jù)采集過程的透明度，使操作人員從理性理解產(chǎn)品特性。
③ 自動(dòng)生成各種表格，便于查閱。
④ 歷史數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)度可以設(shè)定，數(shù)據(jù)最長(zhǎng)可以保存10年以上。
⑤ 電源系統(tǒng)智能化自動(dòng)管理
⑥ 通過對(duì)上位機(jī)操作可以檢測(cè)下位機(jī)和傳感器的工況狀態(tài)，減少操作人員勞動(dòng)負(fù)荷。
⑦ 對(duì)含有正負(fù)區(qū)間信號(hào)的信號(hào)源，采集無階越失真。
⑧ 選配太陽能硅光電池充電系統(tǒng)，可以組建野外輻射測(cè)量站。
⑨ 針對(duì)客戶在軟件和硬件方面的特殊要求，可進(jìn)行二次開發(fā)滿足客戶的特殊要求
● 總輻射表
用途
總輻射主要測(cè)量0.3～3.0μm光譜范圍的輻射量，其中包括水平面上的太陽輻射、天空向下的散射輻射， 以及地面對(duì)上述兩項(xiàng)輻射的反射輻射的測(cè)量。
結(jié)構(gòu)及原理
1．該表為熱電效應(yīng)原理：感應(yīng)元件采用繞線電鍍式熱電堆，其表面涂有高吸收率、高發(fā)射率的黑色涂層，其涂層可保證儀表的方位響應(yīng)和余弦響應(yīng)的偏差很小。熱接點(diǎn)在感應(yīng)面上，而冷結(jié)點(diǎn)則位于機(jī)體內(nèi)，冷熱接點(diǎn)產(chǎn)生溫差電勢(shì)。然后換算成輻射通量密度，在線性范圍內(nèi)，輸出信號(hào)與太陽輻射照度成正比。
2．防風(fēng)玻璃半球罩的選擇：采用美國(guó)JGS３石英玻璃，在透過波長(zhǎng)為350～2600納米的范圍內(nèi)，玻璃均勻平滑地保持0.95以上的透過率。防風(fēng)玻璃罩為雙層，內(nèi)罩對(duì)紅外波段有隔絕功能，這樣可以使輻射測(cè)量于短波部分，內(nèi)罩同時(shí)可以隔絕外罩的紅外輻射。
3．儀表內(nèi)安放了精密器件組成的集成電路，對(duì)儀器輸出的非線性進(jìn)行了補(bǔ)償，減小儀表受溫度和非線性的影響。
技術(shù)參數(shù)
靈敏度：7～14μV／w.m-2
響應(yīng)時(shí)間：≤30秒(99％)
內(nèi)阻：約350Ω
精確度： ±2％
余弦響應(yīng)偏差：≤±5％(太陽高度10°)
溫度特性： ±2％(-20℃～＋40℃)
非線性：±2％
重量：2.5kg
測(cè)試范圍：O～2000W／m2
信號(hào)輸出：0～20mV
使用安裝與維護(hù)
1．總輻射表是氣象臺(tái)站進(jìn)行輻射觀測(cè)的儀器，首先要考慮的是安裝場(chǎng)地的條件，要使玻璃半球罩上半部沒有障礙物遮擋，使整個(gè)半球的輻射都來自于天空，要保證障礙物不遮擋直接太陽輻射，因此在儀器的正東和正西方應(yīng)當(dāng)有較好的觀測(cè)條件。
2．將輻射表水平安裝在觀測(cè)平臺(tái)上，使表輸出插頭朝北，調(diào)好水平并固定，再把總表輸出線與記錄儀連接。
3．下雨及冰雹時(shí)應(yīng)停止觀測(cè)，扣上保護(hù)蓋。為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，觀測(cè)人員應(yīng)定期擦拭玻璃罩上塵土，如發(fā)現(xiàn)干燥劑硅膠粒變色應(yīng)及時(shí)更換。
● 散射輻射表
用途
總輻射中把來自太陽直射部分遮蔽后測(cè)得值稱為散射輻射或天空輻射。散射輻射檢測(cè)的仍是短波輻射．散射輻射表可用于連續(xù)測(cè)定天空的散射輻射強(qiáng)度。
結(jié)構(gòu)與原理
散射輻射表由總輻射表和遮光環(huán)裝置構(gòu)成．遮光環(huán)裝置由底板調(diào)節(jié)支架，遮光環(huán)本體三部分組成。底版支架起固定，調(diào)整，標(biāo)定南北的功能。調(diào)節(jié)支架功能有雙重性，即可以因散射輻射表的特定要求調(diào)節(jié)緯度，又可以調(diào)節(jié)赤緯角。總輻射表與遮光環(huán)裝置配裝使用時(shí)，很方便。
技術(shù)參數(shù)
靈 敏 度： 7～14μV／w.m-2
響應(yīng)時(shí)間： ≤30秒(99％)
內(nèi) 阻： 約350Ω
精 確 度： ±2％
余弦響應(yīng)偏差：≤±5％(太陽高度10°)
溫度特性： ±2％(-20~C～＋40℃)
非 線 性： ±2％重量：2.5kg
測(cè)試范圍： O～2000W／m2
信號(hào)輸出： 0～20mV
安裝使用與維護(hù)
安裝：１ 標(biāo)對(duì)南北
２ 調(diào)水平
３ 調(diào)節(jié)緯度
４ 標(biāo)定赤緯角
５ 整體調(diào)整
使用：
散射輻射表使用時(shí)，在日出之前，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)支架上的調(diào)整手輪，使遮光環(huán)本體軸向移動(dòng)，移動(dòng)距離按當(dāng)日赤緯角計(jì)算的要求確定．其目的在于保證遮光環(huán)本體能夠在一天的測(cè)量中全時(shí)段地遮住太陽的直接輻射．同時(shí)應(yīng)按照相關(guān)工作規(guī)程定期巡視遮光環(huán)主體是否全部遮住總輻射表感應(yīng)面．如發(fā)現(xiàn)偏移，應(yīng)及時(shí)調(diào)整．
維護(hù)：
遮光環(huán)裝置只有調(diào)節(jié)支架是動(dòng)配合部分，雖然主體材質(zhì)都由不銹鋼制造，但在環(huán)境惡劣的地區(qū)，仍會(huì)受到污染，至使相關(guān)部件滯澀，轉(zhuǎn)距加大，不易調(diào)節(jié)．平時(shí)維護(hù)應(yīng)在調(diào)節(jié)支架上的絲杠和導(dǎo)桿上涂有潤(rùn)滑脂，以保證調(diào)節(jié)支架旋轉(zhuǎn)靈活和導(dǎo)向平滑。平時(shí)可用濕布擦拭散表上的灰塵，不可用汽油和含苯的有機(jī)液體擦拭表體，以免對(duì)表體漆面造成腐蝕而影響其使用壽命．
● 直接輻射表
結(jié)構(gòu)與工作原理：
1. 該表為熱電效應(yīng)原理：感應(yīng)元件采用繞線電鍍式熱電堆，其表面涂有高吸收率、高發(fā)射率的黑色涂層，其涂層可保證儀表的方位響應(yīng)和余弦響應(yīng)的偏差很小。熱接點(diǎn)在感應(yīng)面上，而冷結(jié)點(diǎn)則位于機(jī)體內(nèi)，冷熱接點(diǎn)產(chǎn)生溫差電勢(shì)。然后換算成輻射通量密度。為了只讓太陽輻射到達(dá)感應(yīng)面，使用一個(gè)0.5°張角的遮光圓筒。遮光筒的α角為10°，內(nèi)有數(shù)層光柵，可減少光漫射。對(duì)準(zhǔn)太陽時(shí)，太陽的光恰好落在筒底的熱電堆感應(yīng)面上，熱電堆的引線通過跟蹤裝置連接到記錄儀。
2. 跟蹤裝置采用12V直流步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)有微機(jī)控制并準(zhǔn)確跟蹤太陽軌跡。
技術(shù)參數(shù)：
靈敏 度：7～14μV／w.m-2
響應(yīng)時(shí)間：≤30秒(99％)
內(nèi) 阻：約80Ω
精確 度： ±2％
跟蹤精度：96h±30s
溫度特性： ±2％(-20~C～＋40℃)
非線 性：±2％
重 量：2.5kg
測(cè)試范圍：O～2000W／m2
信號(hào)輸出：0～20mV
安裝使用與維護(hù)：
1. 將直接輻射表的底板固定在觀測(cè)平臺(tái)上。調(diào)整水平，根據(jù)當(dāng)?shù)鼐暥却_定直接輻射表緯度盤緯度位置。
2. 根據(jù)使用說明書中時(shí)差表(附表二)及當(dāng)?shù)亟?jīng)度計(jì)算出當(dāng)?shù)兀ㄕ嫣枙r(shí)），鈕動(dòng)跟蹤裝置后鈕子開關(guān)跟蹤到確定位置后，再調(diào)回到自動(dòng)跟蹤狀態(tài)。
3. 按使用說明書中赤緯角表(附表三)調(diào)整光筒高低。
4. 確定底盤方向，使光筒上校正光點(diǎn)重合，再把底盤固定牢固。
以上步驟可反復(fù)操作，直至使光筒上校正光點(diǎn)重合。
● 凈全輻射表
凈輻射的觀測(cè)是地表與大氣體系輻射收支的最終結(jié)果，是一項(xiàng)重要的輻射觀測(cè)內(nèi)容，測(cè)量的是全波段輻射。
結(jié)構(gòu)與原理：
儀器上下各有兩個(gè)防風(fēng)罩，它的材料是聚乙烯薄膜，它在3000-12000nm的長(zhǎng)波輻射帶中也有很好的透過率，多壓制成半球形，在觀測(cè)時(shí)利用膜片泵將干燥的空氣壓入半球罩體，以保持它的外形。
儀器的感應(yīng)面分上、下兩塊黑片，利用熱電堆測(cè)得兩塊感應(yīng)面的溫差電動(dòng)勢(shì)。
技術(shù)參數(shù)：
正負(fù)靈敏度：7～14μV／w.m-2
響應(yīng)時(shí)間：≤30秒(99％)
內(nèi)阻：約350Ω
精確度： ±2％
余弦響應(yīng)偏差：≤±5％(太陽高度10°)
溫度特性： ±2％(-20℃～＋40℃)
非線性：±2％
重量：2.5kg
測(cè)試范圍：0～2000W／m2
信號(hào)輸出：-20～20mV
使用安裝與維護(hù)：
1．首先要考慮的是安裝場(chǎng)地的條件，使塑料半球罩上半部沒有障礙物遮擋，使整個(gè)半球的輻射都來自于天空，限度要保證障礙物不遮擋直接太陽輻射，因此在儀器的正東和正西方應(yīng)當(dāng)有較好的觀測(cè)條件，地面草坪草高度不超過20cm，黃土地、沙地均可，不宜瀝青地面。
2．凈輻射表水平安裝在觀測(cè)平臺(tái)上，頭部探出20cm左右，表體南北方向放置，表輸出插頭朝下，調(diào)好水平并固定，再把凈表輸出線與記錄儀連接。
3．下雨及冰雹時(shí)應(yīng)停止觀測(cè)，扣上保護(hù)蓋。為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，觀測(cè)人員應(yīng)定期給凈表充氣，如發(fā)現(xiàn)干燥劑變色，應(yīng)及時(shí)更換。
● 反射輻射表
用途
總輻射主要測(cè)量0.3～3.0μm光譜范圍的輻射量，當(dāng)總輻射表感應(yīng)面朝下時(shí)所接受的為反射輻射。反射輻射表與總輻射表結(jié)構(gòu)參數(shù)基本相同。
結(jié)構(gòu)及原理
1．該表為熱電效應(yīng)原理：感應(yīng)元件采用繞線電鍍式熱電堆，其表面涂有高吸收率、高發(fā)射率的黑色涂層，其涂層可保證儀表的方位響應(yīng)和余弦響應(yīng)的偏差很小。熱接點(diǎn)在感應(yīng)面上，而冷結(jié)點(diǎn)則位于機(jī)體內(nèi)，冷熱接點(diǎn)產(chǎn)生溫差電勢(shì)。然后換算成輻射通量密度，在線性范圍內(nèi)，輸出信號(hào)與太陽輻射照度成正比。
2．防風(fēng)玻璃半球罩的選擇：采用美國(guó)JGS３石英玻璃，在透過波長(zhǎng)為350～2600納米的范圍內(nèi)，玻璃均勻平滑地保持0.95以上的透過率。防風(fēng)玻璃罩為雙層，內(nèi)罩對(duì)紅外波段有隔絕功能，這樣可以使輻射測(cè)量于短波部分，內(nèi)罩同時(shí)可以隔絕外罩的紅外輻射。
3．儀表內(nèi)安放了精密器件組成的集成電路，對(duì)儀器輸出的非線性進(jìn)行了補(bǔ)償，減小儀表受溫度和非線性的影響。
技術(shù)參數(shù)
靈敏度：7～14μV／w.m-2
響應(yīng)時(shí)間：≤30秒(99％)
內(nèi)阻：約350Ω
精確度： ±2％
余弦響應(yīng)偏差：≤±5％(太陽高度10°)
溫度特性： ±2％(-20℃～＋40℃)
非線性：±2％
重量：2.5kg
測(cè)試范圍：O～2000W／m2
信號(hào)輸出：0～20mV
使用安裝與維護(hù)
1．總輻射表是氣象臺(tái)站進(jìn)行輻射觀測(cè)的儀器，首先要考慮的是安裝場(chǎng)地的條件，要使玻璃半球罩上半部沒有障礙物遮擋，使整個(gè)半球的輻射都來自于天空，要保證障礙物不遮擋直接太陽輻射，因此在儀器的正東和正西方應(yīng)當(dāng)有較好的觀測(cè)條件。
2．將輻射表水平安裝在觀測(cè)平臺(tái)上，使表輸出插頭朝北，調(diào)好水平并固定，再把總表輸出線與記錄儀連接。
3．下雨及冰雹時(shí)應(yīng)停止觀測(cè)，扣上保護(hù)蓋。為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，觀測(cè)人員應(yīng)定期擦拭玻璃罩上塵土，如發(fā)現(xiàn)干燥劑硅膠粒變色應(yīng)及時(shí)更換。
四、通訊與用電
通訊接口:標(biāo)準(zhǔn)RS232計(jì)算機(jī)通訊口。
供電方式:市電或12v直流電，同時(shí)可選配太陽能電池等供電方式。
存儲(chǔ)能力:下位機(jī)循環(huán)保存數(shù)據(jù)，系統(tǒng)服務(wù)軟件存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)度可設(shè)定，最長(zhǎng)10年。
五、使用環(huán)境
工作環(huán)境要求:-40℃～+50℃。
六、包裝與運(yùn)輸
該系統(tǒng)發(fā)貨時(shí)為木質(zhì)外殼包裝，支架為纏縛包裝，運(yùn)輸是中國(guó)鐵路快運(yùn)系統(tǒng)，如貴處鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)不能到達(dá)，請(qǐng)于采購(gòu)時(shí)特別說明。
