地面长波辐射传感器

数字高精度太阳净辐射传感器太阳辐射是地球一大气系统重要的能量来源，也是产生大气运动的主要动力，它从根本上决定着地球一大气的热状况。太阳辐射在地球上的分布和变化，在气候变化及气候模式研究中有重要意义。太阳辐射的计算方法之一就是利用有限的地面辐射观测站资料与影响太阳辐射的各类因子建立统计模型来实现的。太阳总辐射与大气组成、气体吸收、分子和粒子散射以及辐射传输理论研究密切相关。世界气象组织《气象仪器和观测方法指南》给出了6种太阳净辐射传感器灵敏度的校准方法，用太阳或用实验室辐射源校准太阳净辐射传感器：①在直接太阳光束下，与标准直接辐射表（简称标准直表）比对和与有遮挡的总表进行散射部分的比较（简称成分和法）；②用太阳作为太阳净辐射传感器辐射源，与标准直表比对，此时太阳净辐射传感器应有一可移动的遮光盘（简称遮／不遮法）；③用太阳作为辐射源，使用标准直表和2台被校准的总表交替测量总辐射和散射辐射（简称迭代法）；[img=太阳净辐射传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211150923452770_8442_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]④用太阳作为辐射源，在其他的自然的暴露状态下（例如，均匀的多云天空），与标准太阳净辐射传感器比较（简称平行比对法）；⑤在实验室中，在人造光源光台上，以垂直入射方式或以某特定的方位角和高度角入射的方式，与预先在室外检定过的相似的太阳净辐射传感器比对（简称太阳模拟器法）；⑥在实验室中，借助于一个模拟天空散射辐射的积分球腔体，与预先在室外检定过的相似的太阳净辐射传感器比对（简称积分球法）。太阳净辐射传感器的校准包括确定其灵敏度系数及其对环境条件的依从关系，如：温度、辐照度的强弱、光谱分布、角度分布、时间变化、仪器倾斜等。随着科学技术的发展，对太阳辐射测量数据准确度的要求也更加多样化，也就是说，不同的目的，对应着使用不同级别的太阳净辐射传感器，也就需要不同的量值传递方法。[img=太阳净辐射传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211150924064203_4797_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]

太阳能总辐射传感器接线与安装气象站进行总辐射观测，应在日出前把金属盖打开，太阳能总辐射传感器就开始感应，记录仪自动显示总辐射的瞬时值和累计总量。日落停止观测后加盖。若夜间无降水或无其他可能损坏仪器的现象发生，太阳能总辐射传感器也可不加盖。太阳能总辐射传感器开启与盖上金属盖应特别小心，要旋转到上下标记点对齐，才能开启或盖上。由于石英玻璃罩贵重且易碎。启盖金属盖时动作要轻，不要碰玻璃罩。冬季玻璃罩及其周围如附有水滴或其他凝结物，应擦干后再盖上，以防结冻。一旦把金属盖冻住很难取下时，可用吹风机吹出的热风使太阳能总辐射传感器冻结物溶化或采用其他方法将盖取下，但要仔细以免损坏玻璃罩。[img=太阳能总辐射传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205060906513507_8717_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]太阳能总辐射传感器维护和检查流程包括：仪器安装位置是否水平，感应面与玻璃罩是否完好等。1、太阳能总辐射传感器表面是否清洁，玻璃罩如有尘土、霜、雾、雪和雨滴时，应用镜头刷或鹿皮及时清除干净，注意不要划伤或磨损玻璃。2、太阳能总辐射传感器玻璃罩不能进水，罩内也不应有水汽凝结物。检查干燥器内硅胶是否变潮，如果由蓝色变成红色或白色后就不能继续使用，否则要及时更换。太阳能总辐射传感器受潮的硅胶，可在烘箱内烤干变回蓝色后再使用。3、太阳能总辐射传感器防水性能较好，一般短时间或小的降水可以不加盖。但降大雨、雪、冰雹等，或较长时间的雨雪，为保护仪器，观测员应根据具体情况及时加盖，雨停后即把盖打开。[img=太阳能总辐射传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205060907166575_6726_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]

太阳辐射测试传感器室外辐照仪太阳辐射测试传感器温度响应误差：在研制标准太阳辐射测试传感器时，重点解决温度变化引起的测量误差，在大量试验与研究的基础上，根据各自仪器的温度特性，增加了温度补偿电路，这样大大地改善了温度性能。由实验结果可知，按检定时的环境温度为20±10估算，则温度误差≤1％。射角响应误差：由于太阳光线一年四季照射到仪器上的轨迹在变化，所以太阳辐射测试传感器具有入射角响应特性。人射角响应误差是指余弦响应和方位相应对理想值的偏差。在检定规程规定，太阳高度要大于30度。这样经过3-4小时的测定，对室外检定结果的分析与比较，结果的平均值基本上落在中午12时一13时之间，一般情况，这时太阳高度已超过40度。我们在研制标准太阳辐射测试传感器时，在制造工艺与选择材料等方面对于入射角进行了特别研究与试验，改进了其入射角响应特性。根据对余弦响应和方位响应误差的测定，则估计此项误差在控制范围之内。[img=太阳辐射测试传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211100908023817_8235_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]太阳辐射测试传感器操作误差主要是由于仪器水平调节造成的误差。室外检定时，将水平泡调整到水平器的中间位置。在一般情况下可造成0．20调节误差。然而灵敏度的检定要求太阳高度大于300，因进行几个小时的检定，经统计一般鉴定结果值均在400以上，所以造成测量结果的误差小于O．5％。光谱响应误差对理想的热点式太阳辐射测试传感器来说，在此期间0．3—3．0run光谱范围内，仪器的响应应该是无选择性的，但由于仪器的玻璃罩和感应面的图层，使得仪器产生光谱响应误差，确定仪器光谱响应误差的试验是很困难的。所以从两个方面进行误差估计。其一是玻璃罩，生产的这种仪器的玻璃罩均为石英玻璃罩，它在0．3—3．O光谱范围内的透过率是平坦的；其二是仪器感应面涂层为无光黑漆，对光谱应没有选择。再者，检定条件限定在天气晴朗，太阳高度角大于30。以上，这样估计光谱响应造成的误差小于1％。[img=太阳辐射测试传感器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211100909031791_3899_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]