Производитель: ( DELTA-T- DEVICES Ltd )
Устройство SPN1 измеряет полное и рассеянное излучение, а также продолжительность освещения солнечным светом – все в одном приборе!
· Полное и рассеянное излучение в Вт×м-2
· Согласно ВМО (Всемирная метеорологическая организация) порог солнечного излучения: 120 Вт×м-2 при прямом падении лучей
· Без утомительных регулировок, без совмещения полюсов
· Нет движущихся частей, затеняющих колец или моторизованного отслеживания
· Работает на любой географической широте
Пиранометр солнечного излучения представляет собой запатентованное устройство метеорологического класса со встроенным нагревателем, разработанное для длительной экспозиции вне помещения. Он является достойной альтернативой пиранометрам с затеняющим кольцом и традиционным рекордерам солнечного излучения.
Затеняющие элементы и термоэлементы располагаются таким образом, что, по меньшей мере, один термоэлемент оказывается постоянно освещенным солнечными лучами, и, по меньшей мере, один оказывается при этом полностью затененным, независимо от положения солнца на небе.
На все семь термоэлементов попадает одинаковое количество рассеянного света. По результатам измерений отдельных термоэлементов микропроцессор рассчитывает полную и рассеянную горизонтальную освещенность, а из этих значений он определяет яркость солнечного света.
Пиранометр солнечного излучения защищен патентами EP 1012633 и US 6417500
· Стеклянный колпак с прецизионным основанием
· Широкополосные датчики температуры
· Почти идеальная спектральная и косинусная чувствительность
· Стандартная чувствительность по выходу
Выходы
Пиранометр солнечного излучения имеет 2 выхода аналогового напряжения для полного и для рассеянного излучения и цифровой выход для продолжительности освещения солнечным светом, эти выходы могут подсоединяться к регистраторам данных, таким как DL2e и GP1 компании Delta-T. Данные могут поступать непосредственно с порта RS232.
Нагреватель
Внутренний нагреватель защищает пространство по колпаком от росы, льда и снега до температуры -20°С (при безветренной погоде), обеспечивая надежные результаты измерений при сложных климатических условиях.
SPN1 проверка и подтверждение - прямое и рассеянное излучение
Принципы конструкции SPN1
Принципы, используемые в пиранометре солнечного излучения, были применены и испытаны в датчике солнечного света Delta-T BF3. Была разработана оригинальная конструкция с использованием миниатюрных датчиков температуры, стеклянного колпака с высококачественным основанием и алюминиевого корпуса. Электронная часть также была разработана заново для получения более высокой точности и для уменьшения потребления мощности.
SPN1 рассчитывает интенсивность прямого излучения, вычитая интенсивность рассеянного излучения из интенсивности полного излучения.
Результаты сравнения
Экспериментальный образец данного пиранометра испытывался в течение нескольких месяцев и сравнивался с датчиками Kipp & Zonen CM6B с затеняющим диском, отслеживающим путь солнца. Сравнительные результаты показаны на рисунках на данной странице.
Wm-2
Вт×м2
SPN1 Величины прямого и рассеянного излучений (сплошные линии) в сравнении с двумя пиранометрами Kipp CM6B с отслеживанием солнца и затеняющим диском (прерывистые линии).
SPN1 Diffuse…
SPN1 рассеянное МДж×м-2
SPN1 Global…
SPN1 полное МДж×м-2
CM6B…
CM6B полное и рассеянное МДж×м-2
SPN1 интегрирование в течение дня Интенсивность полного и рассеянного освещения сравнивается с результатами, полученными с прибором Kipp СМ6В со следящим диском, сентябрь-декабрь 2004, при интегрировании в течение дня. (Обратить внимание на использование смещенных осей, чтобы сделать видимым отслеживание).
SPN1 Diffuse…
SPN1 рассеянное МДж×м-2
SPN1 Global…
SPN1 полное МДж×м-2
CM6B…
CM6B полное и рассеянное МДж×м-2
SPN1 почасовое усреднение Интенсивность полного и рассеянного освещения сравнивается с результатами, полученными с прибором Kipp СМ6В со следящим диском, сентябрь-декабрь 2004, с почасовым усреднением. (Обратить внимание на использование смещенных осей, чтобы сделать видимым отслеживание).
Спектральная чувствительность SPN1 На графиках показана спектральная чувствительность SPN1 (комбинация термоэлементов, диффузоров и колпака) и солнечный спектр на уровне земли.
Косинусоидальная чувствительность SPN1 На графиках показана косинусоидальная чувствительность SPN1 в сравнении с идеальной косинусной кривой. Верхняя кривая показывает относительную точность.
SPN1 проверка и подтверждение – продолжительность солнечного освещения
Daily…
Солнечное освещение, всего за день
Sunshine…
Продолжительность солнечного освещения в часах
WMO…
ВМО, продолжительность солнечного освещения в часах
Продолжительность солнечного освещения
Определенный ВМО порог яркости солнечного излучения составляет 120 Вт×м-2 в плоскости, перпендикулярной прямым солнечным лучам. Эту яркость можно измерить непосредственно при помощи датчиков, скорректированных горизонтально по косинусу, таким образом, в SPN1 используется алгоритм, базирующийся на отношении прямого излучения к рассеянному, в комбинации с их абсолютными значениями для оценки по стандарту ВМО с точностью до нескольких процентов.
На графике сравниваются характеристики BF3* и рекордера солнечного освещения компании Campbell-Stokes за время испытаний, равное нескольким месяцам. Согласно стандарту ВМО
типовая ошибка за день для BF3 составляла 20 минут. В противоположность этому прибор Campbell-Stokes был менее точным, показывая типовую ошибку за день порядка одного часа
*SPN1 является продвинутой версией имеющегося датчика BF3. В обоих приборах используется одинаковый алгоритм расчета часов солнечного освещения.
GP1 – Решение в области регистрации данных
Регистратор данных GP1 компании Delta-T является высокоэффективным универсальным регистратором данных, и может быть недорогим решением по регистрации данных для пиранометра SPN1. На рисунке внизу показано, каким образом GP1 может применяться для регистрации значений, измеренных SPN1, с последующей их загрузкой в компьютер или "карманный" компьютер.
На рисунке также показан альтернативный метод, в котором последовательный выход SPN1 соединен непосредственно с компьютером или с последующим устройством.
RS232 output…
Выходной интерфейс RS232 от SPN1 к компьютеру под управлением программного обеспечения SunRead с 1,5-метровым кабелем типа SPN1-RS232 для установки и тестирования
RS232 serial…
Последовательный порт RS232 от регистратора GP1 к компьютеру под управлением программного обеспечения DeltaLINK по стандартному 1,5-метровому коммуникационному кабелю для GP1 типа GP1-RS232
Optional…
Дополнительные кабели для создания сети GP1. Могут иметься гибкие выходные концы для подачи дополнительного питания на GP1 и SPN1, но не на обогреватель SPN1.
GP1
Регистратор данных GP1
Serial out…
5-контактный разъем М12 последовательного выхода
Analogue…
8-контактный разъем аналогового выхода к регистратору данных и нагревателю по кабелю типа SPN1/w-0,5
SPN1…
Питание нагревателя SPN1 12-15 В пост. 1,5 А
Области применения
Метеорология
· Солнечное излучение
· Изменение климата
· Загрязнение воздуха
· Продолжительность солнечного освещения
· Исследование облачного покрова
Агрономия и сельское хозяйство
· Изучение окружающей среды и тепловых потоков
· Анализ и моделирование растительного покрова
Архитектура и строительство
· Системы управления строительством
Эффективность использования энергии и энергетический баланс
Технические характеристики
Суммарная точность: полное и рассеянное излучение
±5% интегрирование в течение дня
±5%±10 Вт×м-2 в среднем за час
±8%±10 Вт×м-2 для отдельных показаний
Кривые точности дают доверительный интервал 95%, это означает, что 95% отдельных результатов измерений будут находиться внутри указанных предело при нормальных климатических условиях.
Разрешение
0,6 Вт×м-2 = 0,6 мВ
Диапазон
от 0 до >2000 Вт×м-2
Чувствительность по аналоговому выходу
1 мВ = 1 Вт×м-2
Диапазон аналогового выхода
0-2500 мВ
Порог статуса солнечного излучения
120 Вт×м-2 при прямо падающих лучах
Точность: статус солнечного излучения
±10% солнечных часов с учетом порога
Точность: с коррекцией на косинус
±2% от поступающего излучения под зенитным углом 0-90°
Точность: угол азимута
±5% при вращении на 360°
Температурный коэффициент
±0,02% на °С типовой (от -20 до +70°С)
Диапазон температур1
от -40 до +70°С
Перекалибровка / стабильность
Рекомендуется заводская перекалибровка через каждые 2 года
Время отклика
<200 мс
Спектральная чувствительность
400 – 2700 Нм
Нелинейность
10% типовая
Чувствительность к наклону
<1%
Сдвиг нуля
<3 Вт×м-2 при изменении окружающей температуры 5°С /ч
<3 Вт×м-2 при измерении в темноте
Изменение по широте
от -90° до +90°
Класс защиты
герметизация по классу IP67
Выход статуса солнечного излучения
нет солнца = цепь разомкнута
есть солнце = цепь замкнута на "землю"
Потребление тока
2 мА (включая питание нагревателя)
5 В – 15 В пост.
Питание нагревателя
12 В – 15 В пост., до 1,5 А
Контроль нагревателя
постоянно регулируемый выход мощностью до 20 Вт при понижении наружной температуры ниже 0°С
Наименьшие температуры при отсутствии снега и льда (при работающем нагревателе)
-20°С при скорости ветра 0 м/с
-10°С при скорости ветра 2 м/с
Монтажные крепления
3 х М5 резьбовые отверстия в основании; 108 мм диаметр окружности отверстий, отверстия располагаются через 120°
Размеры и вес
140 мм (диаметр) х 100 мм (высота), 940 г
1При следующих условиях: колпак не обледенел, кабель SPN1-RS232 не должен изгибаться при <-30°С и кабель SPN1/w-0,5 не должен изгибаться при <-5°С
Информация по заказу
Изделие
Код
Наименование
Пиранометр солнечного излучения
SPN1
Оснащен 5- и 8-полюсными разъемами. Поставляется с кабелем для передачи данных 5 м типа SPN1/w-0,5, 1,5 коммутационный кабель типа SPN1-RS232, Краткое начальное руководство и сертификат на калибровку. В поставку не включаются опорная пластина и опорный рычаг.
Опорная пластина
SPN1/BP
Выравнивающая опорная пластина для SPN1. Диаметр 150 мм, с 3-мя регулирующими винтами.
Опорный рычаг
SPN1/ARM
Опорный рычаг для SPN1. Длина 1 м, предназначен для крепления на мачте.
Упаковка десиканта
SPN1/SD
Запасная упаковка десиканта для SPN1. 2 запасных емкости с десикантом (без индикатора RH)
Удлинительный кабель 5 м
EXT/M12-0,5
Удлинительный кабель 5 м для SPN1. Соединитель – разъем IP68 М12 (гнезда) - IP68 М12 (штыри)
Удлинительный кабель 10 м
EXT/M12-10
Удлинительный кабель 10 м для SPN1. Соединитель – разъем IP68 М12 (гнезда) - IP68 М12 (штыри)
Удлинительный кабель 25 м
EXT/M12-25
Удлинительный кабель 25 м для SPN1. Соединитель – разъем IP68 М12 (гнезда) - IP68 М12 (штыри)
Перекалибровка
SPN1/CAL