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PC-2-T太阳辐射观测站
太阳辐射是气象观测指标中重要内容,根据国际气象组织WMO标准要求,太阳辐射标准观测分为:(总辐射、散射辐射、直接辐射、反射辐射、净全辐射), 太阳辐射分光谱观测分为:(紫外光,可见光,紫蓝光,绿光,澄红光,红外光)对此项内容的记录分析将对人类研究太阳能、气象、环境海洋、农业生态、建筑材料等起到重大作用。
一、概念及技术指标
1、总辐射
水平表面上,在2π立体角内所接收到的太阳直接辐射和散射太阳辐射之和称为总辐射(短波)。总辐射是辐射观测最基本的项目。总辐射用总辐射表(亦称天空辐射表)测量。
总辐射表技术参数
A.通道数:第1路
B.光谱范围:280----3000nm
C.灵敏度:7~14μV/w.m-2
D.响应时间: ≤30秒(99%)
E.显示分辩率:1W
F.内阻:约350Ω
G.稳定性:±2%
H.余弦响应:≤±7%(太阳高度角10时)
I.温度特性:±2%(-20℃~+40℃)
J.非线性:±2%
K.重量:2.5kg
L.精度: <5%
M.测试范围:0~4000W/m2
N.信号输出:0~20mV
2、净全辐射
由天空(包括太阳和大气)向下投射的和由地表(包括土壤、植物、水面)向上投射的全波段辐射量之差称为净全辐射,简称净辐射。净全辐射是研究地球热量收支状况的主要资料。净全辐射为正表示地表增热,即地表接收到的辐射大于发射的辐射,净全辐射为负表示地表损失热量。净全辐射用净全辐射表测量。
净全辐射表技术参数
A.通道数:第2路
B.光谱范围:280-----50000nm
C.灵敏度:7~14μV/W.m-2
D.显示分辩率:1W
E.内阻:约350Ω
F.时间响应:不大于1分钟(99%)
G.感应面一致性:±10%
H.使用环境温度:-45℃~+40℃
I.精度:±5%
J.重量:0.5kg
K.测试范围:0~4000W/m2
L.信号输出:0~20mV
3、直接辐射
测量垂直太阳表面(视角约0.5°)的辐射和太阳周围很窄的环形天空的散射辐射称为太阳直接辐射。太阳直接辐射是用太阳直接辐射表(简称直接辐射表或直射表)测量。
直接辐射表技术参数:
A.通道数:第3路
B.光谱范围:280----3000nm
C.灵敏度:7~14μV/W.m-2
D.响应时间:≤30秒(99%)
E.显示分辩率:1W
F.内阻:约100Ω
G.跟踪精度:24小时小于±1°
H.稳定性:±1%
I.温度特性:±1%(-20℃~+40℃)
J.重量:5kg
K.测试范围:0~4000W/m2
L.电源电压: DC 12V ±l5% AC 220V±l0%
M.测试精度:±2%
N.信号输出:0~20mV
4、散射辐射和反射辐射
总辐射中把来自太阳直射部分遮蔽后测得为散射辐射或天空辐射。感应面朝下所接所的为反射辐射。散射辐射和反射辐射都是短波辐射。这两种辐射均用总辐射表配上有关部件加以测量。
4.1散射辐射表(总辐射+遮光环装置)技术参数 :
A.通道数:第5路
B.光谱范围:280----3000nm
C.灵敏度:7~14μV/w.m-2
D.响应时间: ≤30秒(99%)
E.显示分辩率:1W
F.内阻:约350Ω
G.稳定性:±2%
H.余弦响应:≤±7%(太阳高度角10时)
I.温度特性:±2%(-20℃~+40℃)
J.非线性:±2%
K.重量:2.5kg
L.精度: <5%
4.2反射辐射表技术参数
A.通道数:第4路
B.光谱范围:280-----3000nm
C.灵敏度:7~14μV/w.m-2
D.响应时间: ≤30秒(99%)
E.显示分辩率:1W
F.内阻:约350Ω
G.稳定性:±2%
H.余弦响应:≤±7%(太阳高度角10时)
I.温度特性:±2%(-20℃~+40℃)
J.非线性:±2%
K.重量:2.5kg
L.精度: <5%
M.测试范围:0~4000W/m2
N.信号输出:0~20mV
5、TBQ-4-5型分光谱辐射表
A. 该表是与各种记录器及计算机配接使用,均能精确地测量出太阳的总辐射量、红外、可见光,蓝紫光,绿光,红澄光及紫外光辐射量的一次仪表。广泛应用于农业气象、植物生理研究、太阳能利用、海洋考察、建筑材料老化及大气污染等科学研究。
B.技术参数
1.灵敏度:7~14μV/W.m-2
2.响应时间:不大于20秒(99%)
3.内阻:小于400Ω
4.温度特性:约0.05%℃(温度环境-20℃~+50℃ 范围内)
5.稳定性:不大于±2%
6.余弦:天顶角0°~70°偏离标准±3%,天顶角70°~80°偏离标准±7%
7.方位:无
8.工作光谱范围:可见光辐射位于400nm和700nm之间,波长短于400nm的辐射称之为紫外辐射,波长长于700nm的辐射称之为红外辐射,则采用的玻璃罩的波长如下:
石英罩:0.28~3.2µm
JB400黄罩:0.395~3.2µm
CB500 0.500~3.2µm
RB600 0.599~3.2µm
HB700 红罩:0.700~3.2µm
9.工作辐射强度(0~1.4Kw/m2)
10.工作环境-50℃~+50℃,相对湿度90%(40℃)
11.重量:2.5kg
C.主要功能
本品配套使用,可测出总辐射量,红外光谱区、可见光区和紫外光谱区的太阳辐射量。
1.石英罩表可以单独测量大地总辐射量。
2.石英罩表(280nm)和JB400(黄)罩表同时使用,其测得辐射量之差即为紫外区辐射量 (UVAB),其中石英罩表(280nm)与石英罩表(320nm)辐射量之差为紫外-B波段辐射量,石英罩表(320nm)与JB400黄罩表测得辐射量之差为紫外-A波段辐射量。
3.JB400(黄)罩表和HB700(红)罩表同时使用,其测得的辐射量之差即为可见光辐射量。
4.在可见光区可增加CB500和RB600两种表(可测量蓝光,绿光)。
5.HB700(红)罩表可以单独测量红外区辐射量。
D.太阳辐射与农业
不同波段的辐射对植物生命活动起着不同的作用,它们在为植物提供热量、参与光化学反应及光形态的发生等方面,各起着重要作用。
1.波长大于1.00µm的辐射,被植物吸收转化为热量,影响植物体温和蒸腾作用,可促进干物质的积累,但不参加光和作用。
2.波长在1.00µm~0.72µm的辐射,只对植物伸长起作用,其中0.78µm~0.80µm的远红外光,对光周期及种子形成有重要作用,并控制开花与果实的颜色。
3.波长在0.72µm~0.61µm的红光和橙光,可被植物体内叶绿素强烈吸收,光合作用最强。并表现为强光周期作用。
4.波长在0.61µm~0.51µm的绿光,表现为低光合作用和弱形成作用。
5.波长在0.51µm~0.40µm的蓝紫光,可被叶绿素和黄色素较强烈地吸收,表现为次强的光合作用与成形作用。
6.波长在0.40µm~0.32µm的紫外光,它主要起成形和着色作用,如使植物变矮、颜色变深、叶片变厚等。
7.波长在0.32µm~0.28µm的紫外线,它对大多数植物有害。
8.波长在0.28µm的远紫外线可立即杀死植物。
6.PC—2型太阳辐射记录仪
PC—2型太阳辐射记录仪(以下简称记录仪)是新一代的太阳辐射记录仪,它与通用的PC电脑配合使用,外接各种辐射传感器,用于观测记录太阳的总辐射、散射、直辐射、反射、净辐射等各种辐射量,具有测试精度高、人机界面友好、人工干预少、交直流电共用等特点。
PC—2型太阳辐射记录仪技术参数
A.输入通道数:5路
B.输入范围:±25mV
C.准 确 度:0.5%
D.仪器内分辨率:±1μV
E.显示精度:1W
F.显示方式:大屏幕液晶显示
G.显示内容:辐射瞬时值、小时累计量及最大值、日累计量及最大值
H.数据存贮容量:记录仪内最多可记录7天数据
I.供电电压:AC:220V±10% 50Hz DC:12V
J.电池供电:选用PC-2 UPS电源(在无交流电情况下,系统可连续工作七天以上)
K.功耗:充电时<30w 非充电时<10w
L.工作温度:-10℃~+70℃
M.遥测距离:大于150m
N.最大相对湿度:≤95%
O.通讯接口:标准RS232计算机通讯口
P.软件在WINDOWS98以上环境运行,即可将记录仪内的数据下载存入微机,以EXCEL文件格式存储。
二.系统配置:
PC-2-T太阳辐射标准观测站系统配置(标准5要素)
序号 名称 型号 数量 单位
1 太阳辐射记录仪 PC-2 1 台
2 总辐射表 TBQ-2 1 台
3 散射辐射表 TBD-1 1 套
4 自动跟踪直接辐射表 TBS-2-2 1 台
5 净全辐射表 TBB-1 1 台
6 反射辐射表 TBQ-2 1 台
7 辐射观测台架 PC-2-TJ 1 套
8 太阳辐射站观测软件(光盘) PC-2 1 张
9 辐射表电缆(100米/条,共5条) 1 套
PC-2-T太阳辐射分光谱观测站系统配置(5要素)
观测光谱:紫外,光合(光量子),蓝紫光,绿光,橙红光,红外光
序号 名称 型号 数量 单位
1 太阳辐射记录仪 PC-2 1 台
2 分光谱辐射表 TBQ-4-5 1 套
3 辐射观测台架 PC-2-TJ 1 台
4 太阳辐射站观测软件(光盘) PC-2 1 张
5 辐射表电缆(100米/条,共5条) 1 套
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