SPN1輻射傳感器的設(shè)計(jì)原理

SPN1 采用一排7 個(gè)微型熱堆傳感器和控制器控制遮光方式來測(cè)量射入日光的直射和散射部分。遮光方式和微型熱堆傳感器的排放，使得無論太陽在什么位置，至少有1 個(gè)熱堆傳感器完全暴露在陽光下并且至少有1 個(gè)完全在陰暗處。所有7 個(gè)微型熱堆傳感器接收同樣量的散射光。根據(jù)每個(gè)熱堆的讀數(shù)，微處理器計(jì)算出總輻射和散射的地面光線，并通過這些值得估算出日照狀況。

輸出：SPN1 為總輻射和散射提供了兩個(gè)模擬電壓輸出及日照時(shí)數(shù)的數(shù)字輸出。這些輸出信號(hào)與數(shù)據(jù)記錄器相連，如Delta- T 的DL2e 及GP1。也可以直接通過RS232 串口連接電腦獲取讀數(shù)。

加熱器：在結(jié)露、結(jié)冰、下雪的情況下，內(nèi)置的加熱器可使玻璃圓頂仍保持透明，確保在惡劣的氣候條件下也能測(cè)得可靠的數(shù)據(jù)。

SPN1的設(shè)計(jì)原理：SPN1 的設(shè)計(jì)原理被試用在Delta-T 的BF3 輻射傳感器上，并通過了有效測(cè)試。采用微型熱堆傳感器，高質(zhì)量的玻璃圓頂和鋁制外殼，大大改進(jìn)了最初的設(shè)計(jì)。內(nèi)部電子元件為重新設(shè)計(jì)為高精確度、低功耗元件。SPN1 將總輻射減去散射可以得出直接輻射。

實(shí)驗(yàn)比較結(jié)果：

SPN1 與Kipp & Zonen CM6B

Kipp & Zonen CM6B 傳感器中的一個(gè)被太陽追蹤圓盤遮蓋住。以下展示了樣品的測(cè)試結(jié)果。（SPN1無需太陽追蹤部件）

日照時(shí)數(shù)：日照亮度的WMO 極限為與太陽直接光束垂直的平面上所接收到的120W. m-2.. 它不能使用地面余弦校正傳感器直接測(cè)量，因此SPN1 采用一個(gè)基于直接輻射散射比率的運(yùn)算法則，并結(jié)合它們的絕對(duì)值來估算其在WMO 標(biāo)準(zhǔn)的少數(shù)百分比內(nèi)。此圖表為BF3 和Campbell-stocks 日照記錄計(jì)，在數(shù)月內(nèi)試驗(yàn)的結(jié)果比較圖。依據(jù)WMO標(biāo)準(zhǔn)，BF3 的每日誤差為20 分鐘。相對(duì)應(yīng)的，Campbell-stocks 的精確度更差，每日誤差將近1個(gè)小時(shí)。SPN1 是目前BF3 的日照傳感器的高級(jí)版本，使用的是相同的日照時(shí)數(shù)運(yùn)算法則。