總輻射表

總輻射表

總輻射表,又稱天空輻射表,是用來測量水平面上,在2π立體角內所接收到的太陽直接輻射和散射太陽輻射之和的總輻射(短波)。是輻射觀測最基本的項目,多用於太陽能輻射站上總輻射數據監測。

基本介紹

  • 中文名:總輻射表
  • 外文名:pyranometer
  • 工作原理:熱電效應原理
  • 常見型號:TBQ-2型、TBQ-2-B型、TBQ-7型
測量原理,技術參數,安置條件,使用與維護,故障檢查,

測量原理

1、TBQ-2L總輻射表由雙層石英玻璃罩、感應元件、遮光板、表體、乾燥劑等部分組成。
TBQ-2L型總輻射表TBQ-2L型總輻射表
感應元件是該表的核心部分,它由快速回響的繞線電鍍式熱電堆組成。感應面塗3M無光黑漆,感應面為熱結點,當有陽光照射時溫度升高,它與另一面的冷結點形成溫差電動勢,該電動勢太陽輻射強度成正比。
2、TBQ-2L總輻射表雙層玻璃罩是為了減少空氣對流輻射表的影響。內罩是為了截斷外罩本身的紅外輻射而設的。
3、TBQ-2L總輻射表輸出輻射量(W/m)=測量輸出電壓信號值(μV)÷靈敏度係數(μV/W·m),每個感測器分別給出標定過的靈敏度係數。
工作原理
該表為熱電效應原理,感應元件採用繞線電鍍式多接點熱電堆,其表面塗有高吸收率的黑色塗層。熱接點在感應面上,而冷結點則位於機體內,冷熱接點產生溫差電勢。線上性範圍內,輸出信號與太陽輻照度成正比。為減小溫度的影響則配有溫度補償線路,為了防止環境對其性能的影響,則用兩層石英玻璃罩,罩是經過精密的光學冷加工磨製而成的。

技術參數

1.靈敏度:7~14μV/w/m-2
2.回響時間:≤30秒(99%);
3.內阻:約350Ω;
4.穩定性:±2%;
5.餘弦回響:≤±5%(太陽高度角10°時);
6.溫度特性:±2%(-20℃~+40℃);
7.非線性:±2%;
8.重量:2.5kg;
9.測試範圍:0~2000W/m2
10.信號輸出:0~20mV;
11.測試精度:小於5%;

安置條件

總輻射表應安置在四周空曠,儀器感應面上終年沒有任何障礙物的地方。如果達不到此條件,應選擇儘可能避開障礙物(人為或自然)一定距離,且任何時刻障礙物的影子均不能投在儀器感應面的地方。一年內任何時間日出和日落方位,高度角不超過5°的障礙物。同時不要靠近淺色牆壁或其他反射陽光的物體。還應儘量避開地方性霧、煙塵等大氣污染嚴重的地方。
總輻射表一般安置在觀測場內,如果觀測場條件不具備,也可以安置在符合抗訴條件的樓頂平台上。  總輻射表應牢固安裝在專用的台柱上。台柱是用一根金屬管或木柱,上不固定一塊比總輻射表底座稍大的金屬板或木板構成。台柱離地面1.5m左右,台柱下部埋入地中要很牢固,場時間內不得出現下陷或變形現象,即使台柱受到嚴重衝擊振動(如大風等),也不改變儀器的水平狀態。
安裝時,先把總輻射表的白色擋板卸下,再將總輻射表安裝在台柱上,使儀器接線柱方向朝北。用三個螺釘(最好用不生鏽的材料)將儀器固定在台柱上,若台架為金屬板則事先打好三個孔,用螺栓固定儀器。然後利用儀器上所附的水準器,調整底座上三個螺旋,使總輻射表的感應面處於水平狀態,最後將白色擋板裝上。儀器安裝後用導線與接線柱、記錄儀表聯接(接線時要注意正負極),即可開始工作。
有的接線柱有三根引出線,其中一根連線機體,用於連線電纜的禁止層,起到防干擾的防感應雷擊的作用。

使用與維護

氣象台站進行總輻射觀測,應在日出前把金屬蓋打開,輻射表就開始感應,記錄儀自動顯示總輻射的瞬時值和累計總量。日落停止觀測後加蓋。若夜間無降水或無其他可能損壞儀器的現象發生,總輻射表也可不加蓋。
開啟與蓋上金屬蓋應特別小心,要旋轉到上下標記點對齊,才能開啟或蓋上。由於石英玻璃罩貴重且易碎。啟蓋金屬蓋時動作要輕,不要碰玻璃罩。冬季玻璃罩及其周圍如富有水滴或其他凝結物,應擦乾後再蓋上,以防結凍。一旦把金屬蓋凍住很難取下時,可用吹風機吹出的熱風使凍結物溶化或採用其他方法將蓋取下,單都要仔細以免損壞玻璃罩。每日上下午至少各一次對總輻射表進行如下檢查和維護。
儀器是否水平,感應面與玻璃罩是否完好等。儀器是否清潔,玻璃罩如有塵土、霜、霧、雪和雨滴時,套用鏡頭刷或鹿皮及時清除乾淨,注意不要劃傷或磨損玻璃。玻璃罩不能進水,罩內也不應有水汽凝結物。檢查乾燥器內矽膠是否變潮(由藍色變成紅色或白色後就不能再用了),否則要及時更換。受潮的矽膠,可在烘箱內烤乾變回藍色後再使用。總輻射表防水性能較好,一般短時間或小的降水可以不加蓋。但降大雨(雪、冰雹等)或較長時間的雨雪,為保護儀器,觀測員應根據具體情況及時加蓋,雨停後即把蓋打開。

故障檢查

1. 玻璃罩破裂
檢查方法:目測。
原因與處理方法:送廠或維修點換新罩後重新檢定。
2. 輸出信號開路
檢查方法:用萬用表電阻檔測量。
原因與處理方法:導線或密封插座沒焊牢。重新焊接;熱電堆斷路,送廠換熱電堆後,重新檢定。
3. 有輻射時輸出信號為零
檢查方法:用萬用表電阻檔測量。
原因與處理方法:導線或密封插座沒焊牢。重新焊接;熱電堆斷路,送廠換熱電堆後,重新檢定。
4. 感應面翹起,黑漆脫落
檢查方法:目測。
原因與處理方法:送廠或維修點換新罩後重新檢定。
5. 玻璃罩進水
檢查方法:目測
原因與處理方法:密封墊圈不起作用。在大罩環與小罩環之間的縫中及小罩環與主體間的縫中,擠入矽橡膠密封粘合劑;小罩環的四個通氣孔(側壁)沒與主體的槽想通。將小罩環旋轉90°重新裝上。
6. 水準泡損壞或跑氣
檢查方法:目測
原因與處理方法:重新換泡,並調到與感應面一直。

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