Cảm biến đo bức xạ mặt trời

Cảm biến bức xạ – Kipp & Zonen

Cảm biến đo bức xạ mang tới những đo đạc bức xạ mặt trời chính xác

Cảm biến bức xạ Kipp & Zonen được lắp đặt trên toàn thế giới bởi các mạng lưới quốc gia

Thông số kỹ thuật đáp ứng tiêu chuẩn ISO 9060:1990 và IEC 60904

Được sử dụng rộng rãi trong các chương trình khoa học của WMO

Dải đo rộng, phụ kiện sẵn có

Lưa chọn cảm biến đo bức xạ

Để đạt được các đặc tính định hướng và quang phổ theo yêu cầu, dòng cảm biến đo bức xạ CMP sử dụng đầu dò pin nhiệt điệt và vòm thạch anh hoặc thủy tinh. Tất cả các mẫu đều có ống bọt bên trong và chân thăng bằng có thể điều chỉnh. Đầu nối chống nước có phần tiếp xúc mạ vàng nối với cáp tín hiệu dài 10m chất lượng cao theo đúng tiêu chuẩn.

Thiết bị không yêu cầu nguồn và được cung cấp với chứng nhận hiệu chuẩn cụ thể. Mẫu thích hợp nhất cho một ứng dụng phụ thuộc rất lớn vào hoạt động và độ chính xác mà ứng dụng mong muốn.

_____________________________________________________________________________________________

CMP 3 nhỏ hơn và nhẹ hơn dòng CMP. Nó có vòm kính dày 4mm chắc chắn để bảo vệ pin nhiệt khỏi các tác động bên ngoài. Kích thướng nhỏ và kết cấu kín giúp thiết bị trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trồng vườn, giám sát lắp đặt năng lượng mặt trời, ứng dụng công nghiệp, và có thể được sử dụng dưới nước. Có sẵn thanh gắn với ren vặn giúp dễ dàng lắp đặt.

CMP 6 có đầu dò tương tự như CMP 3, nhưng hoạt động được cải thiện nhờ tăng khối nhiệt và cấu trúc vòm thủy tinh kép. Cảm biến này được khuyến nghị sử dụng do chi phí thấp, chất lượng tốt, đo đạc trong mạng lưới khí tượng thủy văn và nông nghiệp.

CMP10 là cảm biến đo bức xạ tiêu chuẩn 2 với tỉ lệ hợp lý nhất giữa giá thành và khả năng hoạt động trên thị trường. Với đầu dò và thông số kỹ thuật giống như CMP 11, nhưng CMP10 phù hợp cho các ứng dụng ở những nơi khó bảo dưỡng và là một vấn đề lớn đối với người sử dụng.

CMP10 có chất làm khô bên trong tồn tại được ít nhất 10 năm. Điều này giúp giảm đáng kể chi phí bảo dưỡng. Khoảng thời gian giữa các lần làm sạch vòm được mở rộng, chất lượng đo đạc đạt mức tối ưu nhờ bổ sung bộ thông hơi CVF4.

Kipp & Zonen cung cấp chế độ bảo hành tiêu chuẩn là 5 năm cho CMP10. Chế độ bảo hành này được thực hiện cho CMP10 được sử dụng trong điều kiện khí quyển, vỏ không bị mở và cáp cùng đầu nối của Kipp & Zonen được đấu nối đúng quy định. Chấn làm khô bên trong được thay sau mỗi lần hiệu chuẩn lại tại nhà máy.

CMP 11 sử dụng một đầu dò bù nhiệt. Đó là một bước tiến trong khả năng hoạt động so với CMP 6 và đặc biệt thích hợp cho việc nâng cấp các mạng lưới khí tượng. Thời gian hồi đáp nhanh hơn, đáp ứng yêu cầu ứng dụng phát triển và nghiên cứu năng lượng mặt trời. CMP 11 cũng lý tưởng cho việc sử dụng giám sát mặt trời.

CMP 21 tương tự như CMP 11 nhưng có chế độ bù nhiệt tối ưu riêng biệt. Một cảm biến nhiệt tiêu chuẩn được gắn vào để giám sát nhiệt độ của vỏ. Mỗi thiết bị được cung cấp cùng với dữ liệu hồi đáp điều hướng và nhiệt độ của riêng mình. Cảm biến này là sự lựa chọn cho mục đích sử dụng khoa học, và cho các trạm giám sát bức xạ mặt trời ở cấp độ cao như trạm bức xạ bề mặt cơ sở (BSRN) của WMO.

CMP 22 có tất cả những đặc tính của CMP 21 nhưng sử dụng vòm thạch anh chất lượng cao cho dải quang phổ rộng hơn, cải thiện hồi đáp định hướng và giảm độ lệch nhiệt. Nhờ chất lượng ánh sáng tốt của loại vòm này nên lỗi về hướng giảm xuống dưới 0.5% lên tới góc thiên đỉnh mặt trời 80°. Kipp & Zonen tin tưởng rằng CMP 22 cảm biến đo bức xạ tốt nhất hiện nay.

_____________________________________________________________________________________________

Xây dựng hệ thống cảm biến bức xạ

Công suất hệ thống của các cảm biến đo bức xạ do Kipp & Zonen sản xuất có thể được mở rộng tương thích với sản phẩm và thiết bị.

Thiết bị đo Albedo

Để tính toán Albedo thì bức xạ toàn cầu sẽ được đo bởi một cảm biến đo bức xạ quay mặt lên trên, và bức xạ phản chiếu bởi mặt đất được đo bởi một cảm biến bức xạ có mặt quay úp xuống. CMA 6 và CMA 11 được tích hợp phiên bản Thiết bị đo Albedo của CMP 6 và CMP 11. Chi tiết xem trên sách hướng dẫn về Thiết bị đo Albedo cụ thể.

Bộ thông hơi cảm biến bức xạ

Bộ thông hơi CVF4 được thiết kế để sử dụng với tất cả cảm biến bức xạ dòng CMP (CMP 3 phù hợp nhưng thông hơi kém hiệu quả hơn). Thông hơi giúp cho vòm luôn sạch và giảm độ lệch của nhiệt hồng ngoại bằng cách ổn định nhiệt độ vòm. Hai mức đốt nhiệt có thể sử dụng để xóa bỏ nước mưa, sương, băng giá và tuyết.

Thiết bị theo dõi mặt trời

Thiết bị theo dõi mặt trời SOLYS 2 và 2AP là thiết bị có độ tin cậy cao trong mọi loại thời tiết được sử dụng để chỉ trực xạ kế chính xác về phía mặt trời để đo bức xạ trực tiếp. Khi kết hợp cùng với một thiết bị tạo bóng râm tùy chọn và một trực xạ kế thì chúng sẽ đo bức xạ khuếch tán mà không cần điều chỉnh định kì hằng năm. Bổ sung thêm cảm biến đo bức xạ thứ hai cho bức xạ toàn cầu sẽ tạo ra trạm giám sát mặt trời chất lượng cao.

Vòng bóng râm

Việc kết hợp giữa cảm biến đo bức xạ và vòng bóng râm CM 121 giúp đưa ra một giải pháp đơn giản cho việc đo bức xạ khuếch tán từ bầu trời. Vòng bóng râm chỉ yêu cầu thao tác điều chỉnh đơn giản sau vài ngày để đảm bảo rằng bóng râm bao phủ hoàn toàn vòm của cảm biến đo bức xạ khi mặt trời di chuyển ngang bầu trời

Khuếch đại bức xạ

Cảm biến bức xạ có tín hiệu đầu ra thấp trong dải mV. AMPBOX sẽ chuyển đổi nó sang tín hiệu vòng lặp 4 đến 20 mA tiêu chuẩn công nghiệp và cung cấp dải đầu ra xác định theo W/m². Khuếch đại được khuyến nghị sử dụng cho môi trường nhiều tiếng ồn, sử dụng với thiết bị thu thập dữ liệu với đầu vào mức độ cao với cáp dài (> 100 m). Với cảm biến đo bức xạ có đầu ra kỹ thuât số và tương tự khuếch đại, vui lòng xem seri SMP của chúng tôi.

Data logger

Kipp & Zonen có dòng sản phẩm ghi và hiển thị dữ liệu công suất cao, sử dụng kết hợp với cảm biến bức xạ seri CMP và các thiết bị đo bức xạ mặt trời khác của chúng tôi.

Bộ gắn cảm biến bức xạ

Kipp & Zonen cung cấp bộ gắn cho cảm biến bức xạ nhiệt quay xuống, nghiêng và ngang. CMF 1 là một đĩa tròn nhỏ có thanh để gắn cảm biến đo bức xạ quay lên trên hoặc xuống dưới. CMB 1 là bộ gắn để gắn thanh 12-20 mm lên tấm đỡ, lên cột 22-60 mm, hoặc lên tường. Bộ gắn CMP có cơ chế chỉnh nghiêng cho phép gắn cảm biến đo bức xạ ở góc từ 0° đến 90°.

Bộ Kit màn chắn chói lóa

Một cảm biến bức xạ có mặt quay xuống thì không nên thấy bất kỳ bức xạ nào xuất phát từ bán cầu trên hoặc từ 5 ° dưới đường chân trời. Để ngăn chặn điều này, một bộ kít chắn lóa đã được chế tạo để sử dụng với tất cả các cảm biến đo bức xạ seri CMP (trừ CMP 3).

THÔNG SỐ KỸ THUẬT	CMP3	CMP6	CMP10 & CMP11	CMP21	CMP22
Phân loại theo ISO 9060:1990	Loại 2	Loại 1	Tiêu chuẩn loại 2	Tiêu chuẩn loại 2	Tiêu chuẩn loại 2
Dải quang phổ (50% các điểm)	300 đến 2800nm	285 đến 2800nm	285 đến 2800nm	285 đến 2800nm	200 đến 3600nm
Độ nhạy	5 đến 20μV/W/m²	5 đến 20μV/W/m²	7 đến 14μV/W/m²	7 đến 14μV/W/m²	7 đến 14μV/W/m²
Trở kháng	20 đến 200Ω	20 đến 200Ω	10 đến 100Ω	10 đến 100Ω	10 đến 100Ω
Dải đầu ra (0 to 1500W/m²)	0 đến 30mV	0 đến 30mV	0 đến 20mV	0 đến 20mV	0 đến 20mV
Bức xạ hoạt động tối đa	2000 W/m²	2000 W/m²	4000 W/m²	4000 W/m²	4000 W/m²
Thời gian hồi đáp (63%) Thời gian hồi đáp (95%)	<6s <18s	<6s <18s	< 1.7s < 5s	< 1.7s < 5s	< 1.7s < 5s
Độ lệch Zero (a) bức xạ nhiệt (tại 200Wm²) (b) thay đổi nhiệt độ (5k/h)	< 15 W/m² < 5 W/m²	< 12 W/m² < 4 W/m²	< 7 W/m² < 2 W/m²	< 7 W/m² < 2 W/m²	< 3W/m² < 1W/m²
Độ bất ổn (thay đổi/năm)	< 1%	< 1%	< 0.5%	< 0.5%	< 0.5%
Độ phi tuyến tính (100 đến1000 W/m²)	<1.5%	<1%	<0.2%	<0.2%	<0.2%
Hồi đáp định hướng (lên tới 80° với tia 1000 W/m²)	< 20 W/m²	< 20 W/m²	< 10 W/m²	< 10 W/m²	< 5 W/m²
Chọn lọc quang phổ (350 đến 1500 nm)	< 3%	< 3%	< 3%	< 3%	< 3%
Hồi đáp nhiệt độ	< 5% (-10°C đến +40°C)	< 4% (-10°C đến +40°C)	< 1% (-10°C đến +40°C)	< 1% (-20°C đến +50°C)	< 0.5% (-20°C đến +50°C)
Hồi đáp nghiêng (0° đến 90° tại 1000 W/m²)	< 1%	< 1%	< 0.2%	< 0.2%	< 0.2%
Trường quan sát	180°	180°	180°	180°	180°
Độ chính xác của ống bọt	< 0.2°	< 0.1°	< 0.1°	< 0.1°	< 0.1°
Đầu ra cảm biến nhiệt độ				Điện trở nhiệt 10k (tùy chọn Pt-100	Điện trở nhiệt 10k (tùy chọn Pt-100
Loại đầu dò	Ống nhiệt	Ống nhiệt	Ống nhiệt	Ống nhiệt	Ống nhiệt
Nhiệt độ hoạt động	-40°C đến +80°C	-40°C đến +80°C	40°C đến +80°C	-40°C đến +80°C	40°C đến +80°C
Nhiệt độ bảo quản	-40°C đến +80°C	-40°C đến +80°C	-40°C đến +80°C	-40°C đến +80°C	-40°C đến +80°C
Dải độ ẩm	0 to 100% không ngưng tụ	0 to 100% không ngưng tụ	0 to 100% không ngưng tụ	0 to 100% không ngưng tụ	0 to 100% không ngưng tụ
Bảo vệ cổng vào (IP)	67	67	67	67	67
Những ứng dụng khuyến nghị	Giải pháp kinh tế cho đo đạc ở các trạm thời tiết, kiểm tra hiện trường	Đo đạc chất lượng cao cho các trạm thủy văn, kiểm soát khí hậu nhà kính	Các mạng lưới khí tượng thủy văn, kiểm tra thu thập nhiệt và tấm PV, kiểm tra vật liệu	Các mạng lưới khí tượng, đo đạc ở những vùng khí hậu khắc nghiệt, vùng cực, vùng khô cằn	Các nghiên cứu khoa học yêu cầu đo đạc có độ chính xác và tin cậy cao