O Radiômetro de rede de quatro componentes JW-TBB-2L(LC27) É projetado para monitoramento profissional de radiação solar, balanço de energia da superfície e monitoramento ambiental.
Ele mede simultaneamente quatro componentes da radiação:
radiação de ondas curtas descendente
Radiação de ondas curtas refletida para cima
radiação de onda longa descendente
Radiação ascendente de ondas longas emitida pela superfície
Ao separar esses quatro componentes, o instrumento fornece dados de radiação mais detalhados do que um radiômetro líquido convencional de saída única. As medições podem ser usadas para calcular a radiação líquida de ondas curtas, a radiação líquida de ondas longas, a radiação líquida total e o albedo da superfície.
Com comunicação RS485, resposta rápida e estrutura resistente para uso externo, o radiômetro pode ser integrado a estações meteorológicas automáticas, sistemas de monitoramento agrícola, estações de pesquisa, registradores de dados, RTUs e plataformas remotas de monitoramento de IoT.
O que é um radiômetro líquido de quatro componentes?
Um radiômetro líquido de quatro componentes é um instrumento que mede separadamente a radiação de ondas curtas e de ondas longas incidente e refletida acima de uma superfície.
As quatro medidas são normalmente representadas como:
radiação de ondas curtas descendente Radiação solar proveniente do céu e do sol.
radiação de ondas curtas ascendente Radiação solar refletida pelo solo, vegetação, neve, água, materiais de cobertura ou outras superfícies.
radiação de onda longa descendente Radiação infravermelha térmica emitida para baixo pela atmosfera e pelas nuvens.
radiação de onda longa ascendente Radiação infravermelha térmica emitida para cima pelo solo ou pela superfície monitorada.
Como cada componente é registrado independentemente, os pesquisadores podem analisar como a radiação solar e térmica interagem com a superfície terrestre, as plantações, os corpos d'água, a neve, os edifícios e os locais de instalação de sistemas fotovoltaicos.
Como é calculada a radiação líquida?
O radiômetro fornece as medições individuais necessárias para calcular o balanço de radiação da superfície.
Radiação líquida de ondas curtas
Radiação líquida de ondas curtas = Radiação de ondas curtas descendente − Radiação de ondas curtas ascendente
A radiação de ondas curtas líquida representa a energia solar absorvida pela superfície monitorada após a dedução da radiação solar refletida.
Radiação líquida de ondas longas
Radiação líquida de ondas longas = Radiação de ondas longas descendente − Radiação de ondas longas ascendente
A radiação líquida de ondas longas representa o equilíbrio entre a radiação térmica atmosférica e a radiação térmica emitida pela superfície.
Radiação líquida total
Radiação líquida total = Radiação líquida de ondas curtas + Radiação líquida de ondas longas
A radiação líquida total representa a energia radiativa líquida disponível na superfície.
Dependendo do projeto, esse valor pode servir de apoio para estudos de evapotranspiração, análise de fluxo de calor, avaliação do balanço energético das culturas, pesquisa climática e modelagem ambiental.
Albedo da superfície
Albedo = Radiação de ondas curtas refletida ÷ Radiação de ondas curtas descendente
O albedo descreve a proporção da radiação solar incidente que é refletida por uma superfície.
Superfícies claras, como a neve, geralmente refletem mais radiação de ondas curtas, enquanto solos mais escuros, água e vegetação normalmente absorvem uma proporção maior da radiação incidente.
Radiômetro Líquido de Quatro Componentes vs. Radiômetro Líquido Convencional
Um radiômetro líquido convencional normalmente fornece uma medição combinada da radiação líquida. É adequado quando o sistema de monitoramento precisa apenas do valor final do balanço de radiação.
Um radiômetro de quatro componentes mede os quatro fluxos de radiação individuais separadamente.
Requisito de Medição
Radiômetro líquido convencional
Radiômetro líquido de quatro componentes
radiação líquida combinada
Sim
Sim, calculado
radiação de ondas curtas descendente
Geralmente não são separados
Sim
radiação de ondas curtas refletida
Geralmente não são separados
Sim
radiação de onda longa descendente
Geralmente não são separados
Sim
radiação de onda longa ascendente
Geralmente não são separados
Sim
Análise de albedo de superfície
Limitado
Sim
Pesquisa detalhada de balanço energético
Limitado
Recomendado
Uso básico de uma estação meteorológica
Adequado
Possível
Estudos científicos sobre radiação de superfície
Limitado
Adequado
Escolha um radiômetro líquido convencional quando um único valor de radiação líquida for suficiente.
Escolha um radiômetro líquido de quatro componentes quando o projeto precisar distinguir entre radiação solar, radiação refletida, radiação atmosférica de ondas longas e radiação de ondas longas emitida pela superfície.
Radiômetro de quatro componentes versus piranômetro
Um piranômetro normalmente mede a irradiação solar de ondas curtas proveniente de uma única direção. Ele não mede independentemente a radiação térmica de ondas longas.
Um radiômetro líquido de quatro componentes combina canais de detecção de ondas curtas e longas, voltados para cima e para baixo.
Utilize um piranômetro quando a principal necessidade for:
Irradiância horizontal global
Irradiância no plano da matriz
Avaliação de recursos solares
monitoramento do desempenho de sistemas fotovoltaicos
Medição geral de radiação em estações meteorológicas
Utilize um radiômetro de quatro componentes quando o projeto exigir:
balanço de energia superficial
Componentes de ondas curtas e ondas longas separados
O sensor de ondas curtas voltado para cima mede a radiação solar recebida do hemisfério acima do instrumento.
Essa medição inclui a radiação solar direta e difusa que atinge a superfície de monitoramento.
Os usos típicos incluem:
Análise de recursos solares
Monitoramento da radiação agrícola
Estudos meteorológicos e climáticos
avaliação da entrada de energia na superfície
monitoramento ambiental de sistemas fotovoltaicos
Radiação de ondas curtas refletida
O sensor de ondas curtas voltado para baixo mede a porção da radiação solar incidente que é refletida pela superfície abaixo.
Os dados podem ser comparados com a radiação de ondas curtas descendente para calcular o albedo da superfície.
As superfícies normalmente monitoradas incluem:
Solo
Plantações
Pastagem
copa da floresta
Neve e gelo
Água
Deserto
telhados urbanos
Painéis fotovoltaicos
Radiação de Onda Longa Descendente
O sensor de ondas longas voltado para cima mede a radiação infravermelha térmica emitida pela atmosfera e pelas nuvens em direção à superfície.
Este componente é importante para o estudo do balanço de radiação noturna, dos efeitos das nuvens e das trocas de calor atmosféricas.
Radiação de ondas longas ascendentes
O sensor de ondas longas voltado para baixo mede a radiação térmica emitida pela superfície monitorada.
A temperatura da superfície, as propriedades dos materiais, a umidade do solo, a vegetação, as condições da água e o aquecimento solar podem influenciar a radiação de ondas longas ascendente.
Especificações técnicas
Parâmetro
Especificação
Tipo de produto
Radiômetro de rede de quatro componentes
Modelo
JW-TBB-2L(LC27)
Elementos de medição
Radiação de ondas curtas, radiação de ondas curtas refletida, radiação de ondas longas, radiação de ondas longas refletida, radiação de onda completa, radiação líquida
Faixa Espectral Solar
0,3 a 3 μm de ondas curtas, 3,5 a 50 μm de ondas longas
Sensibilidade a ondas curtas
7 a 14 μV W⁻¹ m²
Sensibilidade de ondas longas
2 a 10 μV W⁻¹ m²
Saída de sinal
RS485
Estabilidade anual
≤ ±2%
Não-linearidade
≤ 4%
Precisão de medição
≤ ±5%
Faixa de medição
-2000 a 2000 W m²
Compensação de temperatura
Pt100
Tempo de resposta
≤ 10 s
Umidade de trabalho
0% a 100% RH
Temperatura de trabalho
-40°C a 80°C
Método de nivelamento
Conjunto de nivelamento de dois eixos
Peso
4,5 kg
As especificações finais podem variar de acordo com a configuração solicitada. Confirme o protocolo de saída, a fonte de alimentação, o comprimento do cabo, os acessórios de montagem e a compatibilidade com o registrador de dados antes de fazer o pedido.
Integração de dados RS485
A saída RS485 permite que o radiômetro de quatro componentes se conecte a equipamentos comuns de monitoramento industrial e ambiental.
Os dispositivos de conexão típicos incluem:
Controladores automáticos para estações meteorológicas
Registradores de dados ambientais
RTUs agrícolas
sistemas PLC
nós de sensores IoT
Portais Modbus
terminais de comunicação 4G
Gateways LoRaWAN
Sistemas SCADA locais
Plataformas de monitoramento em nuvem
Uma arquitetura típica de monitoramento remoto é:
Radiômetro líquido de quatro componentes → Registrador de dados RS485 ou RTU → Gateway 4G, Ethernet ou LoRaWAN → Plataforma em nuvem ou banco de dados de pesquisa
O registrador de dados grava os quatro canais de radiação independentes. O software de monitoramento pode então calcular a radiação líquida, o albedo e os indicadores de balanço de radiação a longo prazo.
A JW-IoT pode fornecer controladores, dispositivos de comunicação e integração de plataforma compatíveis, de acordo com a arquitetura do projeto.
Aplicações típicas
Pesquisa de balanço de energia superficial
A radiação líquida é um componente importante do balanço energético da superfície.
Medições de quatro componentes permitem que os pesquisadores separem a energia solar absorvida da troca térmica de ondas longas, fornecendo dados mais completos para modelos de balanço energético.
Meteorologia Agrícola
O radiômetro pode ser instalado acima de terras agrícolas, pomares, pastagens e parcelas experimentais.
Os tópicos de pesquisa típicos incluem:
Interceptação da radiação nas culturas
balanço energético da copa
Evapotranspiração
Interação solo-planta-atmosfera
Pesquisa sobre irrigação
Monitoramento do microclima das culturas
Estudos sobre estresse térmico na agricultura
Estudos de evapotranspiração
A radiação líquida é uma das principais fontes de energia utilizadas em muitos estudos de evapotranspiração.
Quando combinado com a temperatura do ar, umidade, velocidade do vento, fluxo de calor no solo e outras medições meteorológicas, o radiômetro pode auxiliar na pesquisa sobre trocas de água e energia.
Pesquisa Meteorológica e Climática
O instrumento pode ser integrado em estações meteorológicas profissionais para:
estudos de balanço de radiação
Pesquisa sobre a camada limite
Análise de nuvens e radiação atmosférica
observação climática
Monitoramento ambiental de longo prazo
estudos de troca superfície-atmosfera
Monitoramento de neve e gelo
A neve e o gelo possuem características distintas de refletância de ondas curtas e radiação térmica.
O radiômetro de quatro componentes pode suportar:
monitoramento do albedo da neve
Pesquisa sobre o balanço energético das geleiras
Análise do derretimento da neve
estudos climáticos alpinos
observação ambiental polar
Pesquisa sobre água e zonas úmidas
O instrumento pode ser instalado acima de lagos, reservatórios, zonas úmidas e outras superfícies de água.
Pode ajudar a avaliar:
balanço de radiação da superfície da água
Condições de evaporação
troca de energia em zonas úmidas
Microclima do reservatório
Processos ambientais aquáticos
Pesquisa em Energia Solar
Embora os projetos fotovoltaicos frequentemente utilizem um piranômetro para monitoramento da irradiância, um radiômetro de quatro componentes fornece dados adicionais sobre radiação térmica e de ondas curtas refletida.
Ele pode suportar:
estudos ambientais do local de energia fotovoltaica
O radiômetro também pode ser usado para comparar as características de radiação de:
Concreto
Asfalto
Materiais para telhados
Telhados verdes
Superfícies de construção
Vegetação urbana
Revestimentos refletivos
Essas informações podem apoiar pesquisas sobre ilhas de calor urbanas e eficiência energética em edifícios.
Recomendações de instalação
Selecione um local de representação
Instale o radiômetro acima de uma superfície que represente o objetivo da pesquisa.
Por exemplo:
Acima da copa de uma plantação para estudos agrícolas
Acima do solo nu para monitoramento do balanço energético do solo
Acima da neve para pesquisa de albedo e derretimento de neve
Acima da água para estudos de evaporação
Acima de um telhado para pesquisa de superfície urbana
Os sensores voltados para baixo devem captar uma superfície representativa e suficientemente uniforme.
Mantenha o instrumento nivelado
Um radiômetro de quatro componentes deve normalmente ser instalado na horizontal.
Utilize o mecanismo de nivelamento integrado de dois eixos para ajustar o instrumento. Verifique o nível novamente após apertar os parafusos de fixação.
Um instrumento inclinado pode introduzir erros direcionais e dificultar a comparação de dados de diferentes locais.
Evite obstruções e sombras.
Mantenha o radiômetro longe de:
Polos
Torres
Edifícios
Árvores
Painéis solares
Cabos
Cercas
Outros sensores
Objetos próximos podem bloquear a radiação incidente, refletir radiação adicional ou projetar sombras sobre o sensor.
O braço de montagem deve minimizar a obstrução do campo de visão voltado para baixo.
Mantenha um campo de visão representativo.
Os sensores voltados para baixo medem a radiação proveniente da superfície abaixo.
A altura de montagem e a área da superfície circundante devem ser selecionadas de forma que o sensor veja principalmente o alvo pretendido, em vez de objetos irrelevantes.
Para o monitoramento das culturas, considere também se a altura da copa das plantas irá mudar durante a estação de crescimento.
Passe o cabo com cuidado.
Prenda o cabo para evitar que se mova em caso de vento forte, mas não o puxe nem o dobre bruscamente perto do conector do sensor.
Utilize proteção de cabos, aterramento e proteção contra surtos adequados para instalações externas de longa duração.
Limpe as cúpulas ópticas
Poeira, pólen, excrementos de pássaros, geada, neve e depósitos de água podem afetar as medições de radiação.
Inspecione e limpe as cúpulas de vidro regularmente usando um material macio e não abrasivo e um método de limpeza aprovado para superfícies ópticas.
Verifique o nivelamento e a estabilidade da montagem.
Inspecione regularmente:
Posição de nivelamento
Parafusos de montagem
Conectores de cabo
Contaminação superficial
Corrosão
Condensação
Danos físicos
A frequência de manutenção deve ser ajustada de acordo com a presença de poeira, chuva, neve, poluição e acessibilidade do local.
Como escolher o sensor de radiação correto
Utilize as seguintes perguntas antes de selecionar um sensor.
Você precisa de quatro componentes de radiação separados?
Escolha este radiômetro de quatro componentes quando o projeto exigir medições independentes de ondas curtas e ondas longas.
Se for necessária apenas uma saída de radiação líquida combinada, um sensor de radiação líquida convencional pode ser suficiente.
Você precisa de albedo de superfície?
Um radiômetro de quatro componentes pode calcular o albedo a partir de seus canais de ondas curtas.
Quando o projeto requer apenas radiação de ondas curtas incidente e refletida, um sensor de albedo pode oferecer uma configuração mais simples.
O projeto se concentra apenas na irradiação solar?
Para monitoramento do desempenho de sistemas fotovoltaicos, estações meteorológicas em geral ou avaliação de recursos solares, um piranômetro ou um sensor de irradiação solar específico pode ser mais apropriado.
A JW-IoT pode ajudar a configurar o sensor, o registrador de dados e a arquitetura de comunicação de acordo com o projeto.
Sensores de suporte recomendados
Um radiômetro líquido de quatro componentes é frequentemente usado em conjunto com outros sensores.
As medidas recomendadas incluem:
Temperatura do ar
Umidade relativa
Velocidade do vento
Direção do vento
Chuva
Pressão atmosférica
Temperatura do solo
Umidade do solo
Fluxo de calor do solo
Temperatura da superfície
Umidade foliar
Nível da água
temperatura do módulo fotovoltaico
A combinação de múltiplos parâmetros oferece aos pesquisadores mais contexto para interpretar as mudanças no balanço de radiação.
Solicite uma configuração de radiômetro líquido de quatro componentes.
Envie para a JW-IoT sua aplicação, condições de instalação, parâmetros de radiação necessários, método de comunicação e requisitos de aquisição de dados.
Nossa equipe ajudará a configurar um radiômetro de quatro componentes e uma solução de monitoramento de campo adequados para o seu projeto.
1. O que mede um radiômetro líquido de quatro componentes?
A
O instrumento mede separadamente a radiação de ondas curtas descendente, a radiação de ondas curtas ascendente refletida, a radiação de ondas longas atmosférica descendente e a radiação de ondas longas ascendente emitida pela superfície.
Q
2. Qual a diferença entre um radiômetro de quatro componentes e um radiômetro líquido?
A
Um radiômetro padrão normalmente fornece uma saída de radiação líquida combinada. Um radiômetro de quatro componentes registra quatro fluxos de radiação independentes, permitindo que os usuários calculem a radiação líquida de ondas curtas, a radiação líquida de ondas longas, a radiação líquida total e o albedo.
Q
3. O radiômetro consegue calcular o albedo da superfície?
A
Sim. O albedo da superfície pode ser calculado dividindo-se a radiação de ondas curtas refletida pela radiação de ondas curtas descendente, desde que o nível de radiação incidente e as condições do local sejam adequados para o cálculo.
Q
4. O radiômetro JW-IoT suporta saída RS485?
A
Sim. O JW-TBB-2L(LC27) suporta saída RS485 para integração com registradores de dados, RTUs, estações meteorológicas e plataformas de monitoramento compatíveis.
Q
5. Pode ser utilizado para pesquisa sobre evapotranspiração?
A
Sim. Os dados de radiação líquida são comumente usados em conjunto com medições meteorológicas, do solo e do fluxo de calor em estudos de evapotranspiração e balanço de energia da superfície.
Q
6. O sensor pode ser instalado acima das plantações?
A
Sim. Pode ser instalado acima de plantações ou vegetação, desde que a altura de montagem, o campo de visão e a representatividade da superfície sejam considerados. A instalação pode precisar de ajustes conforme a altura da copa das árvores varia.
Q
7. É adequado para monitoramento de neve e geleiras?
A
Sim. Medições separadas de ondas curtas incidentes e refletidas auxiliam nos estudos de albedo da neve, enquanto os canais de ondas longas fornecem dados adicionais para pesquisas sobre o balanço energético da neve e do gelo.
Q
8. Como o radiômetro deve ser montado?
A
O instrumento deve ser montado normalmente na horizontal, utilizando o sistema de nivelamento de dois eixos. Os sensores superior e inferior devem permanecer desobstruídos, e as estruturas próximas não devem projetar sombras ou criar reflexos indesejados.
Q
9. Com que frequência as cúpulas ópticas devem ser limpas?
A
A frequência de limpeza depende de poeira, pólen, chuva, neve, pássaros e poluição local. As cúpulas devem ser inspecionadas regularmente e limpas sempre que a contaminação puder afetar as medições.
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