Он JW-TBB-2L(LC27) Четырехкомпонентный сетевой радиометр Предназначен для профессионального мониторинга солнечного излучения, баланса поверхностной энергии и состояния окружающей среды.
Он одновременно измеряет четыре компонента излучения:
Нисходящее коротковолновое излучение
Коротковолновое излучение, отраженное вверх
Нисходящее длинноволновое излучение
Излучение длинноволновой области, направленное вверх и испускаемое поверхностью.
Разделяя эти четыре компонента, прибор предоставляет более подробные данные о радиации, чем обычный одноканальный радиометр. Измерения можно использовать для расчета чистого коротковолнового излучения, чистого длинноволнового излучения, суммарного чистого излучения и альбедо поверхности.
Благодаря интерфейсу связи RS485, быстрому отклику и прочной конструкции для наружного применения, радиометр может быть интегрирован в автоматические метеостанции, системы мониторинга сельского хозяйства, исследовательские станции, регистраторы данных, RTU и платформы удаленного мониторинга IoT.
Что такое четырехкомпонентный сетевой радиометр?
Четырехкомпонентный сетевой радиометр — это прибор, который отдельно измеряет входящее и исходящее коротковолновое и длинноволновое излучение над поверхностью.
Четыре измерения обычно представляются следующим образом:
Нисходящее коротковолновое излучение Солнечное излучение, поступающее с неба и от солнца.
Восходящее коротковолновое излучение Солнечное излучение отражается от почвы, растительности, снега, воды, кровельных материалов или других поверхностей.
Восходящее длинноволновое излучение Тепловое инфракрасное излучение, испускаемое вверх землей или контролируемой поверхностью.
Поскольку каждый компонент регистрируется независимо, исследователи могут анализировать, как солнечное и тепловое излучение взаимодействует с поверхностью земли, сельскохозяйственными культурами, водоемами, снегом, зданиями и фотоэлектрическими установками.
Как рассчитывается суммарное излучение?
Радиометр обеспечивает проведение отдельных измерений, необходимых для расчета баланса поверхностного излучения.
Чистое коротковолновое излучение представляет собой солнечную энергию, поглощенную контролируемой поверхностью после вычета отраженного солнечного излучения.
Суммарное чистое излучение представляет собой чистую излучаемую энергию, доступную на поверхности.
В зависимости от проекта, это значение может использоваться для исследований эвапотранспирации, анализа тепловых потоков, оценки энергетического баланса сельскохозяйственных культур, климатических исследований и экологического моделирования.
Альбедо описывает долю поступающего солнечного излучения, отражаемого поверхностью.
Светлые поверхности, такие как снег, как правило, отражают больше коротковолнового излучения, в то время как более темные почва, вода и растительность обычно поглощают большую часть поступающего излучения.
Четырехкомпонентный сетевой радиометр против обычного сетевого радиометра
Обычный сетевой радиометр, как правило, обеспечивает одно комбинированное измерение чистого излучения. Он подходит в тех случаях, когда системе мониторинга требуется только итоговое значение баланса излучения.
Четырехкомпонентный радиометр измеряет четыре отдельных потока излучения по отдельности.
Требования к измерениям
Обычный сетевой радиометр
Четырехкомпонентный сетевой радиометр
Суммарное чистое излучение
Да
Да, рассчитано
Нисходящее коротковолновое излучение
Обычно не разделяются
Да
Отраженное коротковолновое излучение
Обычно не разделяются
Да
Нисходящее длинноволновое излучение
Обычно не разделяются
Да
Восходящее длинноволновое излучение
Обычно не разделяются
Да
Анализ альбедо поверхности
Ограниченный
Да
Детальное исследование энергетического баланса
Ограниченный
Рекомендуется
Основные правила использования метеостанции
Подходящий
Возможный
Научные исследования поверхностного излучения
Ограниченный
Подходящий
В тех случаях, когда достаточно одного значения чистого излучения, следует выбирать обычный сетевой радиометр.
Если в проекте необходимо различать солнечное излучение, отраженное излучение, атмосферное длинноволновое излучение и длинноволновое излучение, испускаемое поверхностью, следует выбрать четырехкомпонентный сетевой радиометр.
Температура поверхности, свойства материалов, влажность почвы, растительность, состояние воды и солнечное излучение — все эти факторы могут влиять на восходящее длинноволновое излучение.
коротковолновое излучение от 0,3 до 3 мкм, длинноволновое излучение от 3,5 до 50 мкм
Чувствительность к коротковолновому излучению
7–14 мкВ Вт⁻¹ м²
Чувствительность к длинным волнам
2–10 мкВ Вт⁻¹ м²
Выходной сигнал
RS485
Годовая стабильность
≤ ±2%
Нелинейность
≤ 4%
Точность измерения
≤ ±5%
Диапазон измерений
-2000–2000 Вт·м²
Температурная компенсация
Часть 100
Время отклика
≤ 10 с
Рабочая влажность
0% до 100% RH
Рабочая температура
от -40°C до 80°C
Метод выравнивания
Двухосевой выравнивающий узел
Масса
4,5 кг
Окончательные характеристики могут отличаться в зависимости от заказанной конфигурации. Перед заказом подтвердите протокол вывода, источник питания, длину кабеля, монтажные принадлежности и совместимость с регистратором данных.
Интеграция данных RS485
Выход RS485 позволяет четырехкомпонентному радиометру подключаться к распространенному промышленному и экологическому оборудованию для мониторинга.
К типичным устройствам подключения относятся:
Автоматические контроллеры метеостанций
Регистраторы экологических данных
Сельскохозяйственные RTU
ПЛК-системы
сенсорные узлы IoT
Модбус-шлюзы
4G-терминалы связи
Шлюзы LoRaWAN
Локальные SCADA-системы
платформы мониторинга облачных сервисов
Типичная архитектура удаленного мониторинга выглядит следующим образом:
Четырехкомпонентный сетевой радиометр → Регистратор данных RS485 или RTU → Шлюз 4G, Ethernet или LoRaWAN → Облачная платформа или база данных исследований
Регистратор данных записывает показания по четырем независимым каналам излучения. Затем программное обеспечение для мониторинга может рассчитать чистое излучение, альбедо и показатели долгосрочного радиационного баланса.
Компания JW-IoT может предоставить совместимые контроллеры, устройства связи и интеграцию платформы в соответствии с архитектурой проекта.
Типичные области применения
Исследование баланса поверхностной энергии
Чистое излучение является важной составляющей баланса поверхностной энергии.
Четырехкомпонентные измерения позволяют исследователям отделить поглощенную солнечную энергию от теплообмена в длинноволновом диапазоне, обеспечивая более полные данные для моделей энергетического баланса.
Сельскохозяйственная метеорология
Радиометр можно устанавливать над пахотными землями, садами, пастбищами и экспериментальными участками.
Мониторинг микроклимата сельскохозяйственных культур
Исследования теплового стресса в сельском хозяйстве
Исследования эвапотранспирации
Чистая радиация является одним из ключевых источников энергии, используемых во многих исследованиях эвапотранспирации.
В сочетании с измерением температуры воздуха, влажности, скорости ветра, теплового потока в почве и другими метеорологическими показателями радиометр может использоваться для исследований в области водообмена и энергообмена.
Метеорологические и климатические исследования
Прибор может быть интегрирован в профессиональные метеостанции для следующих целей:
Исследования радиационного баланса
Исследование пограничного слоя
Анализ облачности и атмосферного излучения
Климатические наблюдения
Долгосрочный экологический мониторинг
Исследования обмена между поверхностью и атмосферой
Мониторинг снега и льда
Снег и лед обладают характерными особенностями отражения коротких волн и теплового излучения.
Четырехкомпонентный радиометр может поддерживать:
Мониторинг альбедо снега
Исследование энергетического баланса ледников
Анализ таяния снега
Исследования климата Альп
Наблюдение за полярной окружающей средой
Исследования водных ресурсов и водно-болотных угодий
Прибор может быть установлен над озерами, водохранилищами, водно-болотными угодьями и другими водными поверхностями.
Это может помочь оценить:
Радиационный баланс поверхности воды
Условия испарения
Энергетический обмен водно-болотных угодий
Микроклимат водохранилища
Водные экологические процессы
Исследования в области солнечной энергии
Хотя в фотоэлектрических проектах для мониторинга интенсивности излучения часто используется пиранометр, четырехкомпонентный радиометр предоставляет дополнительные данные об отраженном коротковолновом и тепловом излучении.
Оно может поддерживать:
экологические исследования фотоэлектрической площадки
Исследование модуля и альбедо грунта
Двусторонний PV-анализ
исследования температуры поверхности
Плавучий солнечный мониторинг окружающей среды
Исследование микроклимата солнечных электростанций
Исследования радиационного излучения на поверхности городов
Радиометр также можно использовать для сравнения характеристик излучения следующих веществ:
Конкретный
Асфальт
Кровельные материалы
Зеленые крыши
Поверхности зданий
Городская растительность
Светоотражающие покрытия
Эта информация может послужить основой для исследований в области эффекта городского теплового острова и энергоэффективности зданий.
Рекомендации по установке
Выберите местоположение представителя
Установите радиометр над поверхностью, которая соответствует цели исследования.
Например:
Над растительным покровом для сельскохозяйственных исследований
Над голой почвой для мониторинга баланса почвенной энергии
Исследование альбедо и таяния снега над снегом.
Надводная часть для исследований испарения
Над крышей для исследований городских поверхностей
Датчики, направленные вниз, должны видеть репрезентативную и достаточно однородную поверхность.
Держите инструмент в горизонтальном положении.
Четырехкомпонентный радиометр обычно следует устанавливать горизонтально.
Для регулировки прибора используйте встроенный двухкоординатный механизм выравнивания. После затяжки крепежных элементов проверьте уровень еще раз.
Наклон прибора может привести к ошибкам определения направления и затруднить сравнение данных, полученных в разных местах.
Избегайте препятствий и теней.
Храните радиометр в недоступном для:
Поляки
Башни
Здания
Деревья
солнечные панели
Кабели
Заборы
Другие датчики
Близлежащие объекты могут блокировать поступающее излучение, отражать дополнительное излучение или отбрасывать тени на датчик.
Кронштейн крепления должен минимизировать препятствия для обзора, направленного вниз.
Поддерживайте репрезентативное поле зрения.
Датчики, направленные вниз, измеряют излучение от поверхности под ними.
Высоту установки и площадь окружающей поверхности следует выбирать таким образом, чтобы датчик в первую очередь видел намеченный объект, а не посторонние предметы.
При мониторинге урожая также следует учитывать, изменится ли высота растительного покрова в течение вегетационного периода.
Проложите кабель аккуратно.
Закрепите кабель, чтобы предотвратить его смещение при сильном ветре, но не тяните и не сгибайте его резко вблизи разъема датчика.
Для длительной установки на открытом воздухе используйте соответствующую защиту кабелей, заземление и защиту от перенапряжения.
Очистка оптических куполов
Пыль, пыльца, птичий помет, иней, снег и водные отложения могут влиять на результаты измерений радиации.
Регулярно осматривайте и очищайте стеклянные купола, используя мягкий неабразивный материал и метод очистки, одобренный для оптических поверхностей.
Проверьте уровень и устойчивость крепления.
Регулярно проверяйте:
Выравнивающее положение
Крепежные болты
Кабельные разъемы
Загрязнение поверхности
Коррозия
Конденсация
Физический ущерб
Периодичность технического обслуживания следует корректировать в зависимости от уровня пыли, осадков, снега, загрязнения воздуха и доступности объекта.
Как выбрать подходящий датчик излучения
Перед выбором датчика ответьте на следующие вопросы.
Вам нужны четыре отдельных компонента для защиты от излучения?
Выберите этот четырехкомпонентный радиометр, если для проекта требуются независимые измерения в коротковолновом и длинноволновом диапазонах.
Если требуется только один суммарный источник чистого излучения, может быть достаточно обычного датчика чистого излучения.
Вам необходимо измерение альбедо поверхности?
Четырехкомпонентный радиометр может вычислять альбедо по своим коротковолновым каналам.
Если для проекта требуется только входящее и отраженное коротковолновое излучение, то датчик альбедо может обеспечить более простую конфигурацию.
Проект сосредоточен исключительно на солнечной радиации?
Для мониторинга работы фотоэлектрических систем, использования метеостанций или оценки солнечной энергии может быть более подходящим пиранометром или специализированным датчиком солнечной радиации.
1. Что измеряет четырехкомпонентный сетевой радиометр?
A
Прибор отдельно измеряет нисходящее коротковолновое излучение, отраженное восходящее коротковолновое излучение, нисходящее атмосферное длинноволновое излучение и восходящее длинноволновое излучение, испускаемое поверхностью.
Q
2. В чём разница между четырёхкомпонентным радиометром и сетевым радиометром?
A
Стандартный радиометр, измеряющий суммарное излучение, обычно выдает один суммарный сигнал излучения. Четырехкомпонентный радиометр регистрирует четыре независимых потока излучения, что позволяет пользователям рассчитывать суммарное коротковолновое, суммарное длинноволновое, общее суммарное излучение и альбедо.
Q
3. Может ли радиометр рассчитать альбедо поверхности?
A
Да. Альбедо поверхности можно рассчитать, разделив отраженное коротковолновое излучение на нисходящее коротковолновое излучение, при условии, что уровень входящего излучения и условия на участке подходят для расчета.
Q
4. Поддерживает ли радиометр JW-IoT вывод сигнала по протоколу RS485?
A
Да. JW-TBB-2L (LC27) поддерживает вывод RS485 для интеграции с совместимыми регистраторами данных, RTU, метеостанциями и платформами мониторинга.
Q
5. Можно ли использовать его для исследований испарения и транспирации?
A
Да. Данные о чистом радиационном излучении обычно используются вместе с измерениями погоды, состояния почвы и теплового потока в исследованиях эвапотранспирации и баланса поверхностной энергии.
Q
6. Можно ли установить датчик над посевами?
A
Да. Его можно устанавливать над посевами или растительностью, при условии соблюдения высоты установки, поля зрения и репрезентативности поверхности. Возможно, потребуется корректировка установки в зависимости от высоты растительного покрова.
Q
7. Подходит ли он для мониторинга снега и ледников?
A
Да. Раздельные измерения входящего и отраженного коротковолнового излучения позволяют проводить исследования альбедо снега, а длинноволновые каналы предоставляют дополнительные данные для исследований энергетического баланса снега и льда.
Q
8. Как следует установить радиометр?
A
Прибор, как правило, следует устанавливать горизонтально с помощью двухкоординатного нивелирного узла. Верхний и нижний датчики должны оставаться свободными от препятствий, а расположенные рядом конструкции не должны отбрасывать тени или создавать нежелательные отражения.
Q
9. Как часто следует чистить оптические купола?
A
Частота очистки зависит от количества пыли, пыльцы, осадков, снега, птиц и местного загрязнения. Купола следует регулярно осматривать и очищать всякий раз, когда загрязнение может повлиять на измерения.