如何选择辐射计

太阳辐射计是用于测量太阳辐射能量及其分布的专业仪器，根据测量参数和原理的不同，主要分为以下几类：

1. 总辐射表（Pyranometer）

• 原理：通过热电堆或光电传感器测量水平面上接收的总太阳辐射（包括直射辐射和散射辐射）。

• 特点：

• 传感器通常覆盖光谱范围（300~3000 nm）。

• 常见类型：热电堆式（精度高，需避免温度干扰）、光电式（成本低，但光谱响应有限）。

• 应用：

• 气象站监测太阳总辐射。

• 太阳能电站评估发电潜力。

• 农业光照强度监测。

2. 直接辐射表（Pyrheliometer）

• 原理：通过准直管追踪太阳，仅测量直射辐射（排除散射光），需配合太阳跟踪器使用。

• 特点：

• 高精度，常用于标定其他辐射计。

• 核心部件为热电堆或腔体式吸收器。

• 应用：

• 太阳能聚光系统（如塔式光热电站）的直射光测量。

• 大气光学厚度研究（如气溶胶监测）。

3. 散射辐射表（Diffuse Radiometer）

• 原理：在总辐射表基础上加装遮光环或遮挡盘，遮挡直射光后测量散射辐射。

• 特点：

• 需与总辐射表配合使用（散射辐射 = 总辐射 - 直射辐射）。

• 遮光环需根据太阳位置自动调整角度。

• 应用：

• 研究云层、气溶胶对辐射的散射作用。

• 建筑设计中自然采光优化。

4. 分光辐射计（Spectroradiometer）

• 原理：通过分光元件（光栅或棱镜）将太阳辐射分解为不同波段，测量光谱分布。

• 特点：

• 可分析紫外（UV）、可见光（VIS）、近红外（NIR）等波段。

• 便携式或固定式，高精度但成本较高。

• 应用：

• 大气成分监测（如臭氧层、CO₂吸收光谱）。

• 植物光合有效辐射（PAR）研究。

5. 紫外辐射计（UV Radiometer）

• 原理：专用于测量**紫外波段（280~400 nm）**的辐射强度，如UVA、UVB。

• 特点：

• 使用紫外敏感的光电二极管或荧光材料。

• 部分型号可区分不同紫外波段。

• 应用：

• 紫外线指数预报。

• 材料抗老化测试（如涂料、塑料）。

6. 净辐射表（Net Radiometer）

• 原理：同时测量向上和向下的长波与短波辐射，计算净辐射通量（总输入 - 总输出）。

• 特点：

• 包含上下两个传感器，覆盖全波段（短波+长波）。

• 常用于地表能量平衡研究。

• 应用：

• 气候模型中的地表能量交换计算。

• 冰雪消融监测。

7. 光合有效辐射计（PAR Sensor）

• 原理：专测植物光合作用可利用的波段（400~700 nm），单位为μmol/(m²·s)。

• 特点：

• 使用量子传感器，直接反映光量子数。

• 轻便，适合农业和生态研究。

• 应用：

• 温室光照管理。

• 海洋浮游植物生产力评估。

选择辐射计的注意事项

1. 测量需求：明确需要总辐射、直射辐射还是光谱数据。

2. 精度与成本：科研级仪器（如EKO、Kipp & Zonen）精度高但昂贵；工业级（如Apogee）性价比更高。

3. 环境适应性：户外使用需防水、耐高温，极地研究需抗低温。

4. 校准周期：定期校准（通常1~2年）确保数据准确性。