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LP NET 07
Il net-radiometro LP NET 07 misura l'irradiamento netto attraverso
una superficie, dal vicino ultravioletto al lontano infrarosso. Per irradiamento netto
si intende la differenza tra l'irradiamento che arriva sulla superficie superiore e
l'irradiamento sulla superficie inferiore del net-radiometro. La superficie ricevente
superiore misura l'irradiamento solare diretto più quello diffuso e la radiazione
a lunghezze d'onda lunghe emesse dal cielo (nuvole), mentre la superficie
ricevente inferiore misura l'irradiamento solare riflesso dal suolo (Albedo) e la
radiazione a lunghezza d'onda lunghe emessa dalla terra.
Lo strumento è progettato e costruito per essere impiegato all'aperto in qualsiasi
condizione di tempo.
Oltre che in campo meteorologico per misure di bilancio energetico, l'LP NET 07
può essere utilizzato in interni per le misure di temperatura radiante (ISO 7726).
Principio di Funzionamento
Il net-radiometro LP NET 07 si basa su un sensore a termopila i cui giunti caldi
sono in contatto termico con il ricevitore superiore mentre i giunti freddi sono in
contatto termico con il ricevitore inferiore. La differenza di temperatura tra i due
ricevitori è proporzionale all'irradiamento netto. La differenza di temperatura tra
giunto caldo e giunto freddo è convertita in una Differenza di Potenziale grazie
all'effetto Seebeck. I due ricevitori sono costituiti da una porzione di calotta sferica
rivestita in teflon
. La particolare forma dei due ricevitori garantisce un risposta
®
secondo la legge del coseno ottimale. Il rivestimento in teflon
un' installazione all'aperto per lunghi periodi senza pericoli di danneggiamento
consente di avere una risposta spettrale costante dall'ultravioletto (200nm) sino
al lontano infrarosso (100μm).
Installazione e montaggio del net-radiometro per la misura della radiazione
totale:
• L'LP NET 07 va installato in una postazione facilmente raggiungibile per una
periodica pulizia delle due superfici riceventi. Per pulire le superfici si può utiliz-
zare acqua o alcol etilico.
• Evitare che costruzioni, alberi od ostacoli di qualsiasi tipo proiettino la loro
ombra sul net-radiometro durante il corso della giornata e delle stagioni.
• Quando il net-radiometro è utilizzato nell'emisfero NORD è regola orientarlo
verso SUD, viceversa se lo si utilizza nell'emisfero SUD.
• Lo strumento va montato ad un altezza di almeno 1.5 m dal suolo. Si deve
tenere conto che il flusso sul ricevitore inferiore è rappresentativo di una super-
ficie circolare con raggio di 10 volte l'altezza.
• Durante il montaggio del net-radiometro evitare, per quanto possibile, di toc-
care le superfici riceventi del net-radiometro.
Connessioni Elettriche e requisiti dell'elettronica di lettura:
• Il net-radiometro LP NET 07 non necessita di alimentazione.
• Viene fornito con cavo di segnale da 5 m.
• Il cavo in PTFE, resistente agli UV, è provvisto di 2 fili più la calza (schermo), il
codice dei colori è il seguente:
calza
→ collegata con il contenitore
rosso
→ (+) positivo del segnale generato dal rivelatore
blu
→ (-) negativo del segnale generato dal rivelatore
Lo schema elettrico è riportato nella figura 1.
• Va connesso ad un millivolmetro od ad un acquisitore di dati con un impedenza
di ingresso di almeno 4000Ω. Tipicamente il segnale in uscita dal net-radio-
metro non supera i ±20 mV. La risoluzione consigliata dello strumento di let-
tura, per poter sfruttare appieno le caratteristiche del misuratore di radiazioni
nette è di 1μV.
Manutenzione:
Al fine di garantire le caratteristiche dello strumento è necessario che le due
superfici riceventi siano pulite, pertanto maggiore sarà la frequenza di pulizia
dello strumento migliore sarà la precisione delle misure. La pulizia può essere
eseguita con normali cartine per la pulizia di obbiettivi fotografici e con acqua,
se non fosse sufficiente usare Alcol ETILICO puro. Dopo la pulizia con l'alcol è
necessario pulire nuovamente le cupole con sola acqua.
E' buona norma eseguire la taratura dell'LP NET 07 con frequenza annuale. La
taratura può essere eseguita per confronto con un altro net-radiometro campione
direttamente sul campo. La taratura in campo, è meno precisa di una taratura
eseguita in laboratorio ma offre il vantaggio di non dover smontare dalla sua
sede lo strumento.
Taratura ed esecuzione delle misure:
La sensibilità del net-radiometro S (o fattore di calibrazione) permette di deter-
minare il flusso radiante netto attraverso una superficie. Il fattore S è dato in
).
-2
μV/(Wm
• Misurata la differenza di potenziale (DDP) ai capi della sonda il flusso E
ottiene dalla seguente formula:
dove;
E
:
e' il flusso radiante espresso in W/m
e
DDP: e' la differenza di potenziale espressa in μV misurata del voltme-
tro,
S:
e' il fattore di calibrazione riportato sull'etichetta del net-radiome-
tro (e sul rapporto di taratura) in μV/(W/m
N.B. Se la differenza di potenziale è positiva l'irradiamento sulla
superficie superiore è maggiore dell'irradiamento sulla superficie
oltre a permettere
®
E
= DDP/S
e
,
2
2
).
inferiore (tipicamente durante le ore diurne), se invece la DDP è
negativa l'irradiamento sulla superficie inferiore è maggiore dell'ir-
radiamento sulla superficie superiore (tipicamente durante le ore
notturne).
Ogni net-radiometro è tarato singolarmente in fabbrica ed è contraddistinto dal
proprio fattore di calibrazione.
La taratura, presso il laboratorio metrologico DeltaOhm, è eseguita per con-
fronto con un net-radiometro di riferimento con un simulatore solare come
sorgente di luce. La taratura è eseguita con un fascio di luce parallela.
Sensibilità in funzione della velocità del vento:
A parità di flusso radiante aumentando la velocità del vento diminuisce il segnale
di uscita del net-radiometro (la sensibilità diminuisce all'aumentare della velo-
cità del vento). Le misure condotte in galleria del vento hanno mostrato che la
sensibilità S
in funzione della velocità del vento per LP NET 07, può essere
v
approssimata dalle seguenti due funzioni:
S
=S
(1-0.011×V)
v
0
S
=S
(0.95-0.006×V)
v
0
Dove:
S
è la sensibilità per vento nullo
0
V è la velocità del vento in m/s
Nella figura 2 è riportato l'andamento del fattore di taratura in funzione della
velocità del vento.
In pratica una volta noto l'irradiamento netto calcolato utilizzando la sensibilità
per vento nullo (F
), e nota la velocità del vento (V) in m/s, il dato corretto si
net_0
ottiene applicando la seguente formula:
F
=F
/(1-0.011×V)
net
net_0
F
=F
/(0.95-0.006×V)
net
net_0
Risposta secondo la legge del coseno:
L'irradiamento su una superficie deve essere misurato con un sensore la cui
risposta, in funzione dell'angolo di incidenza della luce, sia lambertiana. Un
ricevitore si dice lambertiano se la sua sensibilità (S
incidenza tra la luce e la superficie del rivelatore ha un andamento del tipo:
Dove: S
è la sensibilità quando la luce incide perpendicolarmente alla superficie,
0
ϑ è l'angolo tra la normale alla superficie e il fascio di luce incidente.
Nella figura 3 è riportato l'andamento tipico dell'errore (percentuale) in funzione
dell'angolo di incidenza.
Caratteristiche tecniche:
Sensibilità' tipica:
Impedenza:
Campo di misura:
Campo spettrale:
Temperatura di lavoro:
Peso:
Tempo di risposta (95%):
si
e
per V≤10m/s
per 10m/s<V<20m/s
per V≤10m/s
per 10m/s<V<20m/s
) in funzione dell'angolo di
ϑ
S
=S
cos(ϑ)
0
ϑ
10 μV/(W/m
)
2
2Ω ÷ 4 Ω
±2000 W/m
2
0.2 μm ÷ 100 μm
-40 °C ÷ 80 °C
0.35 Kg
<75 sec
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