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LP NET 07
Das Net-Radiometer LP NET 07 misst die Netto-Bestrahlung
durch eine Oberfläche vom nahen Ultraviolett- zum fernen Infrarotbereich. Als
Netto-Bestrahlung wird die Differenz bezeichnet, zwischen der auf die obere
Empfangsfläche treffende Bestrahlung und der Bestrahlung, welche auf die
untere Empfangsfläche des Net-Radiometers trifft. Die obere empfangende
Fläche misst die direkte und diffuse Sonnenstrahlung und Langwellenstrahlung
des Himmels (Wolken), während die untere empfangende Fläche die vom Boden
reflektierte Strahlung (Albedo) und die vom Boden abgegebene Langwellen-
strahlung misst.
Planung und Aufbau gestatten den uneingeschränkten Aussengebrauch des
Gerätes unter allen Witterungsbedingungen.
Ausser zu Messungen des Energiehaushaltes im meteorologischen Bereich
kann das LP NET 07 auch im Innenbereich zur Messung der Strahlungstempe-
ratur (ISO 7726) verwendet werden.
Funktionsprinzip
Das Net-Radiometer LP NET 07 basiert auf einem Thermopile-Sensor, dessen
warme Vergleichsstellen in thermischem Kontakt mit der oberen Empfangsfläche
stehen, während die kalten Vergleichstellen mit der unteren Fläche in Verbindung
stehen.
Die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Empfängern ist direkt proportional
zur Netto-Strahlung. Der Temperaturunterschied zwischen den Vergleichsstellen
wird durch den Seebeck-Effekt in eine elektrische Potenzialdifferenz umgewandelt.
Die beiden Empfänger sind mit teflon
deren besondere Form eine optimale Antwort gemäss dem Lambertschen
Kosinusgesetz garantieren. Die teflon
die Ausseninstallation über lange Zeiträume ohne Beschädigungsgefahr und
gewährt eine konstante spektrale Antwort im im Ultraviolettbereich (200nm) bis
hin zum fernen Infrarotbereich (100μm).
Installation und Montage des Net-Radiometers zur Messung der
Globalstrahlung:
• Das LP NET 07 sollte in einer, zur periodischen Reinigung der beiden Ober-
flächen, leicht zugänglichen Position installiert werden. Zur Reinigung der
beiden Oberflächen kann reines Wasser oder Äthylalkohol verwendet werden.
• Das Net-Radiometer sollte fern von jedem Hindernis installiert werden, wel-
ches Sonnenreflexe projizieren oder im Laufe des Tages und der Jahreszeiten
den eigenen Schatten auf das Radiometer werfen könnten.
• Wenn das Net-Radiometer in der nördlichen Halbkugel verwendet wird, ist es
üblich, es gegen Süden auszurichten und umgekehrt, wenn es in der südlichen
Halbkugel verwendet wird.
• Das Gerät sollte mit einer Mindesthöhe von 1.5m vom Erdboden installiert
werden. Es sollte dabei beachtet werden, dass der auf die untere Empfan-
gsfläche treffende Strahlungsfluss von einer kreisförmigen Fläche ausgeht,
dessen Radius etwa 10 Mal der Höhe entspricht.
• Während der Montage sollte es vermieden werden, die Empfangsoberflächen
mit blossen Händen zu berühren.
Elektrische Anschlüsse und Anforderungen an die Auswerte-Elektronik:
• Das Net-Radiometer LP NET 07 benötigt keine Versorgung.
• Es ist mit einem 5 m langen Signalkabel ausgestattet.
• Das Strahlungsbeständige PTFE-Kabel ist zweiadrig mit Umflechtung
/Abschirmung, der Farbcode lautet folgendermassen:
Umflechtung
→ mit dem Gehäuse verbunden
Rot
→ (+) Pluspol des Sensorsignals
Blau
→ (-) Minuspol des Sensorsignals
Das Anschlussschema ist in Abb.1 dargestellt.
• Es wird entweder an eine Millivoltmeter oder an eine anderes Auswertegerät
angeschlossen, dessen Eingangsimpedanz mindestens 4000Ω betragen
sollte. Das Ausgangssignal des Net-Radiometers überschreitet typische-
rweise Werte von ±20 mV nicht. Die empfohlene Auflösung des Auswerte-
gerätes sollte, um di Charakteristiken des Net-Radiometers voll auszunutzen,
1μV sein.
Wartung:
Um die Genauigkeit der Messungen beizubehalten, ist es notwendig, die Ober-
flächen so oft als möglich zu reinigen, je öfter dies geschieht, desto grösser wird
die Präzision der Messwerte bleiben. Die Reinigung kann mit Wasser und mit
weichem Papier zur Reinigung von Foto-Objektiven ausgeführt werden, falls dies
nicht ausreichen sollte, kann reiner Äthylalkohol verwendet werden. Nach Reini-
gung mit Äthylalkohol ist eine erneute Reinigung mit Wasser erforderlich.
Es ist empfehlenswert die Eichung des LP NET mit jährlicher Frequenz dur-
chzuführen. Die Eichung kann direkt auf dem Feld durch Vergleichsmessung
mit einem Net-Radiometer-Urnormal durchgeführt werden. Die Eichung auf dem
Feld ist zwar etwas ungenauer gegenüber einer Eichung im Labor, hat aber den
Vorteil, dass das Gerät an seinem Installationsort belassen werden kann.
-Beschichteten Kuppeln ausgestattet,
®
-Beschichtung gestattet ausserdem
®
Eichung und Messung:
Die Empfindlichkeit S (oder Eichfaktor) gestattet die Bestimmung des Strahlung-
sflusses über eine Oberfläche. Der Faktor S ist in μV/(Wm
Nach Bestimmung des Differenzpotenzials (DDP) an den Enden des Wider-
stände kann der Strahlungsfluss E
Wobei:
E
:
Strahlunsgsfluss in W/m
,
2
e
DDP: Vom Voltmeter gemessenes, in μV wiedergegebenes Differenzpo-
tenzial
S:
Eichfaktor, welcher auf dem Etikett des Net-Radiometers (Eichbe-
richt) in μV/(W/m
) angegeben wird.
2
Bitte beachten:
Ist das Differenzpotenzial positiv, so ist die Bestrahlung auf der
oberen Fläche grösser als die Bestrahlung auf der unteren Fläche
(üblicherweise während der Tagesstunden), ist das DDP negativ
so ist die Bestrahlung auf der unteren Fläche grösser als auf der
oberen (üblicherweise während der Nachtstunden).
Jedes Net-Radiometer wird einzeln im Werk geeicht und unterscheidet sich
durch seinen individuellen Eichfaktor.
Die Eichung im metrologischen Labor der Delta Ohm erfolgt durch Verglei-
chsmessung mit einem Bezugsnormal und einem Sonnensimulator als
Lichtquelle. Sie wird mit parallel gebündeltem Licht durchgeführt.
Windgeschwindigkeitsabhängigkeit der Empfindlichkeit:
Bei gleichbleibendem Strahlungsfluss, aber zunehmender Windgeschwindigkeit,
nimmt das Ausgangssignal des Net-Radiometers ab. (Die Empfindlichkeit nimmt
mit zunehmender Windgeschwindigkeit ab). Messungen im Windkanal haben
gezeigt, dass die Abhängigkeit der Empfindlichkeit S
Windgeschwindigkeit in etwa mit folgenden zwei Funktionen dargestellt werden
kann:
S
=S
(1-0.011×V)
für V≤10m/s
v
0
S
=S
(0.95-0.006×V)
für 10m/s<V<20m/s
v
0
Wobei:
S
der Empfindlichkeit bei Windabwesenheit,
0
V der Windgeschwindigkeit in m/s entspricht.
In Abb 2 ist das Verhalten des Eichfaktors in Abhängigkeit der Windgeschwindi-
gkeit dargestellt:
Ist also einmal die Netto-Strahlung durch Verwendung des Empfindlichkeitswer-
tes bei Windabwesenheit (F
) berechnet und die Windgeschwindigkeit (V) in
net_0
m/s bekannt, so erhält man den korrekten Wert durch Anwendung der folgenden
Formel:
F
=F
/(1-0.011×V)
per V≤10m/s
net
net_0
F
=F
/(0.95-0.006×V)
per 10m/s<V<20m/s
net
net_0
Antwort nach Lambertschen Kosinusgesetz:
Die Bestrahlung einer Oberfläche muss mit einem Sensoren gemessen werden,
dessen Antwort, je nach Lichteinfallswinkel, dem Lambertschen Kosinusgesetz
entspricht: Ein Empfänger verhält sich nach dem Lambertschen Kosinusgesetz,
wenn seine Empfindlichkeit (S
), je nach dem Winkel des einfallenden Lichtes zur
ϑ
Oberfläche des Empfängers, sich etwa folgendermassen verhält:
S
Wobei: S
Empfindlichkeit bei senkrecht einfallendem Licht ist ϑ der Winkel
0
zwischen normaler und Oberfläche und einfallendem Lichtbündel ist.
In Abb. 3 ist der typische Fehlerverlauf (Prozentsatz) in Abhängigkeit vom
Einfallswinkel dargestellt.
Technische Eigenschaften:
Typische Empfindlichkeit:
Impedanz:
Messbereich:
Spektralbereich:
Betriebstemperatur:
Gewicht:
Ansprechzeit (95%):
LP NET 07
El net-radiómetro LP NET 07 mide la irradiancia neta mediante una
superficie desde la cercana ultravioleta a la lejana infraroja. Por irradiancia neta
se entiende la diferencia entre la irradiancia que llega sobre la superficie superior
y la irradiancia sobre la superficie inferior del net-radiómetro. La superficie recep-
tora superior mide la irradiancia solar directa más la difusa y la radiación a largos
de onda larga emitida desde el cielo (nubes), mientras la superficie receptora
inferior mide la irradiancia solar reflejada desde el suelo(Albedo) y la radiación a
largos de onda larga emitida desde la tierra.
El instrumento está proyectado y construido para ser empleado al abierto en
cualquier condición de tiempo.
Además que en el campo meteorológico para medidas de balance energético,
la LP NET 07 puede ser utilizada en el interior para las medidas de temperatura
radiante (ISO 7726).
) angegeben.
-2
nach folgender Formel erechnet werden.:
e
E
= DDP/S
e
des LP NET 07 von der
v
=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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