太陽輻射傳感器的監(jiān)測(cè)原理及功能特點(diǎn)

太陽是一個(gè)熾熱的氣體球，其表面溫度約為6000k，雖然它看起來好像一直沒有變化，但其實(shí)太陽一直以電磁波的形式*向外輻射能量。太陽輻射到地球的這一部分能量，給地球帶來了大量的光和熱。

太陽輻射是地球的熱量來源。據(jù)粗略估計(jì)，太陽每分鐘向地球輸送的熱能大約是250億億卡，所以沒有太陽就沒有地球生存的環(huán)境，也沒有復(fù)雜多變的天氣現(xiàn)象和千差萬別的氣候差異。目前，人類社會(huì)利用的煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、生物能等能源，都與太陽輻射有關(guān)。

巨大的太陽輻射對(duì)地球和人類具有不可估量的影響，所以將太陽輻射列為氣象觀測(cè)指標(biāo)的重要內(nèi)容，對(duì)它進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄分析將對(duì)人類研究太陽能、氣象、環(huán)境海洋、農(nóng)業(yè)生態(tài)、建筑材料等起到重大作用。

太陽發(fā)射及傳播的能量主要集中在短于4μm波長范圍內(nèi)的輻射，因此用于測(cè)量太陽輻射能量波長范圍在0.3～3μm之間的傳感器被稱之為太陽總輻射傳感器。

仁科太陽總輻射傳感器是基于光電原理的太陽輻射觀測(cè)裝置及實(shí)現(xiàn)方法，它由感光元件和微處理器組成，具有速度快，監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)，功能齊全的特點(diǎn)。傳感器外形美觀小巧，占用空間小；通過寬電壓DC10~30V供電，適用三線制或四線制接線方法，接線簡單，安裝方便。

太陽總輻射傳感器配置高精度的感光元件，寬光譜吸收，全光譜范圍內(nèi)吸收量高，穩(wěn)定性好；在感應(yīng)元件外安裝透光率高達(dá)95%的防塵罩，罩體采用特殊處理，能減少灰塵吸附，有效防止環(huán)境因素對(duì)內(nèi)部元件的干擾，可以較為精準(zhǔn)的測(cè)量太陽輻射量。

光電檢測(cè)電路對(duì)太陽總輻射進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)依次傳遞到信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路之間進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換，之后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳遞至微處理器；微處理器將接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算得出太陽總輻射的實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸出至檢測(cè)中心。

從輸出型號(hào)類型來說，仁科太陽總輻射傳感器包括RS485型和模擬量型兩種類型。二者的不同之處在于RS485型傳感器采用標(biāo)Modbus-RTU485通信協(xié)議，可直接讀取當(dāng)前太陽輻射值；模擬量型包含4-20mA、0-5V、0-10V三種信號(hào)輸出，可讀取換算當(dāng)前太陽輻射值。

為了保證太陽總輻射監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需將太陽總輻射傳感器安裝在四周空曠，感光面上沒有任何遮擋物的地方：首先調(diào)整好安裝支架的水平位置，使之于地面平行；使用螺絲通過安裝孔將傳感器牢牢固定在安裝支架上，并確保傳感器與地面平行。

人類對(duì)于氣候資源的認(rèn)識(shí)和利用自古就有。古人很早就知道根據(jù)氣候特征的變化來安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，現(xiàn)在，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，氣候資源的概念也有了更多的內(nèi)涵和外延。太陽能清潔無污染、可再生、能量巨大、分布普遍，而風(fēng)能、水能、生物能等都是太陽能轉(zhuǎn)化形成的。

其實(shí)太陽一直在發(fā)生變化，我們利用太陽總輻射傳感器對(duì)太陽發(fā)射及傳播的能量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有助于農(nóng)業(yè)氣象、植物生理研究、太陽能利用、海洋考察、建筑材料老化及大氣污染等進(jìn)行科學(xué)研究。