Институт Прикладной Физики Группа исследования атмосферы Г Р У П П А
И С С Л Е Д О В А Н И Я
А Т М О С Ф Е Р Ы


  Eng 
О проекте
Мониторинг
Результаты
Астрокалькуляторы

Характеристики измерительного оборудования

Автоматическое солнечно-следящее устройство с датчиками прямого и рассеянного излучения.

Автоматическое солнечно-следящее устройство 2AP BD (Kipp&Zonen BV, the Netherlands) с датчиками прямого и рассеянного излучения
   Для выполнения измерений прямой и рассеянной солнечной радиации мы используем активную солнечно-следящую систему, оборудованную пиргелиометром, пиранометрами и комплектом затенения солнца. 2AP BD солнечно-следящая система - всепогодное, надежное и точно отслеживающее солнце устройство. Устройство широко используется в приложениях, которые включают солнечно-следящую систему как часть научной станции для мониторинга солнечной радиации.
   Полностью автоматизированная система с двумя шаговыми двигателями (по азимуту и зенитному углу) используется одновременно для точного направления пиргелиометра на солнце (прямая солнечная радиация) и для затенения пиранометров (рассеянная солнечная радиация); точность отслеживания < 0.15°, разрешение достигает 0.0036°. 2AP BD следит за солнцем в автоматическом режиме в течение длительного периода времени после начальной установки и требует только изредка проверки внутренних часов.
Пиранометр CM 11 для измерения солнечной радиации в W/m2
    Характеристики:
  • Спектральный диапазон 305 – 2800 nm (на уровне 50%)
  • Чувствительность 4 - 6 µV/W/m2
  • Импеданс (номинальный) 700 - 1500 ом
  • Время отклика (95%) 15 сек.
  • Нелинейность < ± 0.6% (<1000 W/m2)
  • Температурная зависимость чувствительности < ± 1% (от -10 до +40 °C)
  • Ошибка, связанная с ориентацией < ± 10 W/m2 (при 1000 W/m2)
  • Тепловое смещение нуля < ± 2 W/m2 при изменении температуры на 5 K/ч
  • Рабочая температура от -40°C до +80°C
  • Класс вторичный стандарт по ISO-9060
  • Размеры 150.0 mm x 91.5 mm
  • Вес 850 грамм
  • Длина кабеля 10 m
Пиргелиометр CH 1 для измерения прямой солнечной радиации в W/m2
    Характеристики:
  • Первый класс по классификации ISO
  • Максимальная радиация 4000 W/m2
  • Спектральный диапазон 200 - 4000 nm (на уровне 50%)
  • Чувствительность (номинальная) 11 µV/W/m2
  • Импеданс (номинальный) 50-70 ом
  • Время отклика (95 %) 7 сек.
  • Нелинейность ±0.2 % (0 - 1000 W/m2)
  • Температурная зависимость чувствительности ±1.0 % (от -20 °C до +50 °C)
  • Тепловое смещение нуля < ± 3 W/m2 при изменении температуры на 5 K/ч
  • Полное поле зрения 5° ±0.2
  • Рабочее поле зрения 1° ±0.2
  • Требуемая точность слежения ±0.5°
  • Рабочая температура от -40°C до +80°C
  • Вес 700 грамм
  • Длина кабеля 10 m
UV-S-B-C радиометр для измерения солнечной ультрафиолетовой UVb радиации в W/m2
    Характеристики:
  • Спектральный диапазон 280 – 315 nm
  • Чувствительность(номинальная) при выходном сигнале 1 V — 1.8 W/m2 UV-B
  • Температурная зависимость 0.15 %/°C
  • Время отклика (99%) 0.5 сек
  • Нестабильность (% в год) max 3 %
  • Нелинейность (во всем диапазоне измерения) max ±0.05 %
  • Вклад на длинах волн >400 nm <0.1 % от мощности
  • Ожидаемая точность дневных сумм max 5 %
  • Ошибка, обусловленная углом падения излучения max ±2.5 % (при зенитных углах от 0 до 70°)
  • Рабочая температура от -40°C до +50 °C
  • Напряжение питания 6 – 32 VDC (5 mA)
  • Смещение нуля (при отсутствии UV радиации) max ± 2 mV
  • Импеданс (номинальный) 500 ohms
  • Ожидаемый выходной сигнал при атмосферных измерениях max 3 V
  • Длина кабеля 10 m; дополнительная: 20 m (макс. длина)

Стационарная платформа с датчиками для измерения суммарной радиации

Пиргеометр CG 1для измерения инфракрасной солнечной радиации в W/m2
    Характеристики:
  • Чувствительность (номинальная) 14 µV/W/m2
  • Спектральный диапазон 4.5 – 42 µm
  • Компенсация за нагрев окна (при прямом солнечном облучении) 25 W/m2 (номинальная)
  • Рабочая температура от -30 °C до +40 °C
  • Время отклика (1/e) < 8 s
  • Диапазон термокомпенсации -250 to +250 W/m2
  • Температурная зависимость чувствительности ±2 % (от -20 °C до +30 °C)
  • Тепловое смещение нуля ±1 W/m2 (5 K/h)
  • Поле зрения 150 градусов
SP Lite для обычных измерений солнечной радиации
    Характеристики:
  • Спектральный диапазон 400 - 1100 nm
  • Чувствительность (номинальная) 100 µV/W/m2
  • Время отклика меньше чем 1 сек
  • Максимальная радиация 2000 W/m2
  • Температурная зависимость +0.15 %/°C (стандартная)
  • Рабочая температура от -30 °C до +70 °C
  • Ошибка, связанная с ориентацией ±5 % при зенитном угле 80 градусов
PAR Lite предназначен для наружного измерения фотосинтетически активной части радиации в естественном дневном свете
    Характеристики:
  • Пределы измерения 0 ... 10.000 µmol/m2·s
  • Чувствительность (номинальная) 4 ... 6 µV/µmol/m2·s
  • Спектральный диапазон 400 ... 700 nm
    • нижняя граница 400 ±15 nm
    • верхняя 700 ±15 nm
  • Ошибка согласования спектральной чувствительности (450 ... 650 nm) ±10 %
  • Ошибка, связанная с ориентацией (до зенитного угла 80 градусов) ±10 %
  • Время отклика меньше чем 0.1 s
  • Рабочая температура от -30 °C до +70 °C
  • Температурная зависимость чувствительности -0.1 %/°C (типичная)
UV-S-A-C радиометр для измерения солнечной ультрафиолетовой UVa радиации в W/m2
    Характеристики:
  • Спектральный диапазон 315 – 400 nm
  • Чувствительность (номинальная) при выходном сигнале 1 V — 75 W/m2 UV-A
  • Температурная зависимость 0.1 %/°C
  • Время отклика (99%) 0.5 s
  • Нестабильность (%/год) max 3 %
  • Нелинейность (во всем диапазоне измерения) max ±0.05 %
  • Вклад на длинах волн >400 nm <0.1 % от сигнала
  • Ожидаемая точность дневных сумм max 5 %
  • Ошибка, обусловленная углом падения излучения max ±2.5 % (при зенитных углах от 0 до 70°)
  • Рабочая температура от -40 до +50 °C
  • Напряжение питания 7 – 18 VDC (8 W)
  • Смещение нуля (при отсутствии UV радиации) max ± 2 mV
  • Импеданс (номинальный) 500 ом
  • Ожидаемый выходной сигнал при атмосферных измерениях max 3 V
  • Длина кабеля 10 m; дополнительная: 20 m (макс. длина)
Электронный регистратор данных CR-10X 4M (Campbell Scientific Co. ,UK)
   Электронный регистратор данных CR-10X 4M является точным прибором высококачественного исполнения. CR-10X 4M точная измерительная и контролирущая система, которая поставляет точные и достоверные результаты измерений в разнообразных приложениях. Такие характеристики как точность измерения, гибкость, долговременная надежность и стоимость а CR-10X 4M делают этот прибор весьма подходящим для наших исследований, требующих накопления и хранения результатов измерений.
   Инструмент имеет точный 13 битный АЦП сигналов, обеспечивает точность в 0.1 %, выполняет сбор информации и осуществляет ее временное хранение. Имеет память в 128КБ, поддерживаемую батареей, расширенную до 4 МБ (с использованием долговременной Flash карточки с памятью) и перекачивает данные прямо на PC, посредством прямого соединения, используя интерфейс SC32A RS-232.
   Электронный регистратор данных имеет 12 отдельных входов по напряжению (mV) с общей землей или 6 дифференциальных, которые настраиваются индивидуально. Расширение канала обеспечивается низковольтным мультиплексором AM25T на 25 дополнительных каналов в одном дифференциальном входном канале. Доступны функции расширенной обработки. Частота сканирования программируется от 1/64 секунды до 2.5 часов. Выходные интервалы для обработанных данных устанавливаются пользователем. Полный интервал напряжений аналоговых входов составляет от ±2.5mV до ±2.5V. Расширение памяти до 2МБ позволяет выполнять измерения в автоматическом режиме в течение 2-4 месяцев в зависимости от числа каналов, используемых датчиков и других устройств.
   Наша конфигурация: расширение памяти до 4 Mb(внешняя), количество каналов(датчиков) - 9, тип каналов - дифференциальный, частота опроса каналов - 1 сек, интервал осреднения - 1 мин.

Компактная автоматическая метеостанция MiniMet

Компактная автоматическая метеостанция MiniMet (Skye Instruments, Ltd., UK).
   Для дополнения долговременных непрерывных измерений солнечной радиации необходимо использовать наземную метеорологическую станцию для измерения основных метеорологических параметров.
   MiniMet - модульная многоканальная метеорологическая станция для мониторинга окружающей среды. Она оборудована датчиками для измерения следующих параметров: скорость и направление ветра, атмосферное давление, температура и относительная влажность воздуха, солнечная радиация (пиранометр в диапазоне длин волн от 400 до 1100 nm и датчик UV-B от 280 до 315 nm). В состав метеостанции входит электронный регистратор данных DataHog 2 с 15-битным АЦП для преобразования сигналов. Электронный регистратор данных используется для сбора информации, ее временного хранения и передачи в компьютер через порт RS-232. Обьем памяти составляет 128К и поддерживается батареями, солнечной панелью или через блок питания от сети.
   Датчики температуры и относительной влажности интегрированы в DataHog. Каналы могут быть индивидуально запрограммированы с нужным интервалом измерения. DataHog - это основа метеостанции. Это точная и надежная многоканальная система с выбором аналогового или цифрового входа. Она проста в использовании, полностью водонепроницаема, прочная, долговечная и дешевая, и кроме того содержит точные компоненты и датчики. Готовая к использованию конфигурация. Отсутствуют сложные программы установки. Все датчики plug-in; нет сложной электропроводки. Чрезвычайная мобильность делает MiniMet идеальной для краткосрочных исследований или мониторинга. MiniMet снабжен SkyeLynx Standard - удобным в работе коммуникационным пакетом для вывода данных в простой ASCII файл.
   Наша конфигурация: количество каналов(датчиков) - 7, тип каналов - дифференциальный, частота опроса каналов - 10 сек, интервал осреднения - 5 мин.
Характеристики
Направление ветра Точность: достигает ± 2% при равномерном ветре со скоростью более 5 м/с
Анемометр Стартовая скорость (пороговая): 0.3 м/с; Максимальная скорость: выше 75 м/с; Точность: ± 2% + 0.1 м/с
Относительная влажность воздуха Пределы измерения : 0-100% (от -20 до +70°C); Разрешение: 0.1%; Точность: максимальная ±2%,типичная ±1% или лучше
Температура воздуха Пределы измерения: от -20 до +70°C; Разрешение: 0.01°C; Точность: 0.2° при 25°C
Атмосферное давление Пределы измерения: от 500 mbar до 1050 mbar; Разрешение: лучше чем 0.1 mbar; Абсолютная ошибка: при 20°C и 1000 mbar типичная 0.5 mbar (максимальная 1.0 mbar); Погрешность измерений : 0-50°C, типичная 1.5 mbar (максимальная 3.6 mbar)
Пиранометр Спектральный диапазон: 400 - 1100 nm; Рабочий диапазон : 0-5000 W/m2; Ошибка за линейность: <0.2%; Ошибка, обусловленная углом падения излучения: 3%; Азимутальная ошибка: <1%; Температурный коэффициент: ± 0.2 %/°C; Долговременная стабильность: ± 2%; Диапазон температур: от -30 до + 75°C; Диапазон влажности: 0-100%
Датчик UVb Спектральный диапазон: 280 - 315 nm; Рабочий диапазон: 0-5 W/m2; Ошибка за линейность: лучше чем 1%; Ошибка, обусловленная углом падения излучения: 3%; Азимутальная ошибка: <1%; Температурный коэффициент: ± 0.2 %/°C; Долговременная стабильность: ± 2%; Диапазон температур: от -30 до +60°C; Диапазон влажности: 0-100%
Солнечный фотометр Cimel CE-318 (Cimel Electronique, France)
Солнечный фотометр Cimel CE-318

   Солнечный фотометр состоит из сенсорной головки, электронного блока с микропроцессором и модулем памяти, а также робота. Сенсорная головка этого инструмента имеет полное поле зрения 1.2°, два коллиматора длиной 33 cm для уменьшения в 10ˆ-5 раз уровня паразитной засветки и два кремниевых детектора для измерения прямого солнечного излучения и яркости неба.
   Восемь интерференционных фильтров установлены на диске перед детекторами и вращаются при помощи шагового двигателя. Сенсорная головка управляется азимутальным и зенитным шаговыми двигателями с точностью 0.05°. Наведение и слежение за Солнцем осуществляются роботом под управлением микропроцессора, который вычисляет положение Солнца на основе времени, долготы и широты места, где проводятся измерения.
   Точность вычисления и наведения сенсорной головки на Солнце составляет около 1°. Для более точного наведения и слежения используется четырехквадрантный детектор, встроенный в сенсорную головку. Электронный блок состоит из двух микропроцессоров для сбора информации и управления движением в режиме реального времени. Данные из модули памяти солнечного фотометра могут быть перенесены на PC или через систему сбора данных на один из геостационарных спутников: GOES, METEOSAT или GMS и затем ретранслируются на соответствующую наземную принимающую станцию.
   Робот выполняет наведение на солнце и слежение за ним. Солнечный фотометр Cimel CE-318 измеряет прямую солнечную радиацию на 8 длинах волн видимого спектра: 340, 380, 440, 500, 670, 870, 940 и 1020 nm, яркость неба в альмукантарате и в главной плоскости Солнца на 4 длинах волн: 440, 670, 870 and 1020 nm. Фильтр на 940 nm используется для восстановления содержания водяного пара в атмосфере в виде осажденной воды. Ширина полосы интерференционных фильтров различна: от 2 nm (УФ каналы) до 10 nm для видимой и ближней ИК области спектра.
   Суммарная ошибка измерения спектральной аэрозольной оптической толщины изменяется от ±  0.01  до  ± 0.02 и спектрально зависит от больших ошибок в УФ области спектра. Полное содержание водяного пара в атмосфере (в cm осажденной воды) совпадает в пределах ~ 10 % с измерениями радиозондом или микроволновым радиометром.

Озонометр MICROTOPS II (Solar Light Co., Inc., USA)
Озонометр MICROTOPS II

   Этот инструмент оснащен самым высококачественными и стабильными фильтрами (осаждением при помощи ионного пучка) на длинах волн 305, 312, 320, 936 и 1020 nm, которые установлены в жестком корпусе из алюминия, обеспечивающем точное и стабильное оптическое положение.
   MICROTOPS II - точное и надежное переносное устройство для одновременного измерения прямой солнечной ультрафиолетовой радиации в 3 дискретных длинах волн в пределах диапазона UV-B, общего содержания озона в атмосфере, а также для измерения общего содержания водяного пара и аэрозольной оптической толщины.
   MICROTOPS II имеет низкошумовую электронику и 20 битный АЦП для обеспечения точности (< 2 % для озона), сопоставимой с намного большими и более дорогими инструментами. Он имеет долговременную память и может быть соединен с PC через порт RS232 для передачи данных, легок в использования, мобилен и имеет низкую цену.
   MICROTOPS II имеет встроенные внутренние датчики давления и температуры для компенсации измерений содержания озона и аэрозольной оптической толщи атмосферы за рэлеевское рассеяние. Дополнительный внешний GPS приемник облегчает полевые измерения. Алгоритмы вычисления озона и общего содержания водяного пара запрограммированы в MICROTOPS II и конечные результаты всех измерений могут просматриваться на жидкокристаллическом экране.
   Исходные данные также хранятся в долговременной памяти для возможности уточнения алгоритмов обработки. Каждое измерение сопровождается датой, временем, координатами местонахождения, солнечным зенитным углом, высотой над уровнем моря, давлением и температурой. Благодаря последним технологиям стоимость инструмента была значительно снижена по сравнению с сопоставимыми озонометрами без снижения точности или характеристик.

                                                     Webmaster