Пиранометр: что это, основные виды и сфера применения

Что это такое?

Прибор пиранометр (перейти к товарам) используется для измерения рассеянной солнечной радиации, падающей на поверхность. Обычно он представляет из себя блюдцеобразное устройство, которое работает через измерение количества фотонов, воздействующих на составляющую устройства. В зависимости от типа составляющей, пиранометры бывают физическими и химическими — они устроены несколько по-разному, хотя в обоих случаях не требуют питания. Измерение происходит через непосредственное воздействие солнечной радиации на чувствительный датчик.

В СССР самой популярной моделью был пиранометр Ю. Д. Янишевского — солнечную радиацию в нём принимала термоэлектрическая батарея, состоящая из последовательно соединённых константановых и манганиновых полосок. Нечётные спаи покрывались магнезией, чётные — сажей, и поскольку солнечный свет поглощается этими поверхностями по-разному, между ними возникала разность температур с появлением термоэлектрического напряжения. Впоследствии достаточно было измерить его гальванометром — он будет противоположен падающей на прибор солнечной радиации. Сверху пиранометр Янишевского накрывался стеклом, чтобы защитить его от инфракрасного излучения.

Лучше всего прибор работает в условиях, когда солнце расположено в зените, при этом замеры можно производить под разными углами.

Основные современные виды

Можно условно разделить пиранометры на два типа.

• Химические используют раствор чувствительных к нагреву и свету химических веществ, с помощью которых становится возможным измерение электромагнитного излучения. Процесс осуществляется за счёт квантового выхода, определяющего количество излучения по уровню поглощаемой солнечной радиации. К наиболее распространённым в химических пиранометрах веществам относятся монохлорускусная кислота, ферриоксалат калия, лейкоцианид малахитового зелёного.
• Физические имеют в своём устройстве фотодиоды, термобатареи, болометры. Так, фотодиоды и термобатареи преобразуют тепло в электрический ток, а потом измеряют выходное напряжение (по такому принципу работал популярный в СССР пиранометр Янишевского). Болометры оснащены тонким металлическим слоем, который прикрепляется к радиатору, постоянно поддерживающему определённую температуру.

Подбор конкретного устройства зависит от множества факторов.

Сферы использования

Приборы востребованы во всех областях, где требуется измерение рассеянной радиации солнца, преимущественно — в энергетике и метеорологии. Их применяют в строительстве, в промышленности, в материаловедении, особенно моноблоки из двух устройств, называемые альбедометрами (перейти к товарам).

Альбедометры позволяют изучать плоское альбедо, отражённую от поверхности радиацию. Это можно сделать и с одним пиранометром, но тогда придётся проворачивать его на 180º, что увеличит время исследования.