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长波辐射的概念
地球-大气系统所处的温度为200~300 K,在这样的温度条件下,地面和大气的辐射能主要集中在4~120μm之间,均为肉眼所不能看见的红外辐射。因为比太阳辐射的波长(0.15~4微米)要长得多,所以气象学习惯上把地面和大气的辐射称为长波辐射。
在地球辐射中,由地面向上发射的长波辐射称为地面辐射或地面射出辐射,大气发射的长波辐射称为大气辐射,大气向下发射的长波辐射称为大气逆辐射。(1)地面辐射(ground radiation)地球表面在吸收太阳辐射的同时,又将其中的大部分能量以辐射的方式传送给大气。地表面这种以其本身的热量日夜不停地向外辐射的方式,称为地面辐射。
光合有效辐射传感器的应用
太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分称为光合有效辐射,简称PAR(photosynthetically active radiation)。通常规定PAR为400~700nm波长范围内的总辐射。量化PAR的常规单位为µmolm-²s-¹。由于辐射能量的化性质,测量光合通量密度、简称PPFD(photosynthetic photon flux density)的传感器通常被称为传感器。是指参与物理相互作用(如光合色素吸收)的小辐射量,即一个光子。
美国Apogee仪器公司为全世界农业人员提供测量光合有效辐射的行业标准产品。作为的辐射传感器生产厂家,Apogee公司拥有很多匠心设计:
的圆顶式传感器头,有利于露水和雨水及时流走,保持传感器的清洁,尽可能减小灰尘干扰光线照射引起的误差;同时圆顶式设计大大减弱了传感器接收低角度辐射的镜面反射效应,减少余弦响应误差。
光合有效辐射的范围
光合有效辐射波段为400 nm~700nm波长范围内的太阳光,常用光电二极管制成的光电池来实现光合有效辐射传感器的光信号到电信号的转换。测量光合有效辐射时因测试环境复杂使用光源为太阳光,可控性较差,光电池产生反应的波段为窄带光谱信号,导致其输出信号很弱且包含各种噪声无法直接处理,故需进行信号转换、放大、滤波等调理。为此,本文设计了一种简单实用、通用型的光合有效辐射传感器及其信号调理电路。
1光合有效辐射传感器设计1.1光电池选择及其工作原理适用于光合有效辐射测量的有硅(Si)硒(Se)硫化锅(CdS)硫化铅(PbS)和磷化(GaAsP)等材料的光电池,其中硅和磷化材料的光电池为常用。由于硅光电池具有固态可靠性良好价廉尺寸小以及功耗低等特点
总辐射传感器的简介
在日常生活中,太阳看起来虽然一直没有什么变化,但实际上它是一个巨大的核反应堆。它的表面一直在发生着变化,并不断地向地球发出辐射。
为了提高太阳总辐射利用率,使其发挥更大的作用,将太阳辐射列为气象观测指标的重要内容,对它进行监测记录分析将对人类研究太阳能、气象、环境海洋、农业生态、建筑材料等起到重大作用。
太阳能,以确定太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率以及何时需要清洁电池板。用于此目的的传感器通常测量太阳能电池板阵列平面中的辐射。