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SR30:寒冷气候下的太阳辐射测量

加热型SR30性能与外通风式总辐射表相当

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)在阿拉斯加巴罗观测站开展了辐射表除冰对比实验(D-ICE)。Hukx为该实验提供了多款仪器,其中包括SR30型号。Hukx对公开数据进行初步分析后确认:即便在严寒的阿拉斯加冬季,SR30也完全可替代传统外通风式总辐射表,性能表现优异。SR30具备同等性能、成本更低、功耗更小、维护需求更少等优势。

概述

寒冷气候下,用总辐射表精准测量太阳辐照难度较大。低温环境会出现典型问题:感应罩表面积冰会散射入射阳光,导致监测数据失真,造成“数据有效率”下降。凝露、霜层、雾凇、积雪均会影响数据有效率,且影响程度难以通过数据准确判断,易在不知情的情况下污染数据。因此,恶劣环境下选用适配仪器至关重要。

SR30是Hukx针对上述问题推出的解决方案。本文依据独立寒地测试数据,证实SR30可有效替代传统外通风式总辐射表,并详述其核心优势。

注:NOAA在D-ICE实验中使用该仪器,不代表官方认可或背书。Hukx所用数据均取自NOAA公开网站,属公共领域信息。本报告结论仅代表Hukx观点。

如需了解D-ICE实验详情,可访问NOAA官网:https://www.esrl.noaa.gov/psd/arctic/d-ice/

外通风方案的不足

外加热与外通风是寒冷气候下总辐射表的传统防护方案,存在多项短板:

  • 需额外购置外通风设备,运维成本随之增加;
  • 设备功耗偏高,风扇易出现冻住或卡滞情况;
  • 外部加热会对总辐射表等热传感器造成数据偏差。

SR30:首款内置加热型总辐射表

Hukx SR30为寒地总辐射表应用提供升级方案,其内置循环通风加热(RVH™)技术,兼具外加热方案优势,同时规避相关短板。

加热气流在感应罩内外层之间循环流通,使仪器温度均匀上升,既能防止积冰,又能减少感应罩与仪器本体温差造成的热偏差。气流循环设计大幅降低加热功耗,仅需2瓦,而传统外通风方案通常需10瓦。综合优势使SR30成为寒地环境适用、通用性强的监测仪器。

图3 SR30搭载循环通风加热(RVH™)技术,可实现仪器均匀加热,同时降低热偏差。

案例:D-ICE实验

为对比寒地环境下总辐射表的运行性能,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)在阿拉斯加巴罗观测站开展除冰对比实验(D-ICE)。该观测站位于北极圈以北500多公里,是测试极地严酷环境设备的理想场地。

Hukx为实验提供加热型SR30,与多款传统外通风式总辐射表同步测试。实测数据显示,SR30运行性能表现出色。

表 1 阿拉斯加巴罗地区气候数据

极夜时段11 月 18 日至 1 月 23 日
极昼时段5 月 11 日至 8 月 1 日
年等效降雨量115 毫米(荒漠级别)
年降雪量960 毫米
最冷月份2 月
平均最低气温:零下 29.1 摄氏度
最热月份7 月
平均最高气温:8.3 摄氏度
除冰对比实验期间气温极值
2017 年 9 月 —2018 年 4 月)

2017 年 9 月 3 日:9.5 摄氏度

2018 年 2 月 28 日:零下 38.4 摄氏度

 

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带加热与倾角传感器 数字式 A 级总辐射表

其他信息

被测对象

ISO 9060:2018分类

频谱平坦的A类

合规

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ISO 9060:1990分类

二级标准总辐射表

应用

国家气象网络、光伏监测(商业和公用事业规模)、气象学/气候学、其他

加热器

配备RVH循环通风与加热系统

输出

Modbus RS-485

世界气象组织性能水平

高质量日射强度计

校准不确定性

< 1.2 % (k = 2)

被测对象

倾斜测量不确定度

± 1 °(0 至 90 ° 倾斜范围,-30 至 +50 °C)

内部通风

加热

倾斜传感器

采用的技术

循环通风与加热(RVH™)

功耗

在12伏直流电压下,功率小于3瓦

零偏移

< 2 W/m²

校准溯源性

WRR

校准寄存器

用户可访问的

光谱范围

285至3000 x 10⁻⁹ 米

温度范围

-40 ~ +80 °C

温度响应

<± 0.4%(-30至+50°C)

工业级 A 级总辐射表,内置加热装置、倾角传感器及状态指示灯

其他信息

被测对象

被测对象

ISO 9060:2018分类

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IEC 61724-1:2021 A类系统

穹顶保护罩

已包含(型号DP01)

状态指示灯

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泄漏、倾斜、旋转、加热、内部湿度

内部通风

加热

倾斜传感器

校准证书

包含(内容受ISO/IEC 17025第7.8.1.3节限制)

单个仪器的温度响应测试

报告包含

温度响应

<± 0.4%(-30至+50°C)

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报告涵盖至95°

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报告包含

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± 1 °(0 至 180 °)(-30 至 +50 °C)

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– 设备分类

工业设备

– 浪涌抗扰度

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:

– 安全合规性

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– 接地端子

包含在仪器上

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:

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:

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