戶外光譜監(jiān)測

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太陽光譜輻照測量應(yīng)用包括科學(xué)氣象、氣候觀測、材料測試研究，太陽能電池板效率和太陽能可再生能源的評價(jià)等。在大氣層外，太陽光譜可以看作為全波段的電磁波譜，但是在地表，由于大氣環(huán)境的影響，太陽光譜會存在很多特征，也正是基于此，戶外太陽光譜的監(jiān)測越來越多的被用于獲得太陽的發(fā)光特性，了解光在大氣中的傳輸規(guī)律，以實(shí)現(xiàn)對大氣組分的監(jiān)測。

大氣中的水蒸汽、臭氧、氧氣等氣體會吸收部分太陽光（見圖1所示）。而由固態(tài)或液態(tài)的質(zhì)粒分散到空氣中形成的氣溶膠體系，對大氣輻射傳輸、氣候變化、環(huán)境質(zhì)量、云和降水過程以及水文循環(huán)過程都有重要影響，從而構(gòu)成氣溶膠的輻射氣候效應(yīng)、環(huán)境健康效應(yīng)和云物理效應(yīng)。因此，研究氣溶膠的物理化學(xué)特質(zhì)和光學(xué)特性及其時(shí)空變化規(guī)律成為大氣科學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)問題。

荷蘭Avantes公司推出的全自動太陽分光輻射儀（太陽光度計(jì)）可以直接測得太陽輻照度數(shù)據(jù)，并以此反演計(jì)算大氣透過率、消光光學(xué)厚度、氣溶膠光學(xué)厚度、大氣水汽柱總量和臭氧含量等。
該系統(tǒng)配備太陽追蹤模塊和光學(xué)采集模塊，可以根據(jù)GPS信息自動采集太陽光譜輻照度。下圖為本系統(tǒng)獲取的300-2500nm波段的太陽光譜。

系統(tǒng)組成

組成部分	主要設(shè)備清單	作用/功能
設(shè)備主機(jī)	分光輻射儀	測試光譜輻照度、總輻照度、直射輻照度
	溫度傳感器	監(jiān)測環(huán)境溫度
	濕度傳感器	監(jiān)測環(huán)境濕度
	GPS接收器	顯示設(shè)備地理位置信息
	控制電路板	控制光譜儀和太陽追蹤儀工作
	觸摸顯示屏	提供人機(jī)交互界面
	不間斷電源	供電異常時(shí)提供保護(hù)，穩(wěn)壓電源
	恒溫控制箱	穩(wěn)定設(shè)備工作溫度，防雨淋
太陽追蹤儀	太陽追蹤儀	全天候追蹤太陽位置，防雨淋
光學(xué)探頭	5°視場角余弦探頭	測試光譜輻照度和直射輻照度，防噴濺
光學(xué)探頭	全天光余弦探頭	測試光譜輻照度和總輻照度，防噴濺

技術(shù)參數(shù)

波長范圍	300-1100 nm
光譜分辨率	2.5 nm @ 300-1100 nm
波長間隔	0.6 nm @ 300-1100 nm
波長精度	±0.2 nm @ 300-1100 nm
AD轉(zhuǎn)換	16位
曝光時(shí)間	2.2ms~35s，自動優(yōu)化
通信接口	網(wǎng)口
工作溫度	-40℃~+50℃
工作濕度	0-90%RH (無冷凝)
供電方式	AC 220 V 50Hz

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戶外光譜監(jiān)測