순복사센서는 지표와 대기간의 복사에네르기교환을 측정하는데 사용되는데 그 데터범위는 단파복사와 장파복사 두 관건적인 주파수대역을 포함하는데 구체적으로 다음과 같다.1. 단파 복사 데이터 범위
스펙트럼 범위
단파복사는 주로 태양에서 오는데 그 스펙트럼범위는 0.3~3미크론 (300nm~3000nm) 으로서 태양복사총에네르기의 약 99.5% 를 차지한다.이 대역은 자외선, 가시광선 및 근적외선 영역을 포함하며 지표 에너지 입력의 주요 원천입니다.
측정 범위
일반값: 대부분의 순방사선 센서의 단파 방사선 측정 범위는 0~2000W/m²로 맑은 날, 흐린 날 등 서로 다른 날씨 조건에서의 태양 방사선 강도를 커버할 수 있다.
극단값: 고원, 사막 등 강한 일조지역에서 단파복사는 잠시 2000W/m²를 초과할수 있지만 센서는 일반적으로 이중화 또는 교정계산법을 설계하여 데터의 정확성을 보장한다.
적용 시나리오
단파 방사선 데이터는 지표 반사율, 태양 방사선 잠재력 (예: 태양광 발전소 평가) 및 식생 광합성 유효 방사선 (PAR) 등을 계산하는 데 사용되며, 농업, 기상, 에너지 분야의 핵심 매개변수이다.
2. 장파 복사 데이터 범위
스펙트럼 범위
장파 복사는 지표와 대기에서 발사되며, 그 스펙트럼 범위는 3~100마이크로미터(3000nm~10000nm)로 물체의 온도와 밀접한 관련이 있다.지표면은 장파 복사를 통해 대기로 에너지를 방출하고, 대기 중의 수증기, 이산화탄소 등 온실가스는 장파 복사를 통해 지표면으로 에너지를 반환한다.
측정 범위
일반: 장파 복사의 측정 범위는 일반적으로 -200~200W/m²입니다.음수 값은 지표에서 방출되는 장파 복사가 대기에서 반환되는 복사 (예: 야간 지표 냉각) 보다 크다는 것을 나타내고, 양수 값은 대기 역복사가 강하다는 것을 나타낸다 (예: 구름이 덮일 때).
극한 값: 매우 춥거나 매우 뜨거운 환경에서 장파 복사는 이 범위를 벗어날 수 있지만 센서는 백금 저항 온도 센서가 내장된 것과 같은 온도 보상 알고리즘을 통해 오차를 수정하여 데이터의 안정성을 보장합니다.
적용 시나리오
장파 복사 데이터는 지표 에너지 수지 균형, 온실 효과 강도 및 도시 열섬 효과 등을 분석하는 데 사용되며, 기후 연구, 생태 모니터링 및 건축 열공 설계의 중요한 근거이다.
3. 순복사 데이터 범위
순복사는 단파복사와 장파복사의 대수합으로서 그 데터범위는 다음과 같은 공식에 의해 결정된다.
순방사선 = (입사단파-반사단파) + (하향장파-상향장파)
일반적: 순수 방사선의 측정 범위는 일반적으로 -300 ~ + 2000W/m²이며 지표 유형, 날씨 조건 및 주야 변화에 따라 달라집니다.
낮: 태양복사가 강하고 순복사는 일반적으로 양수로서 지표가 흡수하는 에네르기가 방출하는 에네르기보다 크다는것을 의미한다.
야간: 태양복사가 없고 순복사는 일반적으로 음수로서 지표가 장파복사를 통해 대기에 에네르기를 방출한다는것을 의미한다.
극단값: 고원의 동토, 사막 등 특수한 환경에서 순복사는 지표의 반사률이 높거나 낮아 전형적인 범위를 벗어날수 있지만 센서는 고정밀 열전로탐측기와 다층도금광학시스템을 통해 데터의 완전성을 보장한다.
4. 센서 설계가 데이터 범위에 미치는 영향
탐측기 유형: 이중 채널 열전로 탐측기는 각각 단파와 장파 복사를 측정할 수 있으며, 전체 스펙트럼 범위 (0.3~50μm 또는 그 이상) 를 커버하여 전통적인 단일 채널 센서의 스펙트럼 절단 오차를 피할 수 있다.
온도 보상: 백금 저항과 같은 온도 센서가 내장되어 실시간으로 탐지기의 온도를 모니터링하고, 소프트웨어 알고리즘을 통해 온도 표류가 측정 정밀도에 미치는 영향을 수정하여 -40 ℃ 에서 + 70 ℃ 의 환경에서 안정적으로 작동하도록 보장한다.
보호설계: 반구형 폴리에틸렌박막덮개 또는 규소덮개는 비바람, 모래먼지의 교란을 방지하고 환경요소가 데터범위에 미치는 영향을 감소시킨다.