ما الذي يميز درجات البيرانومتر المختلفة عن بعضها البعض؟

مقدمة

جهاز قياس الإشعاع الشمسي، وهو نوع من أجهزة استشعار الإشعاع الكلي، مصمم لقياس إجمالي الإشعاع الشمسي (الإشعاع الشمسي العالمي) الذي يصل إلى سطح أفقي. يُعد جهاز قياس الإشعاع الشمسي RK200-03 من شركة RIKA SENSOR نموذجًا رائدًا، حيث يوفر عدة فئات (الفئة أ، ب، ج) لتلبية احتياجات التطبيقات المتنوعة.

بالإضافة إلى ذلك، يعمل مستشعر الإشعاع الشمسي RK200-04 (وهو أيضًا مستشعر للإشعاع الشمسي) كأداة متخصصة لقياس الإشعاع الشمسي، على الرغم من أنه يختلف في التصميم والأداء عن أجهزة قياس الإشعاع الشمسي.

تدعم هذه الأجهزة مجتمعة تطبيقات في توليد الطاقة الكهروضوئية، والرصد الجوي، والزراعة، وأبحاث المناخ، مع تمييز درجات مقياس الإشعاع الشمسي بمعايير الأداء الرئيسية لتلبية متطلبات الدقة والبيئة المختلفة.

ما الذي يميز درجات مختلفة من مقياس الإشعاع الشمسي RK200-03؟

تختلف درجات مقياس الإشعاع الشمسي RK200-03 (A، B، C) بشكل أساسي في التغطية الطيفية، وسعة القياس، وسرعة الاستجابة، وتعدد استخدامات الإخراج:

1. النطاق الطيفي

- الفئة أ/ب: تغطي نطاق 280 ~ 3000 نانومتر، وتلتقط طيفًا واسعًا يشمل الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة، وهو أمر ضروري لقياس الإشعاع الشمسي الكلي عالي الدقة.

- الفئة ج: تعمل ضمن نطاق 280 ~ 3000 نانومتر أيضًا ولكن بحساسية محسنة للتطبيقات العامة، مع تحقيق التوازن بين الأداء والتكلفة.

2. نطاق القياس

- الفئة أ: تتعامل مع 0-4000 واط/م² ، وهي مناسبة للبيئات الإشعاعية الشديدة مثل الصحاري أو المرتفعات العالية.

- الفئة B/C: محدودة بـ 0-2000 واط/م² ، مثالية للمناطق المعتدلة ذات الكثافة الشمسية المعتدلة.

3. زمن الاستجابة

- الفئة أ: الأسرع عند ≤ 15 ثانية (استجابة 95٪)، وهو أمر بالغ الأهمية لتتبع التغيرات السريعة في الإشعاع (مثل مرور السحب).

- الفئة ب: معتدلة عند ≤ 30 ثانية، مناسبة للرصد الجوي القياسي.

- الفئة ج: أبطأ عند ≤ 60 ثانية، مصممة للقياسات طويلة المدى ومنخفضة الديناميكية (مثل البحوث الزراعية).

4. أوضاع الإخراج

- الفئة أ/ب: تدعم 0-20 مللي فولت، 4-20 مللي أمبير، وRS485، وتتكامل بسلاسة مع الأنظمة الصناعية.

- الفئة C: تضيف مخرجات 0-5 فولت/SDI-12، مما يعزز التوافق مع الإعدادات منخفضة الطاقة أو البعيدة.

الاختلافات بين مقياس الإشعاع الشمسي RK200-03 ومستشعر الإشعاع الشمسي RK200-04

على الرغم من أن كلاً من مقياس الإشعاع الشمسي RK200-03 ومستشعر الإشعاع الشمسي RK200-04 مصممان لقياس الطاقة الشمسية، إلا أن تصميماتهما الأساسية ومبادئ التشغيل ومجالات تركيز التطبيق تميزهما بشكل كبير.

يعتمد جهاز RK200-03 ، كمستشعر للإشعاع الكلي (مقياس الإشعاع الشمسي)، على مبدأ الحث الكهروحراري، مستخدمًا مجموعات حرارية متعددة التلامس كعناصر استشعار. يُمكّنه هذا التصميم من رصد نطاق طيفي واسع: من 280 إلى 3000 نانومتر للفئتين A وB، والنطاق نفسه للفئة C، مما يجعله مثاليًا لقياس إجمالي الإشعاع الشمسي العالمي، بما في ذلك مكونات الأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة. يختلف زمن استجابته حسب الفئة ( ≤ 15 ثانية للفئة A، ≤ 30 ثانية للفئة B، ≤ 60 ثانية للفئة C)، وهو مُحسَّن لرصد تغيرات الإشعاع الثابتة والديناميكية المعتدلة، كتلك التي تُصادف في الرصد الجوي أو معايرة أنظمة الخلايا الكهروضوئية عالية الدقة.

على النقيض من ذلك، يعمل جهاز RK200-04 كمستشعر متخصص للإشعاع الشمسي، مبني على مبدأ خلية السيليكون مع كاشف ضوئي ثنائي. تقتصر هذه التقنية نطاقه الطيفي على 300-1100 نانومتر، مع التركيز بشكل أساسي على الإشعاع قصير الموجة. أبرز ما يميزه هو زمن استجابته فائق السرعة الذي يبلغ ≤ 500 نانوثانية (95%)، مما يسمح له بتتبع التغيرات السريعة والعابرة في الإشعاع الشمسي ، وهي ميزة تجعله مناسبًا بشكل خاص لقياس مدة سطوع الشمس أو مراقبة التقلبات السريعة في أداء الخلايا الكهروضوئية.

إلى جانب خصائصها الطيفية والزمنية، تميزها أيضاً الفروقات الدقيقة في بنيتها ووظائفها. يتميز طراز RK200-03 بهيكل من الفولاذ المقاوم للصدأ مع سطح مطلي باللون الأبيض لمقاومة الصدأ والتآكل والاهتزاز، بالإضافة إلى زجاج شفاف مزدوج الطبقات بنسبة نفاذية للضوء تبلغ 95% لتقليل تأثير تيارات الهواء.

أما جهاز RK200-04، من ناحية أخرى، فيستخدم غلافًا من سبائك الألومنيوم لضمان المتانة، مع إعطاء الأولوية للتصميم خفيف الوزن (420 جرامًا بدون تغليف) واستهلاك الطاقة المنخفض (0.2 وات)، مما يعزز ملاءمته للاستخدام الخارجي طويل الأمد في تطبيقات مثل تتبع الإشعاع الزراعي أو مراقبة تلوث الهواء.

يتمتع كلا المستشعرين بتصنيف حماية IP67، مما يضمن مقاومتهما للغبار ورذاذ الماء في البيئات الخارجية القاسية. ومع ذلك، تعكس أوضاع الإخراج الخاصة بهما حالات استخدامهما المختلفة: يوفر RK200-03 مخارج مثل 0-20 مللي فولت، و4-20 مللي أمبير، وRS485 (مع إضافة 0-5 فولت/SDI-12 في الفئة C)، بينما يوفر RK200-04 خيارات أكثر مرونة تشمل 0-2.5 فولت، و0-5 فولت، و4-20 مللي أمبير، وRS485، وSDI-12، مما يلبي احتياجات أنظمة جمع البيانات المتنوعة.

ملخص

تختلف فئات مقياس الإشعاع الشمسي RK200-03 من حيث الدقة الطيفية، والمدى، وسرعة الاستجابة، وخيارات الإخراج، حيث توفر الفئة A أداءً فائقًا للتطبيقات الصعبة، بينما توفر الفئتان B وC بدائل اقتصادية. في المقابل، يتفوق مستشعر الإشعاع الشمسي RK200-04، بفضل طيفه الأضيق (300-1100 نانومتر) وتقنيته القائمة على السيليكون، في القياسات السريعة للأشعة قصيرة الموجة. وتلبي هذه المستشعرات معًا احتياجات متنوعة: RK200-03 كمستشعر للإشعاع الكلي للحصول على بيانات شاملة عن الإشعاع الشمسي، وRK200-04 كأداة متخصصة للمراقبة الديناميكية للنشاط الشمسي .