Việc đo lượng ánh nắng mặt trời rất quan trọng vì nhiều lý do. Nông dân cần biết lượng ánh sáng mặt trời mà cây trồng của họ nhận được, trong khi các công ty năng lượng mặt trời sử dụng nó để xác định họ có thể tạo ra bao nhiêu năng lượng mặt trời.
Các nhà dự báo thời tiết cũng sử dụng dữ liệu thời lượng nắng để giúp dự đoán lượng mây bao phủ và lượng mưa.
Có một số chiến lược để đo ánh nắng mặt trời. Một phương pháp phổ biến là sử dụng máy ghi Campbell-Stokes, bao gồm một quả cầu tập trung tia nắng mặt trời vào một thẻ giấy bị đen do nhiệt.
Sau đó, thẻ được lấy ra và mức độ tiếp xúc với ánh sáng mặt trời được xác định bởi số lượng các đường không tô màu.
Các cảm biến ánh nắng mặt trời khác bao gồm pyrheliometers và solarimeters. Pyrheliometers đo bức xạ trực tiếp của mặt trời, trong khi solarimeters đo lượng ánh sáng mặt trời phản xạ khỏi bề mặt.
Dữ liệu về thời lượng nắng thường được biểu thị bằng giờ mỗi ngày hoặc theo tỷ lệ phần trăm thời gian có thể có nắng. Điều quan trọng cần lưu ý là lượng ánh nắng mặt trời thay đổi trong ngày cũng như từ vị trí này sang vị trí khác.
Do đó, khi so sánh dữ liệu thời lượng nắng, điều quan trọng là phải xem xét cả thời gian trong ngày và vị trí.
Ngày nay, nhiều cảm biến thời gian nắng được tự động hóa, giúp việc thu thập dữ liệu chính xác trở nên dễ dàng hơn. Các cảm biến có thể được đặt trên mặt đất, trên các tòa nhà hoặc trên vệ tinh để đo chính xác lượng ánh sáng mặt trời.
Cảm biến thời gian nắng là gì?
Cảm biến thời lượng ánh nắng mặt trời là một thiết bị đo lượng thời gian ánh sáng mặt trời chiếu vào một bề mặt nhất định.
Nó còn được gọi là cảm biến cường độ ánh sáng hoặc cảm biến bức xạ mặt trời. Cảm biến thời gian ánh nắng mặt trời được sử dụng để đo lượng ánh sáng mặt trời chiếu tới bề mặt Trái đất.
Cảm biến thời lượng ánh nắng hoạt động như thế nào?
Cảm biến thời lượng nắng bao gồm một phần tử nhạy sáng và một bộ đếm thời gian. Phần tử nhạy cảm với ánh sáng thường là một điốt quang, chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện.
Bộ đếm thời gian đếm số giây mà điốt quang phát hiện ánh sáng. Khoảng thời gian mà điốt quang phát hiện ánh sáng tỷ lệ với lượng ánh sáng mặt trời.
Công dụng của cảm biến thời gian nắng là gì?
Cảm biến thời gian ánh nắng mặt trời được sử dụng để đo lượng ánh sáng mặt trời chiếu tới bề mặt Trái đất. Chúng được sử dụng để xác định lượng bức xạ mặt trời mà một khu vực nhận được.
Cảm biến thời lượng ánh nắng mặt trời có thể được sử dụng để theo dõi lượng ánh sáng mặt trời mà một vị trí cụ thể nhận được trong suốt cả năm.
Thông tin này có thể được sử dụng để điều chỉnh thời gian gieo trồng và thu hoạch cây trồng hoặc xác định thời điểm tốt nhất để lắp đặt các tấm pin mặt trời.
Cảm biến thời gian ánh nắng mặt trời cũng có thể được sử dụng để nghiên cứu khí hậu và các kiểu thời tiết của Trái đất. Vì lượng ánh sáng mặt trời mà một khu vực nhận được có thể ảnh hưởng đến khí hậu địa phương, nên cảm biến thời lượng nắng có thể được sử dụng để theo dõi những thay đổi trong khí hậu Trái đất.
Độ chính xác của cảm biến thời lượng nắng là gì?
Độ chính xác của cảm biến thời lượng nắng phụ thuộc vào chất lượng của cảm biến và điều kiện sử dụng. Cảm biến thời lượng ánh nắng mặt trời thường chính xác trong khoảng ± 5%.
Điều đó có nghĩa là nếu cảm biến đo thời gian ánh sáng mặt trời là 10 giờ, thì thời lượng ánh sáng mặt trời thực tế có thể nằm trong khoảng từ 9,5 giờ đến 10 giờ.
Đây là một sai số khá nhỏ và nó có nghĩa là cảm biến thời lượng ánh nắng mặt trời có thể được sử dụng để đo lường rất chính xác lượng ánh sáng mặt trời mà một khu vực nhận được.
Bao lâu thì cảm biến thời gian nắng cần được hiệu chỉnh?
Cảm biến thời gian ánh nắng mặt trời nên được hiệu chuẩn ít nhất mỗi năm một lần. Nếu cảm biến được sử dụng trong một khu vực có nhiều thay đổi về môi trường, nó có thể cần được hiệu chuẩn thường xuyên hơn.
Lý do tại sao cảm biến thời lượng ánh nắng mặt trời cần được hiệu chỉnh là độ nhạy của phần tử nhạy sáng có thể thay đổi theo thời gian. Việc hiệu chuẩn đảm bảo rằng cảm biến đang đo thời gian ánh sáng mặt trời một cách chính xác.
Cần chú ý gì khi chọn cảm biến thời gian nắng?
Khi chọn cảm biến thời gian nắng, điều quan trọng là phải xem xét độ chính xác của cảm biến và tần suất mà nó cần được hiệu chỉnh.
Điều quan trọng là phải xem xét kích thước của cảm biến và loại phần tử nhạy sáng mà nó sử dụng.
Có nhiều loại cảm biến thời gian nắng khác nhau trên thị trường, và điều quan trọng là phải chọn một loại phù hợp nhất với nhiệm vụ hiện tại.
Dải quang phổ
Dải quang phổ là thước đo lượng quang phổ điện từ được cảm biến thu nhận. Phổ bức xạ mặt trời đầy đủ mở rộng từ 200 nanomet (nm) đến 3.000 nm.
Tuy nhiên, hầu hết các cảm biến thời lượng nắng chỉ đo được một phần quang phổ này. Phạm vi quang phổ phổ biến nhất cho cảm biến thời gian ánh nắng mặt trời là 400-700 nm, bao phủ quang phổ ánh sáng nhìn thấy được.
Một số cảm biến cũng đo phổ hồng ngoại gần (NIR), trải rộng từ 700 nm đến 1.000 nm. Đo quang phổ NIR có thể hữu ích để xác định lượng ánh sáng mặt trời bị phản xạ khỏi các đám mây hoặc các vật thể khác.
Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là quang phổ NIR không phải lúc nào cũng là một chỉ báo tốt về lượng ánh sáng mặt trời mà một khu vực đang nhận được.
Phạm vi nhiệt độ hoạt động
Phạm vi nhiệt độ hoạt động là thước đo mức độ hoạt động của cảm biến trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau.
Điều quan trọng là chọn cảm biến có dải nhiệt độ hoạt động rộng nếu cảm biến sẽ được sử dụng ở khu vực có nhiệt độ khắc nghiệt. Nếu không, cảm biến có thể không đo được chính xác thời lượng của ánh sáng mặt trời.
Cảm biến thời lượng nắng hiện đại thường có dải nhiệt độ hoạt động từ -40 ° C đến 70 ° C.
Đáp ứng nhiệt độ
Thời gian đáp ứng nhiệt độ cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét. Đây là thước đo thời gian để một cảm biến thay đổi đầu ra của nó để đáp ứng với sự thay đổi của nhiệt độ.
Thời gian phản hồi càng nhanh, cảm biến sẽ càng chính xác trong việc đo thời gian ánh sáng mặt trời.
Tín hiệu nắng
Tín hiệu Ánh nắng mặt trời là đầu ra của cảm biến thời lượng nắng tỷ lệ với lượng ánh sáng mặt trời mà cảm biến đo được.
Hầu hết các cảm biến thời lượng ánh nắng mặt trời sử dụng một điốt quang làm phần tử nhạy sáng. Điốt quang tạo ra dòng điện khi nó tiếp xúc với ánh sáng.
Cường độ của dòng điện tỷ lệ với cường độ ánh sáng mà điốt quang tiếp xúc.
Dòng điện sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu có thể được đọc bởi bộ ghi dữ liệu hoặc loại thiết bị giám sát khác.
Cảm biến thời lượng ánh nắng chất lượng cao sẽ có phản ứng tuyến tính với lượng ánh sáng mặt trời mà chúng đang đo. Điều này có nghĩa là cảm biến sẽ tạo ra cùng một tín hiệu bất kể nó đang đo 1 giờ ánh sáng mặt trời hay 10 giờ ánh sáng mặt trời.
Một số cảm biến thời lượng ánh nắng mặt trời rẻ hơn trên thị trường không có phản ứng tuyến tính. Điều này có thể gây khó khăn cho việc đo chính xác thời gian của ánh sáng mặt trời.
Điều quan trọng là phải chú ý đến chất lượng của tín hiệu ánh nắng mặt trời khi chọn cảm biến thời lượng ánh nắng mặt trời.
Trình ghi dữ liệu
Bộ ghi dữ liệu là một thiết bị được sử dụng để ghi lại kết quả đầu ra của cảm biến theo thời gian. Bộ ghi dữ liệu thường được sử dụng với các trạm thời tiết và các loại hệ thống giám sát môi trường khác.
Hầu hết các bộ ghi dữ liệu đều có màn hình tích hợp hiển thị giá trị hiện tại của cảm biến. Một số bộ ghi dữ liệu cũng có khả năng lưu trữ dữ liệu cảm biến trên thẻ nhớ hoặc loại thiết bị lưu trữ khác.
Bộ ghi dữ liệu có thể được sử dụng để ghi lại tín hiệu nắng từ cảm biến thời lượng nắng. Điều này có thể hữu ích để xác định lượng ánh sáng mặt trời mà một khu vực nhận được trong suốt một ngày, một tuần hoặc một tháng.
Một số bộ ghi dữ liệu cũng có khả năng ghi lại các giá trị tối đa và nhỏ nhất của cảm biến. Điều này có thể hữu ích để xác định độ dài của giờ ban ngày trong một khu vực.
