Pour la mesure du rayonnement solaire global sous conditions météorologiques changeantes
Aperçu
Le CS320 est un pyranomètre à thermopile numérique qui mesure le rayonnement à ondes courtes à large spectre et communique simplement en utilisant le protocole SDI-12 pour la centrale de mesure. Cette conception de capteur élimine les erreurs de mesure et les erreurs de programmation susceptibles d'avoir une incidence défavorable sur la qualité des données.
Ce pyranomètre a été conçu pour améliorer significativement la mesure du rayonnement solaire globale sans ajouter de coût substantiel. Le CS320 convient aux applications allant de la recherche environnementale à l'agriculture aux grands réseaux météorologiques à mésoéchelle (mesonets).
Le capteur CS320 est chauffé (marche/arrêt commutable sous contrôle de l'utilisateur) et permet un fonctionnement en continu dans des conditions environnementales changeantes. Les données d'étalonnage du pyranomètre sont stockées sur le capteur.
Lire la suiteAvantages et caractéristiques
- Le capteur à thermopile élimine les erreurs spectrales associées aux pyranomètres à cellules de silicium
- Prix beaucoup plus bas que les autres capteurs à thermopile
- Le capteur embarqué détecte automatiquement si le CS320 est à niveau pour l'installation, le diagnostic et le dépannage à distance
- Conçu pour la stabilité et le déploiement à long terme
- La tête de capteur en forme de dôme facilite le ruissellement de la rosée et de la pluie
- Chauffage interne pour réduire les erreurs dues par la rosée, le givre, la pluie et la neige
- Sortie numérique SDI-12
- Connecteur imperméable à l'eau amovible de la tête du capteur pour un entretien rapide et facile
- Données d'étalonnage stockées dans le capteur
Images
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Description technique
Le CS320 combine un détecteur de thermopile de corps noir avec un diffuseur en acrylique. Cette conception est une amélioration significative par rapport à la réponse spectrale des pyranomètres de photocellules en silicium, tout en offrant un prix comparable. Les pyranomètres à thermopile utilisent une série de jonctions thermoélectriques (jonctions multiples de deux métaux dissemblables suivant le principe du thermocouple) pour fournir un signal de plusieurs μV/W/m2 proportionnel à la différence de température entre une surface absorbante noire et une référence. La surface noire du pyranomètre à thermopile absorbe uniformément le rayonnement solaire à travers le spectre solaire.
Le chauffage de 0,2 W élimine l'eau (liquide et congelée) du capteur pour minimiser les erreurs causées par la rosée, le gel, la pluie et la neige qui cache le rayonnement. Le déversement et le ruissellement sont facilités par la tête du capteur en forme de dôme (diffuseur et corps). Cela maintient le capteur propre et minimise les erreurs causées par la poussière obstruant l'élément sensible du rayonnement. Le capteur est logé dans un corps en aluminium anodisé robuste, et l'électronique est logé dans le corps du capteur.
Le pyranomètre CS320 a des coefficients d'étalonnage spécifiques déterminés lors du processus d'étalonnage personnalisé. Les coefficients sont programmés dans les microcontrôleurs en usine. Le CS320 possède une sortie SDI-12 (SDI-12 version 1.4), où le rayonnement à ondes courtes (W m-2) est renvoyé en format numérique. La mesure du pyranomètre CS320 nécessite un dispositif de mesure doté de la fonctionnalité SDI-12 qui comprend la commande M ou C.
Le CS320 est doté d'un inclinomètre afin de vérifier le positionnement du capteur et d'un capteur de température interne.
Spécifications
| Capteur | Détecteur thermopile, diffuseur acrylique, chauffage et circuit de traitement des signaux montés dans un boîtier en aluminium |
| Description de la mesure | Mesure le rayonnement à large spectre en ondes courtes |
| Classification ISO | Classe C (seconde classe) |
| Incertitude sur l'étalonnage | ± 2,6% |
| Gamme de mesure | 0 à 2000 W m-2 (rayonnement net à ondes courtes) |
| Répétabilité de la mesure | < 1% |
| Dérive à long terme | < 2% (par an) |
| Non-Linéarité | < 1% |
| Type de détecteur | Thermopile de corps noir |
| Temps de réponse du détecteur | 2 s |
| Champ de vision (Field of View (FOV)) | 180° |
| Gamme spectrale | 385 à 2105 nm (50% points) |
| Réponse directionnelle (cosinus) | < ±20 W m-2 (zénith solaire à 80°) |
| Réponse en température | < 5% (de -15°C à +45°C) |
| Sortie | SDI-12 (version 1.4) 1200 bps |
| Zéro Offset A | 8 W/m-2 |
| Zéro Offset B | < 5 W/m-2 |
| Température de fonctionnement | -50°C à +60°C |
| Conditions de fonctionnement | (humidité relative 0 à 100%) |
| Chauffage | 0,2 W (intégré) |
| Exigences d'alimentation du chauffage | Consommation de 25 mA (à 12 Vcc) |
| Exigences de tension d'entrée | 6 à 24 Vcc |
| Consommation |
|
| Incertitude journalière totale | < 5% |
| Erreur due aux nuages | ±2 % |
| Norme mécanique | IP66/68 |
| Etalonnage d'usine | Traçabilité selon un pyranomètre standard à thermopile de corps noir traçable à la référence mondiale de rayonnement à Davos, en Suisse. |
| Conformité avec la norme |
|
| Garantie | 4 ans contre les défauts de matériaux et de fabrication |
| Diamètre | 34,3 mm |
| Hauteur | 39,6 mm |
| Poids |
64,9 g Peut varier en raison en fonction des séries. |
Compatibilité
Veuillez noter : Ce qui suit montre des informations de compatibilité générales. Ce n'est pas une liste complète de tous les produits compatibles.
Centrale de mesure
| Produits | Compatibilité | Note |
|---|---|---|
| CR1000 (obsolète) | ||
| CR1000X | ||
| CR300 | ||
| CR3000 (obsolète) | ||
| CR350 | ||
| CR6 | ||
| CR800 (obsolète) | ||
| CR850 (obsolète) |
Informations de compatibilité supplémentaires
La mesure du pyranomètre CS320 nécessite un dispositif de mesure avec une fonctionnalité SDI-12 qui inclut la commande M ou C, car une version analogique du CS320 n'est pas proposée.
Montage
Des mesures précises exigent que le capteur soit mis à niveau à l'aide d'un support 010355. Ce support comprend un niveau à bulle et trois vis de nivellement. Le 010355 se monte sur un bras de montage en utilisant le support de montage CM225. Le CS320 doit être installé à l'écart de toutes les obstructions et surfaces réfléchissantes susceptibles d'affecter la mesure.
Documents à télécharger
Téléchargements
CS320 Program Example (3 KB) 11-08-2021
Two example programs that use the M4! command to return solar radiation (W/m^2), raw millivolt value (mV), sensor temperature (°C), and Z-axis values (°). The programs also calculate the daily total flux (MJ). One example program also controls the heater based on air temperature measurements, dewpoint calculations, and battery voltage measurements. The HygroVue™10 Air Temperature and Relative Humidity Probe provides the measurements used in the dewpoint calculation.
FAQ
Nombre de FAQ au sujet de(s) CS320: 9
Développer toutRéduire tout
-
Non. Ce n'est pas la gamme de mesure, qui fait du capteur un capteur quantum. C'est le type de filtre de lumière utilisé avec la photocellule qui ne permet que des longueurs d'onde spécifiques dans la gamme de fréquences du PAR pour frapper la cellule photoélectrique.
-
Comparez le capteur avec un CS320 étalonné récemment sur une journée claire et ensoleillée. Assurez-vous que le capteur utilisé comme référence soit également de niveau.
-
L'embase avec le niveau à bulle permet une stabilité physique et de s'assurer que le capteur est mis à niveau correctement. Il n'est pas conseillé d'utiliser le capteur sans embase. Le capteur se monte sur la base avec un boulon inclus. Cependant, une plaque fournie par l'utilisateur avec un trou perforé pourrait être utilisée à la place pour accepter le boulon de montage du capteur.
Note : Quelle que soit la méthode de montage utilisée, le capteur doit être mis à niveau pour fonctionner correctement.
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Le bus SDI-12 est capable d'avoir au moins 10 capteurs connectés, chacun avec 10 m de câble. Avec moins de capteurs, des longueurs de câble plus longues sont possibles.
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Pour une précision maximale, Campbell Scientific recommande généralement que tous les capteurs de rayonnement soient ré-étalonnés tous les deux ans. Selon les exigences de l'application, il peut être souhaitable d'attendre plus longtemps entre les cycles de recalage. Pour déterminer si le ré-étalonnage est nécessaire pour les pyranomètres, visitez la page web Sky Calculator.
Pour des informations supplémentaires, lire l'article du blog "Comment faire pour vérifier la précision de vos mesures de rayonnement solaire ?".
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Si vous souhaitez utiliser un ou plusieurs capteurs sur la même voie de votre enregistreur de données, voici comment les configurer, en utilisant l'enregistreur de données de mesure et de contrôle CR1000X comme exemple :
1. Connectez un capteur SDI-12 au CR1000X.
2. Ouvrez l'utilitaire Device Config Utility.
3. Sous Device Type, tapez le modèle de l'enregistreur de données et double-cliquez sur le type de modèle. ( L'exemple ci-dessous utilise une CR1000X directement connectée au port USB de l'ordinateur)
4. Sélectionnez le port de communication correct et cliquez sur Connect.
5. Cliquez sur l'onglet Terminal.
6. Sélectionnez All Caps Mode.
7. Appuyez sur Enter jusqu'à ce que le datalogger réponde avec l'invite datalogger (CR1000x>)
8. Tapez SDI12 et appuyez sur Enter.
9. A l'invite Select SDI12 Port, tapez le numéro correspondant au port de contrôle où le capteur est connecté, et appuyez sur Enter. Dans cet exemple, le capteur est connecté à C3. La réponse Entering SDI12 Terminal indique que le capteur est prêt à accepter des commandes SDI12.
CR1000X>
CR1000x>SDI12
1: C1
2: C3
3: C5
4: C7
Sélectionner le port SDI12 : 2
10. Pour demander au capteur son adresse SDI-12 actuelle, tapez ? ! et appuyez sur Enter. Le capteur répond en indiquant son adresse SDI-12. Si aucun caractère n'est tapé dans les 60 secondes, le mode est quitté. Dans ce cas, il suffit de taper à nouveau SDI12, d'appuyer sur Enter, et de taper le numéro de port de contrôle correct lorsqu'il est affiché.
?!
0
11. Pour changer l'adresse du SDI-12, tapez aAb !, où a est l'adresse actuelle de l'étape précédente et b est la nouvelle adresse. Appuyez sur la touche Enter. Le capteur modifie son adresse et répond avec la nouvelle adresse. Dans l'exemple suivant, l'adresse du capteur passe de 0 à B.
SDI12
SDI12>0AB!B
12. Pour quitter le mode transparent SDI-12, cliquez sur Fermer le terminal.
13. Ouvrir le programme CRBasic.
14. Trouver le capteur SDI-12.
15. Cliquez avec le bouton gauche de la souris sur l'instruction SDI-12 Recorder pour ouvrir cet onglet.
16. Assurez-vous que le port COM sélectionné dans cette option est le port réel sur lequel le capteur est câblé.
17. Assurez-vous que l'adresse saisie dans le champ correspond à l'adresse du capteur.
Note : Si plusieurs capteurs utilisent la même voie, assurez-vous que chaque capteur sur le même voie a une adresse différente.
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Pouvez-vous remplacer votre vieux câble avec un nouveau câble, plus long ? C'est possible parfois, mais pas toujours.
Quels sont les problèmes que vous pourriez rencontrer en raccordant un câble ? Certains de nos capteurs ont des résistances câblées pour les mesures de pont à la fin du câble, d'autres sont étalonnés avec une longueur de câble spécifique, parfois la couleur des câbles à l’intérieur de la gaine n’est pas identique aux couleurs des câbles visibles, qui servent à la connexion, ainsi vous pourriez introduire des erreurs ou des dysfonctionnements en fonction du type de l'épissure. Appelez-nous et nous vous donnerons une réponse en fonction de votre sonde.
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Pour les pyranomètres à thermopiles, une thermopile est utilisée dans l'instrument comme capteur et les gradients thermiques sont mesurés dans les zones chaudes et froides (noir et blanc). L'intensité du rayonnement est proportionnelle aux différences de température entre les deux zones de détection. La précision dépend de la sensibilité du matériau utilisé dans les capteurs, du temps de réponse et des caractéristiques de distorsion du matériau constituant le dôme (le cas échéant) recouvrant les capteurs.
Pour les pyranomètres à cellules photoélectriques en silicium, le courant électrique est généré par une diode photosensible proportionnellement à l'intensité solaire. Normalement, les pyranomètres à cellules photoélectriques en silicium ne sont pas entièrement sensibles à l'ensemble du spectre de la lumière visible et ne peuvent pas "voir" une certaine partie du spectre électromagnétique, par exemple dans des conditions nuageuses ou sous de la végétation. Les pyranomètres à photocellules en silicium introduisent des erreurs dans ces conditions. Toutefois, en plein soleil, ils sont étalonnés pour fournir des mesures de rayonnement solaire correctes.
Applications
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