光电型总日射表性能的初步研究

　　随着太阳能利用事业的发展,对太阳辐射测量的需求也在不断增长。为了降低辐射测量仪器的造价,国际上首先推出了光电型总日射表〔1〕,随后国内也有一些厂家先后推出类似产品。不久前,我们将两台美国LI-COR公司生产的200SB型光电型总日射表,与国际上公认的美国Eppley公司出品的PSP型总日射表进行了对比测试,现将初步结果报告如下。

　　1　仪器与设备

　　标准仪器:Eppley PSP型总日射表,No.29544;被测仪器:LI-COR 200SB型光电总日射表,No.4562和No.4565;二次仪表:Keithley 2000型6位半数字万用表,附10通道扫描卡;微机及IEEE-488接口控制卡。

　　2　实验结果

　　对比测试分别在1998年4月2日(晴)、6月25日(阴)和7月1日(晴间多云)的中午前后进行。按照JJG总日射表检定规程的要求,4月2日这一天完全符合条件。为了检验该仪器在不同天气条件下的情况(见表1),在不同条件下作了几次测试。

　　从7月1日标准表辐照度的变化情况可见,该日天气条件的变化相当大,而被检表与标准表输出的比值变化则相当平稳,如图1所示。即使存在一些小的波动,也可以从两种仪器的响应时间不在同一个数量级来解释。

　　总之,被检仪器的性能尚好,天气条件对仪器灵敏度的影响不大。但从横向来看,灵敏度有逐渐上升的趋势,这与环境有关。4月2日环境气温在20℃以下,6月25日与7月1日虽然相距较近,但前者不超过30℃,而后者在35℃上下,由于光电型总日射表未加温度补偿,故认为该上升趋势是环境温度造成的。

　　为了进一步了解被检仪器在不同太阳高度角下的表现,我们于7月7日15时至8日9时这一时段进行了对比测试。恰巧,该时段内日面状况良好,测量结果列于表2。

　　从表2可见,两台表的表现并不一致,No.5946似乎更好些,其灵敏度变化幅度要小一些,除了在太阳高度角低于10(°)时差一些外,其它角度下差的并不很多。

　　3　讨论与结论

　　通过实测发现,光电型总日射表灵敏度的表现不错,但这是有条件的。首先,我们所检测的总日射表,带有圆柱形余弦修正器,这大大改善了仪器的余弦响应。即使这样,当太阳高度角小于35°时,因余弦响应所引入的误差,对有的仪器来讲还是不小的。我们认为,它还与不同大气质量下的太阳光谱有关。表3所列数值是假定在太阳高度为50(°)时以400—1100nm波段为标准估算其它太阳高度下全波段值得出的。如果考虑太阳电池的光谱响应还有选择性的话〔2〕,问题会更多。可想而知,对于那些未设余弦修正的仪器,由于太阳电池本身具有明显的镜面反射,再加上光谱选择性,引入的误差就会更大。