LP-NET-07 Delta Ohm Net Radiation Sensor

Delta Ohm LP NET 07 NET RADIANCE SENSOR
El Sensor LP NET 07 mide la irradiancia neta mediante una superficie desde la cercana ultravioleta a la lejana infraroja.
Por irradiancia neta se entiende la diferencia entre la irradiancia que llega sobre la superficie superior y la irradiancia sobre la superficie
inferior del net-radiómetro. La superficie receptora superior mide la irradiancia solar directa más la difusa y la radiación a largos de onda larga emitida desde el cielo (nubes), mientras la superficie receptora inferior mide la irradiancia solar reflejada desde el suelo(Albedo) y la radiación a largos de onda larga emitida desde la tierra.
El instrumento está proyectado y construido para ser empleado al intemperie en cualquier condición climática.
Además que en el campo meteorológico para medidas de balance energético, el sensor LP NET 07 puede ser utilizado en el interior para las medidas de temperatura radiante (ISO 7726).

Working Principle
El net-radiómetro LP NET 07 se basa en un sensor a termopila cuyas junturas calientes
están en contacto térmico con el receptor superior mientras que las junturas frías
están en contacto térmico con el receptor inferior. La diferencia de temperatura entre
los dos receptores es proporcional a la irradiancia neta. La diferencia de temperatura
entre la juntura caliente y la fría es convertida en una Diferencia de Potencial
gracias al efecto Seebeck. Los dos receptores están constituidos por una porción
de casquete esférico revestido en teflón®. La particular forma de los dos receptores
garantiza una respuesta según la ley del coseno optimal. El revestimiento en teflón®
además de permitir una instalación al abierto durante largos períodos sin peligros
de daños, permite obtener una respuesta espectral constante desde la ultravioleta
(200nm) hasta la lejana infraroja (100μm).

Technical Specifications:
Typical sensitivity: 10 μV/(W/m2)
Impedance: 2Ω ÷ 4 Ω
Measuring range: ±2000 W/m2
Spectral range: 0.2 μm ÷ 100 μm
Operating temperature: -40 °C ÷ 80 °C
Dimensions: see fig 2
Weight: 0.35 Kg
Response time: <75 sec

Instalación y montaje del net-radiómetro para la medida de la radiación total:
• El LP NET 07 se debe instalar en una ubicación fácilmente alcanzable para una limpieza periódica de las dos superficies receptoras.
Para limpiar las superficies se puede utilizar agua o alcohol etílico.
• Evitar que las construcciones, árboles u obstáculos de cualquier tipo proyecten su sombra sobre el net-radiómetro durante el transcurso del día y de las estaciones.
• Cuando el net-radiómetro es utilizado en el hemisferio NORTE es necesario orientarlo hacia el SUD, y viceversa si se lo utiliza en el hemisferio SUR.
• El instrumento va montado a una altura de al menos 1.5 m del suelo. Se debe tener en cuenta que el flujo sobre el receptor inferior es representativo de una superficie circular con rayos de 10 veces la altura.
• Durante el montaje del net-radiómetro evitar tocar, en la medida de lo posible, las superficies receptoras del mismo.

Conexiones Eléctricas y requisitos de la electrónica de lectura:
• El net-radiómetro LP NET 07 no necesita alimentación.
• Está provisto con cable de señal de 5 m.
• El cable en PTFE, resistente a los UV, está provisto de 2 hilos más la funda (pantalla),
el código de los colores es el siguiente:
funda → conectada al contenedor
rojo → (+) positivo de la señal generada por el revelador
azul → (-) negativo de la señal generada por el revelador
El esquema eléctrico se reproduce en la figura 1:
• Se conecta a un milivólmetro o a un receptor de datos con una impedancia de
ingreso de al menos 4000Ω. Generalmente la señal de salida desde el net-radiómetro
no supera los ±20 mV. La resolución aconsejada del instrumento de lectura,
para poder aprovechar a pleno las características del medidor de irradiancia neta,
es de 1μV.

Calibration and Taking Measurements:
La sensibilidad del net-radiómetro S (o factor de calibración) permite determinar el flujo radiante neto mediante una superficie. El factor S está dado en μV/(Wm-2).
• Una vez medida la diferencia de potencial (DDP) en los extremos de la sonda el flujo Ee se obtiene a partir de la siguiente fórmula:
Ee= DDP/S donde;
Ee: es el flujo radiante expresado en W/m2,
DDP: es la diferencia de potencial expresada en μV medida por el voltímetro,
S: es el factor de calibración reproducido en la etiqueta del net-radiómetro (y en el informe de calibración) en μV/(W/m2).
N.B. Si la diferencia de potencial es positiva la irradiancia sobre la superficie superior es mayor a la irradiancia sobre la superficie inferior (típicamente durante las horas diarias), si en cambio la DDP es negativa la irradiancia sobre la superficie inferior es mayor a la irradiancia sobre la superficie superior (típicamente durante las horas nocturnas).
Cada net-radiómetro es calibrado individualmente en fábrica y es señalado por el proprio factor de calibración.
La calibración, realizada en el laboratorio metrológico DeltaOhm, es realizada en compraración con un net-radiómetro de referencia con un simulador solar como fuente de luz. La calibración es realizada con un haz de luz paralelo.

Sensitivity with wind speed:
A igual flujo radiante, al aumentar la velocidad del viento diminuye la señal de salida
del net-radiómetro (la sensibilidad diminuye al aumentar la velocidad del viento). Las
medidas llevadas a cabo en la galería del viento han demostrado que la sensibilidad Sv en función de la velocidad del viento para el LP NET, puede ser aproximada por las siguientes funciones:
Sv=S0(1-0.011×V) para V≤10m/s
Sv=S0(0.95-0.006×V) para 10m/s<V<20m/s
Donde: S0 es la sensibilidad para viento nulo, V es la velocidad del viento en m/s.

In figure 2 se refleja el curso del factor de calibración en función de la velocidad del viento.
En la práctica, una vez conocida la irradiancia neta calculada utilizando la sensibilidad para viento nulo (Fnet_0), y conocida la velocidad del viento (V) en m/s, el dato correcto se obtiene aplicando la siguiente fórmula:
Fnet=Fnet_0/(1-0.011×V) por V≤10m/s
Fnet=Fnet_0/(0.95-0.006×V) por 10m/s<V<20m/s
Respuesta según la ley del coseno:
La irradiancia sobre una superficie debe ser medida con un sensor cuya respuesta, en función del ángulo de incidencia de la luz, sea lambertiana. Un receptor se llama lambertiano si su sensibilidad (Sϑ) en función del ángulo de incidencia entre la luz y la superficie del revelador tiene un curso del tipo:
Sϑ=S0 cos(ϑ)
Donde: S0 es la sensibilidad cuando la luz incide perpendicularmente en la superficie, ϑ es el ángulo entre la normal a la superficie y el haz de luz incidente.

In figure 3 se refleja el curso típico del error (porcentual) en función del ángulo de incidenza.