apogee红外线辐射计

apogee红外线辐射计 S1-100系列

技术规格

应用：

表面温度测量是能量传递研究的重要组成部分。叶片到空气的温度梯度的精度测量对于决定单一叶片和冠层的蒸腾速度和气孔导度是非常必要的。

接 线

红：高压侧微分通道

（正极热电堆引线） 黑：低压侧微分通道 （负极热电推引线） 透明：模拟接地

（热电堆接地） 绿：单端通道

（正极热敏电阻引线） 兰：模拟接地

（负极热敏电阻引线） 白：激发通道

（热敏电阻激发）

图：

视场角：

视场角（FOV）被认为是圆锥体顶点的半角，通过目标（圆锥底部）和探测器（圆锥体顶点）形成的。目标为圆环形，其发出的98%辐射均由检测器进行观察。

型号：SI-111 半角=220 型号：SI-121 半角=180 型号：SI-131 半角=140

水平视场角

SI-1H1水平尺寸半角320，垂直尺寸半角130

传感器的视场角（220,180等）决定了检测器观测的目标区域大小。这同时也受你安装辐射计的高度和角度的影响。FOV视场角不受固体物阻隔将无限延展。请确保在被测对象的直径范围内没有不想观测的区域，比如天空。

SI-1H1安装至关重要并且还涉及到在正确的倾斜角来安装传感器。我们推荐AM-210安装支架，它可以使用户考虑目标区域来调整传感器的角度。AM-210安装支架具有为apogee红外线辐射计传感器设计的辐射屏蔽。

一旦预期的角度设定完成，传感器需要沿着其主轴进行旋转。这样传感器的矩形部分就与地平线平行（对齐）。此种定向将捕捉到天空或其他背景干扰的可能性最小化。

如果你不使用辐射屏蔽和AM-210安装支架。S1-1H1有标准化的安装孔（1/4-20）与水平孔平行（对齐）。如传感器是对一个完全平坦的表面垂直安装，使用安装孔，矩形孔将与地平线平行（对齐）。

任何辐射传感器测量误差的一个主要来源是检测器光路的阻塞。Apogee红外传感器的窗口是内置的并有保护，但其可能由于如下三种原因变得部分阻塞：

（1）蜘蛛在入口处筑巢。我们建议使用棉签在入品至光圈周围涂抹些蜘蛛驱除剂。（不是传感器窗口本身）

（2）钙沉积会堆积在窗口上，如果灌溉用水喷洒在上面，明显的会留下白色薄膜有表面上，其可以用稀酸去除，例如，醋。钙质沉积不能被类似于酒精和丙酮类溶剂去除。 （3）在风沙环境中灰尘沉淀在缝隙中，最好用去离子水，外用酒精清洁。特殊情况可用丙酮。

使用棉签蘸适量的溶剂来清洁内部螺纹及传感器窗口。在窗口上用柔和的力来清洁以避免刮伤窗口上的光学镀膜这很重要。用溶剂进行清洁，而不是机械力。一秒之内反复擦拭，使用新的棉签以保证能彻底清洁窗口。传感器可以在某些环境中运行数月并保持清洁，但是在有些环境中就需要经常进行清洁。

大气环境窗口

SI型的8-14um窗口相当于大气环境窗口。将8um以下及14um以上的水带作用最小化。

精确度与校准

在校准过程当中，传感器的体温以100C的增加量从-5至450C范围变动。在每个步骤中，目标温度相对于传感器体温从20至-150C的范围变动。

红外辐射传感器的输出遵从基本物理学原理斯特藩-玻尔兹定律，其阐述了辐射传输与温度的四次方成正比。考虑到传感器体温作用效果（见右上图），由kalma.et.al提出的S-B方程式用于校准传感器。 （参考文献：小型红外线表面温度传感器的校准，Ag.For.Met.,1988）

TT4- TD4=m*mV+b

其中TT[K]是目标温度（校准过程中的黑体温度），TD[K]是检测器温度，mV是毫伏输出并且作为发射能量的替代，m是斜率，而b是截距。系数m和b是在传感器校准中得出并且为检测器温度的函数。

为了进行温度测量，求TT，方程式可以移项，TT是从测量到的TD值和mV，及计算值m和b（从TD求得）中计算出来的。

TT= （TD4+m*mV+b）1/4

下图表示了冗余误差（TMT- TBB）,其中TMT是测量的温度而TBB是黑体温度。

图为：各黑体温度（TBB）下的冗余误差（TMT- TBB）。

由于传感器热电堆输出产生的微小uV信号，应注意对传感器及电缆护套提供适当的接地，以便其免受电磁干扰。大多数情况下，传感器被使用在极其贴近无线通讯的环境（例如无线或无线线路）。这就有必要交换数据记录及传送指令。无论是校准的温度输出还是热电堆输出电压，在怀疑有电磁干扰的情况下，放置一个黑色的覆盖于传感器的窗口及监视器，例如锡纸。温度将保持稳定并接近室温，电压输出信号将在0mV左右维持平稳。