四分量净辐射传感器介绍

产品介绍四分量净辐射传感器是一种专业用于地表能量平衡监测的高精度辐射测量仪器，能够分别测量短波和长波方向的入射与反射辐射量。该传感器由两个短波辐射表和两个长波辐射

产品介绍
四分量净辐射传感器是一种专业用于地表能量平衡监测的高精度辐射测量仪器，能够分别测量短波和长波方向的入射与反射辐射量。该传感器由两个短波辐射表和两个长波辐射表组成，分别朝向上下方，实现对太阳辐射和地表辐射的全面采集。通过组合四个测量结果，实时计算地表净辐射。产品采用高稳定性材料制造，具备良好的环境适应能力，可长期在户外复杂气象条件下运行，广泛应用于气象观测、农业气候研究、生态环境监测、能量平衡与蒸散发研究等领域。

功能特点

同时测量短波、长波上下辐射，完整记录能量交换过程
采用PT100高精度温度补偿传感器，提升辐射测量精度
快速响应设计，短波表响应时间≤13s，长波表响应时间≤18s
出厂标定，保证测量线性度、光谱响应和稳定性指标优良
高稳定性设计，年变化漂移小，长期监测可靠性高
全金属壳体与防护罩，适应极端气候环境（-40～50℃）
短波表、长波表均具有优良的光谱响应与倾斜角度修正能力
设备安装简便，配备标准支架，可水平调整，确保测量准确性
可配套数据记录器及远程监测系统，支持24小时连续观测

监测原理
四分量净辐射传感器通过独立的短波和长波感测单元分别测量：

入射短波辐射（太阳直射及散射）
反射短波辐射（地表反射）
入射长波辐射（大气辐射）
反射长波辐射（地面向上辐射）
通过公式计算净辐射：
净辐射量 = （入射短波 - 反射短波）+（入射长波 - 反射长波）
其中，短波辐射使用热电堆感应原理测量，长波辐射则结合热电堆与温度补偿（PT100）模块修正，实现高精度数据输出。

设备参数

长波表（上向和下向）

光谱范围：4.5～50μm
灵敏度：2～7μV/(W·m²)
内阻：20～140Ω
响应时间：≤18s
非稳定性（变化/年）：≤±2%
温度系数：≤±1%（-40～50℃）
光谱误差：±3%
温度传感器：PT100铂电阻

短波表（上向和下向）

光谱范围：0.3～3μm
灵敏度：7～14μV/(W·m²)
内阻：20～140Ω
响应时间：≤13s
非线性误差：±1.5%
非稳定性（变化/年）：±1%
温度响应误差（-40～50℃）：±3%
倾斜误差：±1%
光谱误差：±3%

应用行业

大气能量平衡与地表能量交换研究
农业气象监测与作物生长模型参数输入
森林、湿地、草原生态系统能量流动研究
气候变化监测项目中的辐射收支分析
水资源蒸散发估算与流域水量平衡分析
城市微气候监测与热岛效应评估
新能源光伏、光热系统性能测试与优化分析

安装方式

设备应水平安装在开阔、无遮挡区域，避免周边建筑物、植被遮挡
短波和长波传感器均需保持严谨水平，定期检查水平仪状态
安装高度根据实际监测需求调整，常规为地表上方1.5米至3米
可搭配太阳跟踪器或自动翻转装置，提升观测准确性
配套使用专用防护罩与清洁维护工具，保障长期测量质量

使用场景

农田蒸散发定量观测与作物需水量评估
森林站、草原站生态系统碳通量与能量收支观测
气象观测站四分量辐射测量标准配备
城市气候实验中的热通量观测点
极地科考站能量交换监测系统部署
太阳能电站光能资源评估与监测

效果分析
四分量净辐射传感器通过高精度分辨四种辐射成分，真实还原地表能量输入与输出过程。结合气温、土壤热通量及大气边界层数据，可系统评估地表能量平衡状态，对气象预测、作物模拟、生境评估及气候变化响应研究具有重要应用价值。长期观测数据还能支持全球能量预算变化趋势分析，是生态环境监测与气候科学研究不可或缺的关键仪器。

国标规范

GB/T 20713-2006《气象观测规范地面辐射观测》
ISO 9060:2018《太阳辐射测量用辐射表标准与性能分类》
WMO No.8《世界气象组织气象观测指南》
ASTM E1918-06《地表反射率测量标准试验方法》
SL 241-2000《水文气象观测规范》

参考文献
[1] WMO.《Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation》
[2] Liou K.N.《An Introduction to Atmospheric Radiation》
[3] 国家气象局.《地表能量平衡观测技术指南》
[4] Foken T.《Micrometeorology》
[5] 国家生态环境监测中心.《生态系统碳通量与能量收支监测技术规范》