LP PYRA 10

LP PYRA 10
señales debidas a los improvisos cambios de temperatura del piranómetro (choques
térmicos).
Para reducir al mínimo las variaciones en la sensibilidad según la temperatura, el LP
PYRA 10 es equipado con un circuito de compensación pasivo. El Gráfico 1 muestra
la variación típica de la sensibilidad a diferentes temperaturas.
3,0
Variación % de la sensibilitad
2,0
1,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
Temperatura (C°)
Gráfico1: Variación en % de la sensibilidad del piranómetro LP PYRA 10 con respecto
a la sensibilidad a 20 °C, en el campo de temperaturas entre -20 e 50°C.
El LP PYRA 10 tiene dos cúpulas concéntricas con diámetro exterior de 50 mm y 30
mm respectivamente, esto para garantizar el aislamiento térmico adecuado de la
termopila por el viento y reducir la sensibilidad a la radiación térmica. Las cúpulas
protegen la termopila de polvo que se asienta sobre la parte ennegrecida y podría
cambiar la sensibilidad espectral.
LP PYRA 10
PIRANOMETRO
El piranómetro LP PYRA 10 mide la radiación sobre una superficie plana (Watt/m2).
La radiación medida es la suma de la irradiancia solar directa y la radiación difusa
(radiación global).
El LP PYRA 10 se clasifica como un piranómetro secundario según la norma ISO 9060
y de acuerdo con la publicación Guide to meteorological Instruments and Methods of
Observation’”, quinta edición (1983) del WMO.
El piranómetro se produce en tres versiones:
LP PYRA 10
PASIVO *
LP PYRA 10 AC ACTIVO con salida en CORRIENTE 4..20 mA
LP PYRA 10 AV ACTIVO con salida en TENSIÓN 0..1** o 0..5 o 0..10 V a definir
cuando se va a pedir
* La versión pasiva se puede conectar al instrumento indicador DO9847a través del
módulo SICRAM VP 472.
** La versión con salida 0..1 volt se puede conectar a través del módulo SICRAM
VP474 al instrumento HD2302.0 que proporciona una lectura directa en W/m2.
2 Principio de Funcionamiento
El piranómetro LP PYRA10 se basa en un sensor de termopila. La superficie sensible
de la termopila está cubierta con pintura negro mate que permite al piranómetro no
ser selectivo a diferentes longitudes de onda. El rango espectral del piranómetro está
determinado por la transmisión de dos cúpulas de vidrio de tipo K5. El nuevo sensor
usado permite tener un tiempo de respuesta inferior a lo que requiere la norma
ISO9060 para la clasificación de los piranómetros secundarios (el tiempo de respuesta es inferior a 9 segundos, mientras la norma requiere un tiempo de respuesta
menor que 15 segundos).
La energía radiante es absorbida por la superficie ennegrecida de la termopila, creando así una diferencia de temperatura entre la unión caliente y el cuerpo del piranómetro que actúa como unión fría. La diferencia de temperatura entre la unión caliente
y la unión fría se convierte en una diferencia de potencial por efecto Seebeck.
Una segunda termopila se monta dentro del instrumento sin luz. Esta segunda termopila conectada in anti serie con respecto al sensor expuesto a la luz reduce las
3 Instalación y montaje del piranómetro para medir la radiación global:
Antes de instalar el piranómetro, se necesita cargar el cartucho que contiene cristales
de sílice-gel. La sílice-gel tiene la función de absorber la humedad en la cámara de
las cúpulas, humedad que en particulares condiciones climáticas puede conducir a
la condensación en la parte interior de las cúpulas alterando la medida. Durante la
carga de cristales de sílice-gel se debe evitar tocarlo con las manos o mojarlo. Las
operaciones a realizar en un lugar seco (si es posible) son los siguientes:
1 destornillar los tres tornillos que fijan la pantalla blanca;
Contenedor para
la sílice gel
LP SG
Apertura del
contenedor de
sílice gel
Tapón forado
LP G
A
Llenar el
contenedor
B
Cerrar el
contenedor
C
D
Fig.1
Análisis ambientales
3
Análisis ambientales
Las desviaciones se calculan a partir de la sensibilidad medida a 20°C.
2
3
4
5
6
destornillar el cartucho puerta sílice-gel con una moneda;
quitar el tapón forado del cartucho;
abrir el sobre (suministrado con el piranómetro) que contiene el sílice-gel;
llenar el cartucho con los cristales de sílice-gel;
cerrar el cartucho con su tapón, asegurándose de que la unión de sujeción está
colocada correctamente;
7 atornillar el cartucho en el cuerpo del piranómetro con una moneda;
8 asegúrese de que el cartucho está firmemente atornillado (si no la duración de
los cristales de sílice-gel se reduce);
9 colocar la pantalla y atornillarla con los tornillos;
10 el piranómetro está listo para ser usado.
En la Figura 1 se maestra brevemente la operaciones necesarias a cargar el cartucho
con cristales de sílice - gel.
Fig. 1
•El LP PYRA 10 debe ser instalado en un lugar de fácil acceso para la limpieza
periódica de la cúpula exterior y para el mantenimiento. Al mismo tiempo, usted
debe evitar que construcciones, árboles u obstáculos de cualquier tipo superasen
el plano horizontal sobre el que está el piranómetro. En caso de que esto no es
posible, es aconsejable elegir un lugar donde los obstáculos son inferiores a 5°.
NOTA: La presencia de obstáculos sobre la línea del horizonte influencia de
manera sensible la medida de la radiación directa.
•Se debe poner el piranómetro lejos de cualquier tipo de obstáculo que pueda pro-
Agujero de fijación
yectar el reflejo del sol (o su sombra) sobre el piranómetro).
•Cuando el piranómetro se utiliza sin la pantalla blanca se colocará de manera que
el cable eléctrico salga sale desde el Polo NORTE, donde se utiliza en el hemisferio
NORTE, desde el polo SUR cuando se utiliza en el hemisferio SUR, según la norma
ISO TR9901 y las recomendaciones del WMO. En cualquier caso, es preferible respectar estas recomendaciones, incluso cuando se usa la pantalla.
•Para un montaje horizontal exacto, el piranómetro LP PYRA 10 tiene un nivel, el
ajuste se realiza mediante dos tornillos con tuerca de ajuste que permiten cambiar
la inclinación del piranómetro. La fijación sobre un plano se puede realizar usando
los dos agujeros de 6 mm de diámetro y el espaciamiento de 65 mm. Para acceder
a los agujeros, quitar la pantalla y colocarla al final del montaje, véase la Figura 2.
•Para facilitar la instalación del piranómetro, DeltaOhm proporciona bajo pedido una
serie de accesorios mostrados en la Figura 3. El instalador debe tener cuidado para
que la altura del polo de suporte no supere el llano del piranómetro para no insertar
errores de medición causados por los reflejos y las sombras causadas por el polo.
•Es mejor aislar térmicamente el piranómetro de su soporte, garantizando al mismo
tiempo que exista un buen contacto eléctrico a tierra.
D 6 mm
LP S1
Piranómetro LP PYRA 10
con suporte de fijación LP S1
65.0 mm
79.0 mm
165 mm
50.0 mm
Livella con bolla
104 mm
LP PYRA 10
HD9906.47
HD9906.46
LP PYRA 10 AC
LP PYRA 10 AV
HD 2003.77
HD 2003.84
HD 2003.85
HD 2003.79
HD 2003.83
HD 2003.77C
HD9906.47
HD9906.46
Fig.2
4
Análisis ambientales
Fig.3
LP PYRA 10 - ESQUEMAS DE CONEXIÓN
Strumento con
ingresso 0...1V
0...5V
0...10 V
LP PYRA 10
Uscita sonda = 0...1V, 0...5V, 0...10 V
LP PYRA
10 - ESQUEMAS
DE CONEXIÓN
Un ejemplo
de conexión
al sistema de lectura se muestra en la Figura 6.
4 Conexiones eléctricas y requisitos de la electrónica
de lectura
Rosso [1]
El LP PYRA 10 se realiza en tres versiones: LP PYRA 10, LP PYRA 10 AC y LP PYRA
LP PYRA 10
Blu [2]
10 AV
Salida sonda = µV/(W/m )
LP PYRA 10 - ESQUEMAS DE CONEXIÓN
Rojo [1]
•La versión LP PYRA 10 es pasiva y no debe ser alimentada.
Registrador de datos
Azul [2]
•Las versiones LP PYRA 10 AC,AV son activas y deben
ser
alimentadas.
La
tensión
Bianco [3]
o
LP PYRA 10 2 1
requerida es de 8-30 VDC para las versiones LP PYRA 10 AC y LPAlimentatore
PYRA 10 AV con
3
4
Convertidor/Amplificador
(pantalla)
Salida sonda = µV/(W/m )
con
salida
en V o mA
Negro [4]
Nero [4]
salida 0..1V e 0..5 V.
Rojo [1]
15...30 Vdc per uscita 0÷10V
Registrador
de datos
10...30
Vdc
per
altre
versioni
(schermo)
14-30 VDC para la versión LP PYRA 10 AV con salida
0..10V.
Azul [2]
2
1
o
Blanco [3]
Salida
sonda
=
µV/(W/m
)
•Todas las versiones tienen un conector de salida de 4 poles.
3
4
Fig.6
Convertidor/Amplificador
(pantalla)
Rojo [1]
con salida en V o mA
Negro [4]
•El cable opcional, que acaba en una extremidad con el colector, es en PTFE resiRegistrador de datos
Azul
[
2
]
2
1
o
stente a los UV. Tiene 3 alambres más la unión (pantalla). La correspondencia entre
LP PYRA 10 AC
Blanco [3]
3
4
(pantalla)
•El LP
PYRA 10 AC debe ser conectado a un alimentador
y a unConvertidor/Amplificador
multímetro
según
los colores del cable y los poles del conector es la que sigue (Figura 4):
con salida en V o mA
Negro [4]
el siguiente esquema (Figura 7), la resistencia de carga para la lectura
de la señal
Alimentador
10...30 Vdc
debe ser ≤ 500 Ω:
Salida sonda = 4...20 mA
Blanco [3]
2
2
2
LP PYRA 10 AC
1
3
4
1
3
4
1 LP PYRA 10 AC
2
3
4
Fig.4
2
1
3
4
2
1
3
4
Azul [2] 4...20 mA
Salida sonda = 4...20 mA
Salida sonda = 4...20 mA
Alimentador
10...30 Vdc
(pantalla)
Negro [ 4]
Rojo [1]
Blanco [3Azul
] [2] 4...20 mA
Instrumento con
entrada 4...20 mA
Alimentador
10...30 Vdc
(pantalla)
Rojo [1]
Negro [ 4]
LP PYRA 10 AV
Instrumento con
entrada 4...20 mA
Azul [2] 4...20 mA
Blanco [3]
(pantalla)
Fig.7
Negro [ 4]
LP PYRA 10
Conector
4
1
2
3
Función
Pantalla ( )
Positivo (+)
Negativo (-)
Contenedor ( )
Función
Pantalla ( )
Positivo (+)
Negativo (-)
Contenedor ( )
Color
Negro
Rojo
Azul
Blanco
Función
Pantalla ( )
(+) Vout
(-) Vout e (-)Vcc
(+) Vcc
Color
Negro
Rojo
Azul
Blanco
3
4
2
1
3
4
2
1
3
4
Salida sonda = 0...1V, 0...5V, 0...10 V
Salida sonda = 0...1V, 0...5V, 0...10 V
Contenedor
Descargador
+
Azul
Rojo
Blanco
C
B
D
Alimentador
Instrumento
con
para salida0÷10V
15...30
entrada Vdc
0...1V
10...30 Vdc
para otras versiones
0...5V
Azul [[24]]
Negro
(pantalla)
Alimentador
15...30 Vdc para salida0÷10V
10...30 Vdc para otras versiones
Blanco [3]
2
1
3
4
2
1
Alimentador
15...30 Vdc para salida0÷10V
10...30 Vdc para otras versiones
1
2
3
4
Fig.8
1
2
5 Mantenimiento: 3 4
3
4
Para garantizar una alta precisión de la medición, es necesario que la cúpula
externa
1
2
1
se mantenga siempre
limpia,
por lo que cuanto mayor es la frecuencia
2 de limpie3
4
za, mejor será la precisión
de la medición. La limpieza puede hacerse34 con papeles
normales para la limpieza de lentes y con agua. Si no fuese suficiente, usar alcohol
etílico puro. Después de la limpieza con alcohol, es necesario limpiar la cúpula otra
vez sólo con agua.
Debido a los altos cambios de temperatura entre el día y la noche, es posible que
dentro del piranómetro se forme condensación. En este caso la lectura realizada es
muy sobrestimada. Para minimizar la condensación, en el interior del piranómetro
hay un cartucho con material absorbente: sílice-gel. La eficiencia de los cristales de
sílice-gel disminuye a través del tiempo con la absorción de la humedad. Cuando los
cristales de sílice-gel de color amarillo son eficientes, mientras que poco a poco
que pierden la eficiencia, el color se hace blanco/transparente. Para reemplazarlos, ver las instrucciones en el párrafo 3. Por lo general, la duración de la sílice-gel
varía de 4 a 12 meses, dependiendo de las condiciones ambientales en que opera
el piranómetro.
6 Calibración y realización de las medidas
LP PYRA 10
La sensibilidad del piranómetro S (o factor de calibración) permite determinar la
irradiancia global midiendo una señal en Volt en las extremidades de la termopila. El
factor S se expresa en µV/(Wm-2).
•Medida la diferencia de potencial (DDP) en las extremidades de la sonda de irradiancia Ee se consigue de la fórmula siguiente:
+ Termopila
Compensación de
Temperatura
0...5V
0...10 V
0...10 V
Negro [ 4]
LP PYRA 10
-
(pantalla)
(pantalla)
• El LP PYRA 10 debe ser conectado a un milivoltímetro o a un sistema de adquisición de datos. Por lo general, la señal de salida del piranómetro no excede los
20 mV. La resolución recomendada del instrumento de lectura del con el fin de
aprovechar al máximo las características del piranómetro, es de 1 µV.
Termopila
Blanco [3]
Rojo [ 1]
Negro [ 4]
Azul [2]
Rojo [[13]]
Blanco
LP PYRA 10 AV
Conector
4
1
2
3
Instrumento con
entrada 4...20 mA
sonda
0...5V, 0...10
•El LP PYRA 10 AVSalida
debe
ser= 0...1V,
conectado
a Vun alimentador y a un multímetro según
Rojo [ 1]
el siguiente esquema (Figura 8), la resistencia de carga
para la lectura de la señal
Azul [2]
Instrumento con
2
1
LP PYRAdebe
10 AV ser ≥ 100 KΩ:
entrada 0...1V
LP PYRA 10 AC
Conector
4
1
2
3
Blanco [3]
LP PYRA 10 AV
Color
Negro
Rojo
Azul
Blanco
Instrumento con
entrada 0...1V
0...5V
0...10 V
Pantalla (Negro)
A
Ee= DDP/S
donde:
Ee:
es la irradiancia expresada en W/m2.
DDP: es la diferencia de potencial expresada en µV medida por el multímetro.
S:
es el factor de calibración indicado en la etiqueta del piranómetro (y en el
informe de calibración) en µV/(W/m2).
Fig.5
Análisis ambientales
5
Análisis ambientales
2
Rojo [1]
2
LP PYRA 10 AC
La sensibilidad del piranómetro está ajustada en fábrica de manera que 4..20 mA =
0.. 2000 W/m2
Para conseguir el valor de irradiancia una vez conocida la corriente (Iout) absorbida
por el instrumento, se debe aplicar la fórmula siguiente:
donde:
Ee:
Iout:
Ee= 125∙(Iout-4mA)
es la irradiancia expresada en W/m2,
es la corriente en mA absorbida por el instrumento
LP PYRA 10 AV
La sensibilidad del piranómetro está ajustada en fábrica de manera que, según la
versión elegida, hay:
0..1 V = 0.. 2000 W/m2
0..5 V = 0.. 2000 W/m2
0..10 V = 0.. 2000 W/m2
Para conseguir el valor de irradiancia una vez conocida la tensión de salida (Vout) por
el instrumento, se debe aplicar la fórmula siguiente:
Ee= 2000Vout para la versión 0…1 V
Ee= 400Vout para la versión 0…5 V
Ee= 200Vout para la versión 0…10 V
donde:
Ee:
Vout:
es la irradiancia expresada en W/m2,
es la tensión de salida (en Volt) medida con el Voltmetro
Cada piranómetro se calibra individualmente en la fábrica y está marcado con su
factor de calibración. Para tomar ventaja completa de las características del LP PYRA
10, es conveniente comprobar la calibración una vez al año.
Los instrumentos del laboratorio de metrología de Photo-Radiometría Delta Ohm srl
permiten la calibración del piranómetro de acuerdo a los requisitos de WMO y asegura la trazabilidad de las mediciones con las normas internacionales.
7 Características técnicas
Sensibilidad típica:
LP PYRA 10
LP PYRA 10AC
Impedancia:
Campo de medida:
Campo de vista:
Campo espectral:
(trasmisión de las cúpulas)
Temperatura de trabajo:
Dimensiones:
Peso:
10 µV/(W/m2)
4..20 mA (0-2000 W/m2)
0..1,5,10V (0-2000 W/m2) LP PYRA 10AV
500 Ω ÷ 1000 Ω
0-2000 W/m2
2π sr
305 nm ÷ 2800 nm (50%)
335 nm ÷ 2200 nm (95%)
-40 °C ÷ 80 °C
Figura 1
0,90 Kg
Características Técnicas según ISO 9060
1- Tiempo de respuesta:
(95%)
2- Off-set de cero:
a) respuesta a una radiación térmica de 200W/m2:
b) respuesta a un cambio
de la temperatura ambiente de 5K/h:
3a- Instabilidad a largo plazo:
(1 año)
3b- No linearidad:
3c- Respuesta según la ley del coseno:
3d- Selectividad espectral:
3e- Respuesta según:
la temperatura
3f- Respuesta según el Tilt:
<9 sec
<7 W/m2
<±2W/m2
<±0.8 %
<±0.5 %
< ±10 W/m2
< ±3 %
<2 %
<±0.5 %
CÓDIGOS DE PEDIDO
LP PYRA 10: Piranómetro Secundario según ISO 9060. Completo de: protección,
cartucho para los cristales de sílice‑gel, 3 recargas, nivel para la puesta en
llano, enchufe volate M12 de 4 poles e informe de calibración.
LP PYRA 10 AC: Piranómetro Secundario según ISO 9060. Completo de: protección,
cartucho para los cristales de sílice‑gel, 3 recargas, nivel para la puesta en
llano, enchufe volate M12 de 4 poles e informe de calibración.
Salida de la señal en corriente 4..20 mA.
LP PYRA 10 AV: Piranómetro Secundario según ISO 9060. Completo de: protección,
cartucho para los cristales de sílice‑gel, 3 recargas, nivel para la puesta en
llano, enchufe volate M12 de 4 poles e informe de calibración.
Salida de la señal en corriente 0..1Vdc, 0..5Vdc, 0..10Vdc, a definir cuando se
va a pedir.
CPM AA 4.5: Enchufe volante M12 de 4 poles completa de cable resistente a los UV,
L=5 metros.
CPM AA 4.10: Enchufe volante M12 de 4 poles completa de cable resistente a los
UV, L=10 metros.
HD 2003.85: Conjunto de fijación con altura ajustable, piranómetro sobre polo con
diámetro φ 40 mm (HD2003.84+ HD2003.85 + HD2003.79)
HD 2003.79: Conjunto de fijación piranómetros con brújula φ 40mm
(HD2003.77+HD2003.79)
HD 2003.77: Brújula para tubo φ 40mm
LP SP1: Pantalla de protección en plástico UV resistente. LURAN S777K de BASF
LP S1: Suporte de posicionamiento para piranómetro LP PYRA 10, adecuada para
polo con diámetro máximo de 50 mm
LP SG: Cartucho pera contener los cristales de sílice-gel completo de unión de sujeción y tapón.
LP G: Paquete de 5 recargas de cristales de sílice-gel.
LP PYRA 10
HD2003.71K
HD2003.77C
CP AA 1.5
CP AA 1.10
lp pyra 10
Análisis ambientales
HD2003.84.1
HD2003.83
HD2003.83.1
HD2003.77
LP SP1
6
LP PYRA 10
CP AA 1.5
CP AA 1.10
lp pyra 10 + HD2003.77C + HD2003.77