LP UVA 02
Das Radiometer LP UVA 02 misst die auf eine ebene Oberfläche global
einfallende Bestrahlung im UVA-Spektralbereich (Watt/m
Globalstrahlung ist die Summe der direkt einfallenden, von der Sonne produzierten
Globalstrahlung und der vom Himmel diffundierten Strahlung. Das Radiometer kann
auch zur Überwachung der UVA-Emissionen in Innenräumen verwendet werden.
Funktionsprinzip
Das Radiometer LP UVA 02 basiert auf einem Halbleiterdetektor, dessen spektrale
Antwort durch Verwendung geeigneter Filter an die gewünschte angepasst wurde.
Die spektrale Antwortkurve ist in Abb. 1 dargestellt.
Das Radiometer LP UVA 02 ist mit einer Glaskuppel des äusseren Durchmessers
von 50mm ausgestattet, diese dient dem Schutz des Sensoren vor Umwelteinflüs-
sen. Die Antwort nach dem Lambertschen Kosinusgesetz wird dank einer besonde-
ren Streukörper- und Gehäuseform aus PTFE erzielt. Die Abweichung zwischen der
theoretischen Antwort und der gemessenen ist in Abb. 2 dargestellt.
Die optimale Übereinstimmung der Anwort der LP UVA mit dem Lambertschen
Kosinusgestz gestatten den Gebrauch des Gerätes auch bei sehr niedrigem
Sonnenstand.
(Die diffuse Komponente der UVA-Strahlung nimmt mit zunehmender Entfernung
der Sonne zum Zenith ab, deshalb wir der Fehler der direkten Komponente, welcher
auf die nicht perfekt entsprechende Antwort nach dem Lambertschen Kosinus
Gesetz zurückzuführen ist, in der Messung der Globalstrahlung vernachlässigbar).
Installation und Montage des Radiometers zur Messung der globalen
Strahlung:
Vor der Installation des Radiometers muss die Patrone aufgefüllt werden, welche
die Silicagelkristalle enthält. Die Silicagelkristalle dienen dazu, die Feuchtigkeit im
Inneren der Glaskuppel zu absorbieren, welche unter besonderen klimatischen
Bedingungen zu Kondensbildung an der Innenwand der Glaskuppel und somit zu
verfälschten Messergebnissen führen kann. Während des Aufladens der Patrone
muss darauf geachtet werden, sie nicht mit blossen Händen anzufassen oder
mit Wasser in Verbindung zu bringen. Dieser Vorgang sollte, in einem möglichst
trockenen Raum, folgendermassen durchgeführt werden:
1- Abschrauben der drei Schrauben des weissen Schutzschirmes
2- Aufschrauben der Silicagelpatrone mit Hilfe einer Münze
3- Entfernen des gelochten Deckels der Patrone
4- Öffnen des Silicagel-Päckchens (wird mitgeliefert)
5- Auffüllen der Patrone mit den Silicagelkristallen
6- Wiederaufschrauben des gelochten Deckels der Patrone, dabei auf richtige
Positionierung des O-Rings achten
7- Wiederaufschrauben der Patrone auf den Körper des Radiometers mit
einer Münze
8- Überprüfen, ob die Patrone gut aufgeschraubt ist (die Lebensdauer der
Silicagel- Kristalle könnte sonst stark beeinträchtigt werden)
9- Den Schutzschirm positionieren und wieder aufschrauben
10- Das Radiometer ist zum Gebrauch bereit
In Abb. 3 wird der zum Füllen der Patrone mit den Silicagelkristallen notwendige
Vorgang kurz illustriert.
• Das Radiometer LP UVA 02 sollte in einer zur Reinigung und Wartung leicht
zugänglichen Position installiert werden. Gleichzeitig sollte dabei verhindert
werden, dass Bäume, Bauwerke oder andere Hindernisse die Ebene überragen,
auf welcher das Radiometer installiert ist. Falls dies nicht möglich sein sollte, ist
es empfehlenswert, eine Position zu wählen, bei welcher diese Hindernisse den
Sonnenverlauf vom Sonnenauf-bis Untergang) maximal bis zu einem Winkel von
5° (zur Ebene) beeinträchtigen.
• Das Radiometer sollte fern von jedem Hinderniss installiert werden, welches
Sonnenreflexe oder den eigenen Schatten auf das Radiometer projizieren
könnte.
• Zur korrekten horizontalen Positionierung ist das LP UVA 02 mit einer Libelle
zur waagrechten Ausrichtung ausgestattet; die Justierung erfolgt mittels zweier
Schrauben und eines Gewinderinges, welcher die Veränderung der Inklination
des Radiometers ermöglicht.
• Zur Befestigung auf einer Ebene dienen die beiden vorgebohrten Löcher (Dur-
chmesser 6mm, Abstand 65mm). Um diese beiden Löcher erreichen zu können,
muß der Schutzschirm abgeschraubt und nach der Montage erneut positioniert
werden (siehe Abb.4).
• Die Halterung LP S1 (siehe Abb.5) wird auf Wunsch als Zubehörteil mitgeliefert
und ermöglicht eine leichte Montage des Radiometers an einem Mast, dessen
maximaler Durchmesser 50mm betragen darf. Der Installateur muß dabei bea-
chten, dass der Mast die Höhe des Radiometers nicht überragen sollte, um
Messfehler durch Reflexe und Schatten zu vermeiden. Um das Radiometer auf
der Halterung zu montieren, muß der Schutzschirm durch Lösen der drei Schrau-
ben abgenommen werden und nach Beendigung der Montage erneut befestigt
werden.
• Es ist empfehlenswert, das Radiometer thermisch von der Halterung zu isolieren
und sich dabei gleichzeitig des guten elektrischen Kontaktes zur Masse zu ver-
gewissern.
Elektrische Anschlüsse und Anforderungen an die Auswerte - Elektronik
• Das Radiometer LP UVA 02 benötigt keine aktive Stromversorgung
• LP UVA 02 ist in zwei Versionen erhältlich: mit 5m langem Kabel (LP UVA 02-5)
mit 10m langem Kabel (LP UVA 02-10)
• Das geschirmte Dreileiter- PTFE-Kabel ist UV-strahlungsbeständig, zweiadrig mit
Umflechtung, der Farbcode lautet folgendermassen:
Umflechtung → Schirm
Rot
→ (+) Pluspol des Sensorsignals
Blau
Die Abschirmung ist mit dem Gehäuse verbunden. Das elektrische Anschluss-
schema wird in Abb.6 wiedergegeben.
). Die total einfallende
2
• Das LP UVA 02 wird entweder an ein Millivoltmeter oder an ein anderes Auswer-
tegerät angeschlossen, dessen Eingangsimpedanz grösser sein sollte als 5MΩ.
Das typische Ausgangssignal des Radiometers ist nicht grösser als 5-10 mV. Um
die Charakteristiken des Radiometers voll auszunutzen, wird eine Auflösung des
Auswertegerätes von 1μV empfohlen
Wartung
Um eine hohe Genauigkeit der Messungen beizubehalten, ist es notwendig, die
Glaskuppel des Radiometers so oft als möglich zu säubern. Je öfter dies geschieht,
desto grösser wird die Präzision der Messwerte bleiben. Die Reinigung kann mit
Wasser und mit weichem Papier zur Reinigung von Foto-Objektiven ausgeführt
werden, falls dies nicht ausreichend sein sollte, kann reiner Äthylalkohol verwendet
werden. Nach Reinigung mit Äthylalkohol ist eine erneute Reinigung mit reinem
Wasser erforderlich.
Aufgrund der grossen Unterschiede zwischen Tages.-und Nachttemperaturen ist es
möglich, dass sich auf der Glaskuppel des Radiometers Kondensat bildet. In diesem
Fall werden die gemessenen Werte weit höher sein als die reellen Werte.
Um die Kondensbildung weitmöglichst zu vermeiden, befindet sich eigens hierfür
im Inneren des Radiometers eine Silicagelpatrone, welche Feuchtigkeit absorbiert.
Die Effizienz der Silicagelkristalle nimmt im Laufe der Zeit durch Absorbierung der
Feuchtigkeit ab.
Der Verlust der Effizienz wird durch ihre Farbveränderung angezeigt: die anfangs
gelbe Farbe wird im Verlaufe der Zeit blau. Zum Austausch der Silicagelkristalle
siehe Anleitung. Die Wirksamkeitsdauer der Silicagellkristalle beträgt durchschnit-
tlich 2-6 Monate, diese hängt jedoch stark von den jeweiligen Betriebsbedingungen
ab.
Kalibrierung und Durchführung der Messungen:
Die Empfindlichkeit S des Radiometers (Eichfaktor) erlaubt es, die Bestrahlungs-
stärke durch Messung des Spannungssignals an den Enden des Widerstandes zu
bestimmen, welcher die Fotodiode kurzschliesst. Der Faktor S wird in µV/(W/m
angegeben:
10
8
6
4
2
0
-2
0
Fig.2 Cosine error versus angle
Silica-gel cartridge
Perforated Cap
Filling
Fig.3
→ (-) Minuspol des Sensorsignals (mit dem Gehäuse verbunden)
10
20
30
40
Angle
LP SG
A
B
C
)
-2
50
60
70
80
Sealed sachet of
silica-gel crystals
LP G
Closing the cartidge
D