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COMPONENTES PRINCIPALES DE LOS PIRHELIÓMETROS
El detector del pirheliómetro CHP 1 de Kipp & Zonen se basa en un elemento de detección térmica pasiva llamado
termopila.
La termopila responde a la alimentación total absorbida por el recubrimiento superficial negro, que es una pintura
no espectralmente selectiva, y calentamiento. El calor generado fluye a través de una resistencia térmica hacia el
disipador térmico (el cuerpo del pirheliómetro). La diferencia de temperatura a través de la resistencia térmica del
detector se convierte en voltaje como una función lineal de la irradiancia solar absorbida.
Un cartucho de secado (desecador) de la carcasa del radiómetro se llena con gel de sílice y previene que se forme
rocío en la parte interna de la ventana, que se puede enfriar considerablemente en noches claras sin viento.
4.1
Ventana
El material de la ventana del pirheliómetro define el rango de medición espectral del instrumento. En general, entre
el 97 – 98 % del espectro de radiación solar se transmitirá a través de la ventana y lo absorberá el detector.
4.2
Detector
El elemento de detección de termopila está construido con un gran número de pares de unión de termopar
conectados eléctricamente en serie. La absorción de la radiación térmica por una de las uniones del termopar,
llamada la unión activa (o «caliente»), aumenta su temperatura. La temperatura diferencial entre la unión activa y la
unión de referencia («fría») mantenida en una temperatura fija, produce una fuerza electromotriz directamente
proporcional a la temperatura diferencial creada. Este es un efecto termoeléctrico. La sensibilidad del pirheliómetro
depende de las propiedades físicas individuales de la termopila y la construcción. La sensibilidad de cada termopila
es única y por lo tanto cada radiómetro tiene un factor de calibración único, incluso con el mismo modelo de
radiómetro.
En la superficie superior del sensor se deposita pintura negra que tiene una estructura muy rugosa que contiene
muchas microcavidades que «atrapan» de forma eficaz más del 97 % de la radiación incidente en un amplio rango
espectral. Además, la selectividad espectral es menor del 2 %. Esto implica que dentro del rango espectral del
pirheliómetro, la absorción para cada longitud de onda es igual dentro del 2 %. El elemento de detección pintado de
negro forma el detector. Teniendo en cuenta la estabilidad a largo plazo del instrumento, la pintura negra es una de
las partes más importantes y delicadas del pirheliómetro. La pintura negra de Kipp & Zonen da la mejor estabilidad
posible durante un largo periodo de tiempo bajo todas las condiciones meteorológicas.
4.3
Carcasa
La carcasa del radiómetro contiene todas las piezas fundamentales del pirheliómetro. Las piezas de aluminio
anodinado son ligeras y dan una alta estabilidad mecánica y térmica al instrumento. Debido a su construcción
mecánica todos los pirheliómetros están prácticamente sellados y cumplen con la norma internacional IP 67.
4.4
Cartucho de secado
En caso de que entre humedad en el cuerpo del radiómetro el desecante de gel de sílice regula el nivel de humedad
dentro del pirheliómetro. Inicialmente el desecante tendrá color naranja. Cuando pase algo de tiempo se satura con
humedad y el color cambiará a claro (transparente). En este momento el contenido del cartucho de secado se tiene
que cambiar por otro desecante nuevo de color naranja insaturado tan pronto como sea posible. El recambio de
desecante lo tienen disponible los distribuidores de Kipp & Zonen.
4.5
Cable y conector
Para facilitar la instalación y el cambio durante la calibración del radiómetro, se suministra el CHP 1 con un conector
de cable de señal resistente a la intemperie.
Los radiómetros de Kipp & Zonen utilizan un cable a medida que se selecciona como un tipo de bajo nivel de ruido
particularmente pensado para manejar salidas de bajo voltaje de la termopila o del sensor de temperatura.
La malla del cable está conectada al cuerpo del metal del conector y se debe conectar preferiblemente a tierra en el
equipo de lectura. Los cable vienen preconectados a la toma del conector en una gama de longitudes.
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