净辐射传感器用户手册：测量天空下投与地表上射全波段辐射净差值

型号：TW-FS7，物联网一体化设备，天蔚环境支持定制服务1-3-2-7-6-3-6-3-0-3-5】净辐射传感器作为环境监测与气象研究领域的核心设备，承担着量化地表与大气间能量交换的关键任务。其通过同时捕捉天空向下投射的短波辐射（太阳辐射）与地表向上反射的长波辐射（地表红外辐射），精确计算两者辐射量的净差值。这一数据不仅是理解地球能量平衡、气候变化机制的基础，更为农业灌溉管理、建筑热工设计、太阳能资源评估等领域提供科学依据。

一、核心工作原理与技术构成

1. 热电效应机制‌：净辐射传感器基于热电效应实现辐射量的量化转换。其感应部分由康铜丝镀铜组成的热电堆构成，表面涂覆高吸收无光黑色涂层以增强辐射吸收效率。当上下感应面分别接收太阳辐射与地表辐射时，因辐射强度差异导致温度梯度，进而在热电堆两端产生与辐照度差值成正比的电动势。这一过程无需外部电源，仅通过物理效应实现能量到电信号的直接转换。
2. 防护与校准设计‌：为保障测量稳定性，传感器配备半球形专用聚乙烯薄膜罩，该罩体可透过短波辐射（波长范围覆盖可见光至近红外）与长波辐射（波长范围覆盖中红外至远红外），同时有效阻隔风、雨、尘等环境干扰。每个传感器出厂前均经过独立标定，提供标定过的灵敏度系数，用户可通过公式“输出辐射量=测量输出电压信号值÷灵敏度系数”完成数据换算。
3. 多场景适配结构‌：传感器采用模块化设计，支持三脚架、专用支架或集成式气象站等多种安装方式。安装时需确保传感器水平放置且观测视场无遮挡，以避免地形或建筑物对辐射测量的干扰。定期校准机制可消除传感器老化、环境侵蚀等因素导致的误差，保障长期监测数据的可靠性。

二、典型应用场景与功能扩展

1. 气象与环境监测‌：在气象站中，净辐射传感器可连续记录地表净辐射值，结合温度、湿度等参数，分析区域气候变化的驱动因素。环境监测领域，其数据用于评估辐射污染对生态系统的影响，为环境治理提供量化依据。
2. 农业与生态研究‌：农业场景下，传感器可监测农田净辐射变化，指导灌溉时机与施肥量，优化作物生长条件。生态研究中，其数据帮助分析森林、湿地等自然系统的辐射平衡，揭示生态系统对气候变化的响应机制。
3. 建筑与能源领域‌：建筑环境领域，传感器用于评估建筑围护结构的热工性能，为节能设计提供数据支持。太阳能研究中，其测量的太阳辐射数据可分析光伏系统的发电效率，助力可再生能源开发。
4. 数据传输与智能化升级‌：现代净辐射传感器支持模拟量与数字量双输出模式。模拟信号通过电压或电流传输，适用于传统数据采集系统；数字信号则通过RS-485、Modbus等协议传输，支持远程监控与多节点组网。部分型号集成温湿度、状态监测等多参数传输功能，可通过上位机软件远程配置参数，实现智能化管理。