CS320 デジタルサーモパイル日射計

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太陽光センサ / CS320

サーモパイルの精度、デジタルのシンプルさ、手頃な価格
変化する気象条件下での全天日射測定用

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概要

CS320は、広帯域の短波放射を測定しシンプルなSDI-12プロトコルでデータロガーと通信するデジタルサーモパイル日射計です。このセンサ設計により、データ品質に悪影響を与える測定誤差やプログラミング誤差を排除することができます。

この日射計は、コストを大幅に追加することなく、曇り条件下でも全天日射測定を大幅に改善するように設計されています。CS320は、環境研究から農業、大規模なメソスケール気象ネットワーク（メソネット）まで、幅広いアプリケーションに適しています。

CS320は、高グレードの陽極酸化アルミニウムボディとIP68準拠の316ステンレス製M8コネクタ（船舶用）を使用して製造されています。CS320センサは加熱式（ユーザー制御でオン/オフ切り替え可能）で、変化する環境条件でも連続動作が可能です。日射計の校正データはセンサに保存されます。

利点と特徴

サーモパイルセンサはシリコンセル日射計に伴うスペクトル誤差を排除
他のサーモパイルセンサと比べはるかに低価格
オンボードセンサがCS320が水平かどうかを自動的に検出するため、設置、診断、リモートトラブルシューティングが可能
長期的な安定性と配置を考慮した設計
ドーム形状のセンサヘッドにより、露や雨の流出を防止
露、霜、雨、雪による誤差を低減するヒータ内蔵
SDI-12デジタル出力
センサヘッドから取り外し可能な防水コネクタにより、現場でのメンテナンスが容易
センサに校正データを保存

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正面1

CS320 をレベリングベース、取り付けブラケット、ポール (いずれも別売) に取り付けた状態

類似製品

LI200R-L 日射計

SP230SS ヒータ付き日射計

CS301 日射計

詳細

CS320は、黒体サーモパイル検出器とアクリル拡散板を組み合わせたものです。この設計は、シリコンフォトセル日射計のスペクトル応答と比較すると大幅な改善でありながら価格は同等です。サーモパイル式日射計は、一連の熱電接合部（熱電対の原理に従った2つの異種金属の多重接合部）を用いて、黒色吸収面と基準との温度差に比例した数μV/W/m2の信号を出力します。サーモパイル日射計の黒い表面は、太陽スペクトルの全域で太陽光線を一様に吸収します。

0.2Wのヒータは、水（露、霜、雨、雪）の影響による誤差を最小限にするために使用されます。露や雨はドーム型のセンサヘッド（ディフューザーとボディ）によって素早く流されます。これによりセンサは常に清潔に保たれ、埃が計測部を遮ることによる誤差を最小限に抑えます。センサは堅牢なアルマイトボディに収納され、電子回路は完全密封されています。

CS320日射計には、センサ固有の校正係数があり、係数は工場でマイクロコントローラーにプログラムされます。CS320にはSDI-12出力（SDI-12バージョン1.4）があり、短波放射（W/m2 ）がデジタル形式で返されます。CS320日射計の測定には、MまたはCコマンドを含むSDI-12機能を持つ測定器が必要です。

仕様

センサ	サーモパイル検出器、アクリル拡散板、ヒーター、信号処理回路がアルミニウムハウジングに取り付けられています
測定の説明	広域スペクトルの短波放射を測定
ISO クラス	クラス C (セカンドクラス)
校正の不確かさ	± 2.6%
測定範囲	0 ~ 2000 W/m² （純短波放射照度）
測定の再現性	< 1%
長期ドリフト	< 2% （年間）
非直線性	< 1%
感度	0.057 mV/W/m²
検出器の種類	Blackbody thermopile
SDI-12 応答時間	2 s
視野 (FOV)	180°
スペクトル範囲	385 ~ 2105 nm (50% ポイント)
方向 (コサイン) 応答	< ±20 W/m² (太陽天頂 80° の場合)
温度応答	< 5% (-15° から +45°C まで)
出力	SDI-12 (バージョン 1.4) 1200 bps
ゼロオフセット A	8 W/m²
ゼロオフセット B	< 5 W/m²
動作温度範囲	-50° ~ +60°C
動作環境	相対湿度0～100%
ヒーター	0.2 W (オンボード)
ヒーター消費電流	25 mA (＠12 Vdc)
入力電圧要件	6 ～ 24 Vdc
電流ドレイン	5 mA (測定) 3 mA (スタンバイ)
1 日の合計の不確実性	< 5%
雲による誤差	±2 %
機械定格	IP66/68
工場校正	スイスのダボスにある世界放射線基準にトレーサブルな二次標準黒体熱電対日射計にトレーサブル
規格への準拠	2011/65/EU RoHS 指令 2015/863/EU RoHS フタル酸エステル改正
保証	材料および製造上の欠陥に対する 4 年間の保証
直径	3.43 cm (1.35 in.)
高さ	3.96 cm (1.56 in.)
重量	~65 g (2.3oz) 設置方法により異なる場合があります

互換性

注意： 以下は代表的な互換性情報を示しています。互換性のある製品や互換性のない製品をすべて網羅したリストではありません。

Data Loggers

製品	互換性	注意
CR1000 (リタイア)
CR1000X (リタイア)
CR300 (リタイア)
CR3000 (リタイア)
CR350
CR6
CR800 (リタイア)
CR850 (リタイア)

互換性に関する追加情報

CS320日射計の測定には、MまたはCコマンドを含むSDI-12機能を備えた測定器が必要です。

設置

正確な測定には、#18356水準器を使ってセンサを水平にする必要があります。この水準器には、バブルレベルと3本の水準器用ネジが組み込まれています。#18356は、CM225取り付けスタンドを使ってクロスアームに取り付けます。CS320は、測定に悪影響を及ぼす可能性のある障害物や反射面から離して取り付ける必要があります。

ドキュメント

ダウンロード

CS320 Program Example (3 KB) 11-08-2021

Two example programs that use the M4! command to return solar radiation (W/m^2), raw millivolt value (mV), sensor temperature (°C), and Z-axis values (°). The programs also calculate the daily total flux (MJ). One example program also controls the heater based on air temperature measurements, dewpoint calculations, and battery voltage measurements. The HygroVue™10 Air Temperature and Relative Humidity Probe provides the measurements used in the dewpoint calculation.

よくある質問

CS320に関するよくある質問の数： 9

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How long can the CS320 cable be?

The SDI-12 bus is capable of having at least 10 sensors connected to it, each with 200 feet of cable. With fewer sensors, longer cable lengths are possible.
How can the CS320 be mounted if the 18356 leveling base is not used?

The leveling base provides physical stability and helps ensure the sensor is leveled correctly. It is not recommended to use the sensor without the base. The sensor mounts to the base with an included bolt. However, a user-supplied plate with a hole drilled in it could be used instead to accept the sensor’s mounting bolt.

Note: Whatever mounting method is used, the sensor has to be levelled to operate correctly.
Is it possible to read the output from a CS320 in a 4 to 20 mA form?

No.
On routine site visits, how can the calibration of the CS320 be checked?

Compare the sensor against a recently calibrated CS320 on a clear, sunny day with the sun overhead. Ensure that the sensor being used as a reference is also level.
How often does the CS320 need to be recalibrated?

For maximum accuracy, Campbell Scientific generally recommends that all sensors be recalibrated every two years. Depending on the requirements of the application, it may be desirable to wait longer between recalibration cycles. To determine if recalibration is necessary for pyranometers, visit the Clear Sky Calculator web page.

For additional information, read the "How to Check the Accuracy of Your Solar Radiation Measurements" blog article.
特定のセンサで利用可能なケーブル終端オプションはどこに記載されていますか?

すべてのセンサに異なるケーブル終端オプションがあるわけではありません。特定のセンサで利用可能なオプションは、センサ製品ページの注文情報エリアの 2 つの場所で確認できます。

モデル番号
ケーブル終端オプションリスト
センサが –ET、–ETM、–LC、–LQ、または –QD バージョンで提供されている場合、そのオプションが利用可能かどうかはセンサモデル番号に反映されます。たとえば、034B は 034B-ET、034B-ETM、034B-LC、034B-LQ、および 034B-QD として提供されています。

その他のすべてのケーブル終端オプション (利用可能な場合) は、センサ製品ページの注文情報エリアの「ケーブル終端オプション」の下にリストされています。たとえば、034B-L 風力発電セットは、034B-L 製品ページの注文情報エリアに示されているように、–CWS、–PT、および –PW オプションで提供されています。

注意: 新しい製品が在庫に追加されると、通常は複数のモデル番号を作成するのではなく、1 つのセンサモデルの下に複数のケーブル終端オプションをリストします。たとえば、HC2S3-L には、HC2S3-LC モデルではなく、CS110 に接続するための –C ケーブル終端オプションがあります。
If the cable attached to a sensor is too short, can more cable be spliced to the existing cable to make it longer?
Whenever possible, purchase a sensor with the desired cable length. Some sensors have a user-specified cable length, whereas other sensors have a set cable length.

Sometimes, an old cable can be replaced with a new, longer cable.

Generally, additional cable cannot be spliced onto the existing cable because:
- Some sensor cables have bridge completion resistors at the pigtail end
- Some sensors are calibrated based on cable length
- Sometimes the color in the insulation is not the same as that visible at the pigtail end
- It is possible to introduce errors or malfunctions depending on the integrity of the splice
Splicing cable together increases the likelihood that water may enter the cable and cause shorting, corrosion, and some other potential issues, which in turn can cause measurement issues.

Because of the potential issues, do not splice any sensor cable without first contacting Campbell Scientific to discuss the sensor in detail.
Can a CS320 be calibrated to a smaller range to measure only PAR (photosynthetically active radiation)?

No. It’s not the range that makes a sensor a quantum sensor. It is the type of light filter used with the photocell that only allows specific wavelengths of light in the PAR frequency range to strike the photocell.
What is the difference between a thermopile pyranometer and a silicon photocell pyranometer?

For thermopile pyranometers, a thermopile is used within the instrument as the sensor, and the thermal gradients are measured across hot and cold areas (black and white). The radiation intensity is proportional to the temperature differences between the two sensing areas. Accuracy depends upon the sensitivity of the material used in the sensors, the response time, and the distortion characteristics of the material constituting the dome (if present) covering the sensors.

For silicon photocell pyranometers, electric current is generated by a photo-sensitive diode in proportion to solar intensity. Ordinarily, silicon photocell pyranometers are not fully sensitive to the full spectrum of visible light, and they cannot “see” a certain portion of the electromagnetic spectrum such as under cloudy conditions or vegetative canopies. Silicon photocell pyranometers will introduce errors under these conditions. In full sunlight conditions, however, they are calibrated to properly output solar radiation measurements.