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The measurement of the spectral distribution of sun and sky radiation by the use of colored glass filters

  • A. J. Drummond
  • J. J. Roche
Article

Summary

This paper reviews the current techniques for carrying out spectral measurements of sun and sky radiation by means of colored glass filters. The results are discussed of an original investigation into the occurrence of what are believed to be systematic errors in enclosed hemispherical-filter thermopile systems, employed in pyranometer design. As a result of an analysis of a large mass of solar spectral measurement material, attention was first directed to an apparent change in instrument sensitivity, when operating conditions are continuous over long periods.

In the experimental investigation reported on here a group of Eppley spectral pyranometers and pyrheliometers were used. The study was extended to include pyranometers open to natural and forced ventilation as well as hermetically sealed units.

The results indicate that the corrections so far established ought to be of general application, within practical limitations, to the present Eppley design and, with some modification, to other constructions.

Keywords

Spectral Measurement Spectral Distribution Practical Limitation Current Technique Original Investigation 
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Zusammenfassung

Es wird in dieser Arbeit zunächst ein Überblick über die gebräuchlichen Methoden für spektrale Untersuchungen der Sonnen- und Himmelsstrahlung mit Hilfe von Glasfiltern gegeben. Die Ergebnisse einer eigenen Untersuchung über das Auftreten vermeintlich systematischer Fehler in hermetisch abgeschlossenen Kombinationen von Halbkugelfiltern mit Thermosäulen, wie sie für Pyranometerkonstruktionen verwendet werden, werden diskutiert. Auf Grund einer großen Zahl spektraler Messungen der Sonnenstrahlung wurde man in erster Linie auf eine auffallende Änderung der Instrumentempfindlichkeit aufmerksam, wenn die Messungen über längere Zeit fortgesetzt werden.

Für die experimentelle Untersuchung dieser Fragen wurde eine Gruppe Pyranometer und Pyrheliometer der Eppley-Konstruktion benützt. Die Prüfung wurde auch auf Pyranometer mit natürlicher und mit künstlicher Ventilation wie auch auf hermetisch abgeschlossene Filterkombinationen ausgedehnt.

Aus den Resultaten ergibt sich, daß die von uns bisher festgestellten Korrektionen innerhalb praktischer Grenzen sowohl auf die gegenwärtigen Eppley-Modelle wie auch mit gewissen Abänderungen auf andere Konstruktionen allgemeine Anwendung finden sollten.

Résumé

Dans ce mémoire, on passe tout d'abord en revue les méthodes usuelles permettant des recherches spectrales du rayonnement solaire et du ciel au moyen de filtres colorés de verre. On y discute ensuite les résultats d'une recherche personnelle de l'auteur. Cette recherche a porté sur l'apparition d'erreurs semblant systématiques lors de l'utilisation de combinaisons de filtres hémisphériques et de piles thermoélectriques hermétiquement closes telles qu'elles se présentent dans les pyranomètres. Sur la base d'un grand nombre de mesures spectrales du rayonnement solaire on a constaté une variation notable de la sensibilité instrumentale dans le cas d'une longue utilisation.

Dans la recherche expérimentale de ces questions, on s'est servi d'un groupe de pyranomètres et de pyrhéliomètres spectraux construits par Eppley. On a étendu la comparaison à des pyranomètres ventilés naturellement et artificiellement comme à des combinaisons de filtres hermétiquement closes.

On peut déduire des résultats ainsi obtenus que les corrections établies jusqu'ici devraient être appliquées généralement, dans les limites de la pratique, aussi bien aux modèles actuels d'Eppley qu'à d'autres constructions, à la condition toutefois de leur apporter certaines modifications.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1966

Authors and Affiliations

  • A. J. Drummond
    • 1
  • J. J. Roche
    • 1
  1. 1.The Eppley Laboratory Inc.NewportU.S.A.

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