پیرهلیومتر

پیرهلیومتر ابزاری برای اندازه گیری تابش مستقیم پرتو خورشید است. [ ۱] به این تابش، تابش عادی مستقیم نیز گفته می شود که اغلب به اختصار DNI خوانده می شود. نور خورشید از طریق یک پنجره وارد دستگاه می شود و به یک ترموپیل هدایت می شود که گرما را به سیگنال الکتریکی قابل ضبط تبدیل می کند. ولتاژ سیگنال از طریق فرمولی برای اندازه گیری وات بر متر مربع تبدیل می شود. درواقع پیرهلیومترها حسگرهای تابشی ترموالکتریکی هستند که ترموپیل ها را در خود جای می دهند. اجزای اصلی یک پیرهلیومتر عبارتند از یک پنجره کوارتز، یک جاذب سیاه، یک دماسنج، لوله پیرهلیومتر که میدان دید و در برخی موارد الکترونیک اضافی را مشخص می کند. پنجره روی یک پیرهلیومتر به عنوان فیلتری عمل می کند که تابش خورشیدی را با طول موج های تقریباً ۲۰۰ نانومتر تا حدود ۴۰۰۰ نانومتر منتقل می کند ( این شامل اشعه مادون قرمز نزدیک، مرئی، UV - A و بخشی از تابش UV - B است ) . اما تابش حرارتی با طول موج های بیشتر از ۴ میکرومتر را مسدود می کند. انتقال تابش خورشیدی از طریق پنجره در حالت ایده آل نزدیک به ۱۰۰ درصد است، اما در عمل نزدیک به ۹۵ درصد است. پنجره همچنین برای محافظت از جاذب سیاه و ترموپیل در برابر عناصر ( باران، برف و غیره ) عمل می کند.
برای محدود کردن اندازه گیری به تشعشعاتی که مستقیماً از خورشید می آیند، باید میدان دید ابزار را محدود کرد. از بیرون جو زمین، خورشید به صورت قرصی با فاصله زاویه ای حدود ۰٫۲۷ درجه دیده می شود. در سطح زمین، خورشید بسیار بزرگتر به نظر می رسد. اندازه بصری آن به جو بستگی دارد ( هر چه آسمان تیره تر باشد، خورشید در آسمان بزرگتر است ) .
پیرانومتر و پیرهلیومتر دو ابزاری هستند که برای اندازه گیری تابش خورشیدی استفاده می شوند. هر دو از نظر هدف مشابه هستند اگرچه در طراحی و اصل کار آنها تفاوت هایی دارند. این روزها، منابع تجدیدپذیر انرژی با توجه به کاهش سریع سوخت های فسیلی و همچنین تأثیر نامطلوب آنها بر محیط زیست بسیار مهم شده اند. انرژی خورشید به عنوان یک گزینه ی مناسب برای برآوردن نیازهای ما ظاهر شده است. با این حال، از تمام انرژی خورشید که به جو زمین می رسد، همه به سطح زمین نمی رسند. مقداری انرژی به دلیل انعکاس توسط جو زمین از بین می رود در حالی که مقداری دیگر توسط جو جذب می شود. پیرانومتر ابزاری است که تابش خورشید را اندازه گیری می کند. این دستگاه در تحقیقات هواشناسی، تحقیقات انرژی خورشیدی و در بسیاری از کاربردهای علمی دیگر کمک می کند. ابزاری است که می توان آن را روی سقف ایستگاه های هواشناسی نصب کرد و در کنار پنل های خورشیدی که برای بهره برداری از انرژی خورشید استفاده می شود، قرار می گیرد. پیرانومترها برای اندازه گیری انرژی پراکنده خورشید کار می کنند.   اما پیرهلیومتر انرژی مستقیم خورشید را به جای انرژی پراکنده اندازه گیری می کند. درواقع انرژی خورشید را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند که به راحتی قابل اندازه گیری است.