Gegenstrahlung messen?

Hallo,

ein Infrarot-Thermometer zeigt die Oberflächentemperatur - z.B. eines
anvisierten Heizkörpers - an. Als Sensor werkelt darin vermutlich ein
Heiß-/Kaltleiter. Kann man dieses Ding auch in W/m˛ anstelle in °C
kalibrieren? Dann wäre es doch jedem möglich, die sogenannte durch CO2
verursachte Gegenstrahlung selbst zu messen!

Hier die Ergebnisse meiner Messungen - leider nicht in W/m˛:
- Messergebnis vom blauen Himmel bei Sonnenschein: -26,7°C,
dabei Bodentemperatur: +4,2°C.
- Messergebnis an einer Wolke am bedecktem Himmel: +6,1°C,
dabei Bodentemperatur: +3,9°C.

Peter

 

[Edzard Egberts]

ein Infrarot-Thermometer zeigt die Oberflächentemperatur - z.B. eines
anvisierten HeizkĂśrpers - an. Als Sensor werkelt darin vermutlich ein
Heiß-/Kaltleiter.

Nimm' doch besser so etwas:

https://de.wikipedia.org/wiki/Pyranometer

 

[Christoph MĂźller]

Am 28.01.2019 um 08:20 schrieb Peter B�sche:

Hier die Ergebnisse meiner Messungen - leider nicht in W/m²:
- Messergebnis vom blauen Himmel bei Sonnenschein: -26,7°C,

dßrfte in etwa die tiefste Temperatur sein, die dein Messgerät noch
anzeigt. Meine Kamera zeigt in solchen Fällen immer irgendwas um -60°C
(der Messbereich geht grade mal bis -40°C). Ginge der Messbereich noch
weiter runter, wĂźrde sie wahrscheinlich noch deutlich weniger anzeigen.
Das Weltall ist halt ein ziemlich kalter Ort.

dabei Bodentemperatur: +4,2°C.
- Messergebnis an einer Wolke am bedecktem Himmel: +6,1°C,
dabei Bodentemperatur: +3,9°C.

Das sind plausible Werte.

--
Servus
Christoph MĂźller
https://www.astrail.de

 

[Roland Franzius]

Am 28.01.2019 um 09:30 schrieb Christoph MĂźller:

Am 28.01.2019 um 08:20 schrieb Peter B�sche:

Hier die Ergebnisse meiner Messungen - leider nicht in W/m²:
- Messergebnis vom blauen Himmel bei Sonnenschein: -26,7°C,

dßrfte in etwa die tiefste Temperatur sein, die dein Messgerät noch
anzeigt. Meine Kamera zeigt in solchen Fällen immer irgendwas um -60°C
(der Messbereich geht grade mal bis -40°C). Ginge der Messbereich noch
weiter runter, wĂźrde sie wahrscheinlich noch deutlich weniger anzeigen.
Das Weltall ist halt ein ziemlich kalter Ort.

Ein Infrarot-Thermometer muss man ja auf die
Absorptions-Reflektions-Fähigkeit der gemessenen Oberfläche einstellen.
Das ist die Materialkonstante, die zwischen Spiegel- und Rußoberfläche
interpoliert und von Wellenlänge, elektrischer
Leitfähigkeit/Polarisierbarkeit und Temperatur abhängt.

Da der Luftdruck am Boden etwa 10 t/m^2, entspricht das gewichtsmäßig
einer Wasserschicht von 10 m HĂśhe. Da aber O_2 und N_2 im Gegensatz zu
Wasserdampf H_2O im Infrarot kaum polarisierbar sind, kann man von sagen
wir mal ßber den Daumen von einer absorptionsäquivalenten Wasserschicht
von weniger als 10cm fĂźr Infrarot ausgehen.

Damit zeigt ein senkrecht nach oben gerichtetes Infrarotthermometer die
Temperatur der Atmosphäre im HÜhenmittel an, multiplizert mit dem
Prozentsatz Raumwinkel senkrecht nach oben, mit dem sie den Himmel fĂźr
Infrarot per Absorption bedeckt, bezogen auf den Raumwinkel F_mess auf
der Einheitskugel, den das Messgerät sieht.

T_mess = (T_atm * F_atm/Fmess + T_kosmos * (1-F_atm/F_mess))

Nun muss man fĂźr Energie-Transportmessungen im Strahlungsfeld nur noch
den Absorptionsgrad fĂźr alle beteiligten Gassorten aus dem Internet
besorgen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Absorption_band#/media/File:Atmospheric_Transmission.png

--

Roland Franzius

 

On Mon, 28 Jan 2019 10:48:42 +0100, Roland Franzius
<roland.franzius@uos.de> wrote:

Am 28.01.2019 um 09:30 schrieb Christoph Müller:
Am 28.01.2019 um 08:20 schrieb Peter B?sche:

Hier die Ergebnisse meiner Messungen - leider nicht in W/m˛:
- Messergebnis vom blauen Himmel bei Sonnenschein: -26,7°C,

dürfte in etwa die tiefste Temperatur sein, die dein Messgerät noch
anzeigt. Meine Kamera zeigt in solchen Fällen immer irgendwas um -60°C
(der Messbereich geht grade mal bis -40°C). Ginge der Messbereich noch
weiter runter, würde sie wahrscheinlich noch deutlich weniger anzeigen.
Das Weltall ist halt ein ziemlich kalter Ort.

Ein Infrarot-Thermometer muss man ja auf die
Absorptions-Reflektions-Fähigkeit der gemessenen Oberfläche einstellen.
Das ist die Materialkonstante, die zwischen Spiegel- und Rußoberfläche
interpoliert und von Wellenlänge, elektrischer
Leitfähigkeit/Polarisierbarkeit und Temperatur abhängt.

Da der Luftdruck am Boden etwa 10 t/m^2, entspricht das gewichtsmäßig
einer Wasserschicht von 10 m Höhe. Da aber O_2 und N_2 im Gegensatz zu
Wasserdampf H_2O im Infrarot kaum polarisierbar sind, kann man von sagen
wir mal über den Daumen von einer absorptionsäquivalenten Wasserschicht
von weniger als 10cm für Infrarot ausgehen.

Damit zeigt ein senkrecht nach oben gerichtetes Infrarotthermometer die
Temperatur der Atmosphäre im Höhenmittel an, multiplizert mit dem
Prozentsatz Raumwinkel senkrecht nach oben, mit dem sie den Himmel für
Infrarot per Absorption bedeckt, bezogen auf den Raumwinkel F_mess auf
der Einheitskugel, den das Messgerät sieht.

T_mess = (T_atm * F_atm/Fmess + T_kosmos * (1-F_atm/F_mess))

Wozu Raumwinkel? Ist der nicht bereits durch die Kostruktion des
Infrarot-Thermometers vorgegeben? Immerhin zeigt dieses die gleiche
Temperatur, egal ob ich es im Abstand von 20cm oder 80cm zum
anvisierten Heizkörper halte.

Nun muss man für Energie-Transportmessungen im Strahlungsfeld nur noch
den Absorptionsgrad für alle beteiligten Gassorten aus dem Internet
besorgen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Absorption_band#/media/File:Atmospheric_Transmission.png

Na, dann mal looos!

Peter

 

[Roland Franzius]

Am 28.01.2019 um 18:13 schrieb Peter B�sche:

On Mon, 28 Jan 2019 10:48:42 +0100, Roland Franzius
roland.franzius@uos.de> wrote:

Damit zeigt ein senkrecht nach oben gerichtetes Infrarotthermometer die
Temperatur der Atmosphäre im HÜhenmittel an, multiplizert mit dem
Prozentsatz Raumwinkel senkrecht nach oben, mit dem sie den Himmel fĂźr
Infrarot per Absorption bedeckt, bezogen auf den Raumwinkel F_mess auf
der Einheitskugel, den das Messgerät sieht.

T_mess = (T_atm * F_atm/Fmess + T_kosmos * (1-F_atm/F_mess))

Wozu Raumwinkel? Ist der nicht bereits durch die Kostruktion des
Infrarot-Thermometers vorgegeben? Immerhin zeigt dieses die gleiche
Temperatur, egal ob ich es im Abstand von 20cm oder 80cm zum
anvisierten HeizkĂśrper halte.

Ja, aber meins hat zwei Laserdioden, die die den Strahlengang der Optik
nachbilden. Im Kreuzungspunkt beider Laserstrahlen liegt der Mittelpunkt
des Meßkreises, das Bild des Chips, dessen Durchmesser multipliziert
wird mit dem Verhältnis von Brennweite zu Abstand,
also etwa 1m/20mm * 1/2.7'' = 40mm.

Misst man ins Unendliche jenseits des Brennpunkts der Linse, braucht man
den Öffungswinkel, der konstruktiv durch Linsendurchmesser und
Gegenstandsweite festliegt und ein paar Grad beträgt. Bei 1000 m
WolkenhÜhe ist der Messkreisdurchmesser 1000 m * 5° * 3.14/180 ~ 80 m

https://www.conrad.de/de/voltcraft-ir-1201-50d-usb-infrarot-thermometer-optik-501-50-bis-1200-c-pyrometer-1599564.html

--

Roland Franzius

 

On Mon, 28 Jan 2019 08:20:15 +0100, Peter Bösche
<myself@domain.invalid> wrote:

Hallo,

ein Infrarot-Thermometer zeigt die Oberflächentemperatur - z.B. eines
anvisierten Heizkörpers - an. Als Sensor werkelt darin vermutlich ein
Heiß-/Kaltleiter. Kann man dieses Ding auch in W/m˛ anstelle in °C
kalibrieren? Dann wäre es doch jedem möglich, die sogenannte durch CO2
verursachte Gegenstrahlung selbst zu messen!

Hier die Ergebnisse meiner Messungen - leider nicht in W/m˛:
- Messergebnis vom blauen Himmel bei Sonnenschein: -26,7°C,
dabei Bodentemperatur: +4,2°C.
- Messergebnis an einer Wolke am bedecktem Himmel: +6,1°C,
dabei Bodentemperatur: +3,9°C.

Tja, angesichts von Klimawandel und Kohleaussstieg hatte ich
eigentlich eine gewichtigere Einschätzung der Gegenstrahlung erwartet,
mach aber nix; die Antwort habe ich jetzt hier
https://www.youtube.com/watch?v=CJkW3SULYkM
gefunden.

Peter

 

On Mon, 28 Jan 2019 08:20:15 +0100, Peter Bösche
<myself@domain.invalid> wrote:

Hier die Ergebnisse meiner Messungen - leider nicht in W/m˛:
- Messergebnis vom blauen Himmel bei Sonnenschein: -26,7°C,
dabei Bodentemperatur: +4,2°C.
- Messergebnis an einer Wolke am bedecktem Himmel: +6,1°C,
dabei Bodentemperatur: +3,9°C.

und nun umgerechnet aus o.a. Messungen nach
W/m˛
232 Thermal down blue Sky Gegenstrahlung Klimagase vom Himmel
<< als von der Bewölkung:
385 Thermal down Clouds
370 Thermal up Surface

Peter