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EKO日本 MS-321LR 天空掃描儀:精準捕捉天空光環境的科研利器

更新時間:2026-04-03      瀏覽次數:16

EKO MS-321LR 天空掃描儀:精準捕捉天空光環境的科研利器

一、產品概述

EKO MS-321LR 是一款由日本 EKO Instruments 公司研發的全自動天空掃描儀,專為精確測量天空半球的亮度分布與輻射分布而設計。該儀器嚴格遵循 CIE108-1994 國際標準(國際照明委員會 CIE 與國際日照觀測計劃 IDMP 聯合推薦),是建筑自動化、采光設計、光污染研究及太陽能評估領域的核心測量設備


二、核心技術特點

2.1 雙探測器精密測量系統

MS-321LR 配備 兩個高靈敏度探測器,可同時響應低照度漫射天空光環境,并通過主動快門功能自動阻擋直射輻射,確保測量數據的準確性與可靠性。這一設計使其即使在低光照和漫反射天空條件下,仍能獲取全天空半球積分值。

2.2 145點全天空掃描機制

儀器采用 11°視場角傳感器,配合雙軸精密跟蹤器,以 145個連續步進點 完成全天空半球掃描。掃描過程僅需 < 4.5 分鐘,覆蓋方位角 0~360°、俯仰角 -15°~+95° 的完整天穹

2.3 高精度跟蹤定位技術

| 技術參數           | 指標                           |

| :------               | :--------------------------- |

| 驅動方式           | 步進電機 + 諧波傳動(Harmonic Drive®) 

| 指向精度           | < 0.01°(太陽高度角 0~87°)         

| 角分辨率           | 0.009°                       

| 跟蹤模式           | 太陽傳感器模式與計算模式自動切換             

| 太陽傳感器視域 | ±15°                         

| 跟蹤精度           | ±0.01°                 

三、技術規格詳解

3.1 亮度測量性能

| 參數           | 規格               |

| :-----         | :--------------- |

| 光譜范圍   | 380~780 nm(可見光)  

| 測量范圍   | 0~50 kcd/m2(滿量程) 

| 分辨率      | ~1 cd/m2         

| 視窗角度   | 11°              

| 間隙角     | 1°               

| V(λ)失配 | < 2.5%           

| 線性度    | 0.3%             

3.2 輻射測量性能

     

| 參數        | 規格                 |

| :---         | :----------------- |

| 光譜范圍 | 300~3000 nm(全波段)   

| 測量范圍 | 0~300 W/m2/sr(滿量程) 

| 分辨率    | ~1.0 W/m2/sr       

| 視窗角度 | 11°                

| 間隙角    | 1°                 

| 線性度    | 0.5%           

3.3 系統通用規格

| 項目             | 參數                                       |

| :-----            | :--------------------------------------- |

| A/D 轉換      | 16 bit                                   

| 輸出接口      | RS-422 / RS-232C,9600 bps                

| 電源            | AC 100~240V, 50/60Hz, 20W;DC 18~30V, 15W 

| 工作溫度     | -40°C ~ +50°C                            

| 防護等級    | IP65                                     

| 尺寸          | 430(W) × 380(D) × 440(H) mm              

| 重量          | 12.5 kg                                  

| 電纜長度   | 10 m(可選 20 m)  

四、應用領域

MS-321LR 天空掃描儀在多個科研與工程領域發揮著關鍵作用 :

建筑采光設計與自動化 — 獲取真實天空亮度分布數據,優化自然采光策略

日光軟件建模驗證 — 為 Radiance、DAYSIM 等采光模擬軟件提供實測基準數據

光污染研究 — 監測夜間天空亮度分布,評估人工照明對夜空環境的影響

太陽能資源評估 — 分析漫射輻射貢獻,提升光伏發電量預測精度

氣象與氣候研究 — 支持 CIE 標準天空分類與天空類型判定

農業氣象與生態研究 — 監測冠層光照環境,評估植物光能利用效率


五、軟件與數據輸出

MS-321LR 配備先進的軟件控制功能,支持:
  • 彩色可視化顯示:將 145 點測量數據以偽彩色圖像呈現
  • 文本數據導出:支持 CSV 格式,便于后續科研分析
  • 自動測量計劃:可編程定時掃描任務
  • 多語言界面:支持中文、英文、日文、韓文等

、學術應用案例

MS-321LR 已被全球眾多研究機構采用,代表性應用包括:
  • 印度古爾岡夏季天空類型分析:通過 49 次日掃描(每日 10:00~18:00),基于 RMSE 方法評估 CIE 標準天空模型的適用性,研究發現夏季約 60% 時間為晴朗天空條件
  • 西班牙布爾戈斯紫外輻射研究:結合全天空相機與 MS-321LR 數據,實現基于神經網絡的 CIE 標準天空自動分類

                          

    

七、總結

EKO MS-321LR 天空掃描儀憑借其 雙探測器精密測量、145點快速掃描、亞度級跟蹤精度 以及 符合 CIE108-1994 國際標準 的設計,已成為天空光環境研究領域的優良設備。其堅固耐用的 IP65 防護結構、寬溫域工作能力(-40°C~+50°C)及靈活的軟件接口,使其能夠適應從極地到熱帶、從實驗室到野外的全場景應用需求,為建筑科學、氣象學、可再生能源及光環境研究提供可靠的數據支撐。


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