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EKO日本 MS-321LR 天空扫描仪:精准捕捉天空光环境的科研利器

更新时间:2026-04-03      浏览次数:2

EKO MS-321LR 天空扫描仪:精准捕捉天空光环境的科研利器

一、产品概述

EKO MS-321LR 是一款由日本 EKO Instruments 公司研发的全自动天空扫描仪,专为精确测量天空半球的亮度分布与辐射分布而设计。该仪器严格遵循 CIE108-1994 国际标准(国际照明委员会 CIE 与国际日照观测计划 IDMP 联合推荐),是建筑自动化、采光设计、光污染研究及太阳能评估领域的核心测量设备


二、核心技术特点

2.1 双探测器精密测量系统

MS-321LR 配备 两个高灵敏度探测器,可同时响应低照度漫射天空光环境,并通过主动快门功能自动阻挡直射辐射,确保测量数据的准确性与可靠性。这一设计使其即使在低光照和漫反射天空条件下,仍能获取全天空半球积分值。

2.2 145点全天空扫描机制

仪器采用 11°视场角传感器,配合双轴精密跟踪器,以 145个连续步进点 完成全天空半球扫描。扫描过程仅需 < 4.5 分钟,覆盖方位角 0~360°、俯仰角 -15°~+95° 的完整天穹

2.3 高精度跟踪定位技术

| 技术参数           | 指标                           |

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| 驱动方式           | 步进电机 + 谐波传动(Harmonic Drive®) 

| 指向精度           | < 0.01°(太阳高度角 0~87°)         

| 角分辨率           | 0.009°                       

| 跟踪模式           | 太阳传感器模式与计算模式自动切换             

| 太阳传感器视域 | ±15°                         

| 跟踪精度           | ±0.01°                 

三、技术规格详解

3.1 亮度测量性能

| 参数           | 规格               |

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| 光谱范围   | 380~780 nm(可见光)  

| 测量范围   | 0~50 kcd/m²(满量程) 

| 分辨率      | ~1 cd/m²         

| 视窗角度   | 11°              

| 间隙角     | 1°               

| V(λ)失配 | < 2.5%           

| 线性度    | 0.3%             

3.2 辐射测量性能

     

| 参数        | 规格                 |

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| 光谱范围 | 300~3000 nm(全波段)   

| 测量范围 | 0~300 W/m²/sr(满量程) 

| 分辨率    | ~1.0 W/m²/sr       

| 视窗角度 | 11°                

| 间隙角    | 1°                 

| 线性度    | 0.5%           

3.3 系统通用规格

| 项目             | 参数                                       |

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| A/D 转换      | 16 bit                                   

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

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

| 工作温度     | -40°C ~ +50°C                            

| 防护等级    | IP65                                     

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

| 重量          | 12.5 kg                                  

| 电缆长度   | 10 m(可选 20 m)  

四、应用领域

MS-321LR 天空扫描仪在多个科研与工程领域发挥着关键作用 :

建筑采光设计与自动化 — 获取真实天空亮度分布数据,优化自然采光策略

日光软件建模验证 — 为 Radiance、DAYSIM 等采光模拟软件提供实测基准数据

光污染研究 — 监测夜间天空亮度分布,评估人工照明对夜空环境的影响

太阳能资源评估 — 分析漫射辐射贡献,提升光伏发电量预测精度

气象与气候研究 — 支持 CIE 标准天空分类与天空类型判定

农业气象与生态研究 — 监测冠层光照环境,评估植物光能利用效率


五、软件与数据输出

MS-321LR 配备先进的软件控制功能,支持:
  • 彩色可视化显示:将 145 点测量数据以伪彩色图像呈现
  • 文本数据导出:支持 CSV 格式,便于后续科研分析
  • 自动测量计划:可编程定时扫描任务
  • 多语言界面:支持中文、英文、日文、韩文等

、学术应用案例

MS-321LR 已被全球众多研究机构采用,代表性应用包括:
  • 印度古尔冈夏季天空类型分析:通过 49 次日扫描(每日 10:00~18:00),基于 RMSE 方法评估 CIE 标准天空模型的适用性,研究发现夏季约 60% 时间为晴朗天空条件
  • 西班牙布尔戈斯紫外辐射研究:结合全天空相机与 MS-321LR 数据,实现基于神经网络的 CIE 标准天空自动分类

                          

    

七、总结

EKO MS-321LR 天空扫描仪凭借其 双探测器精密测量、145点快速扫描、亚度级跟踪精度 以及 符合 CIE108-1994 国际标准 的设计,已成为天空光环境研究领域的优良设备。其坚固耐用的 IP65 防护结构、宽温域工作能力(-40°C~+50°C)及灵活的软件接口,使其能够适应从极地到热带、从实验室到野外的全场景应用需求,为建筑科学、气象学、可再生能源及光环境研究提供可靠的数据支撑。


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