一種連續測量太陽總輻射、散射輻射和直接輻射的野外儀器。它以六種寬波段波長來進行測量的，415, 500,

615, 673,870, 和 940 nm。波長的選擇是根據大氣中所研究目標而定的，如水汽的光學厚度、氣溶膠和臭氧等

。
特點：
◆同一個光電探測器測量所有的輻射量
◆熱調節傳感器探頭消除了周圍溫度導致的誤差，并避免了露/雪/冰在探頭上的集結
◆數據采集系統可接其他24個模擬量和6個脈沖量氣象傳感器
◆耐用且美觀的構造設計

工作原理：
MFR-7使用了一個自動旋轉的遮光帶來測量太陽輻射的總輻射和散射輻射，一旦這兩個量已知，CPU就能自動的

計算出直接輻射。

旋轉遮擋帶的構造如右圖表示，是一條金屬制成的弓形帶，它伴隨著太陽高度的變化而旋轉，弓形正中央始終

對著儀器孔徑，弓形帶寬3.3°足以遮擋太陽，它可通過微處理器控制的發動機定位，精度達到0.4°，發動機

支架可根據緯度的高度調整。當儀器安裝在野外時，必須與地球的磁場方向一致(北向和南向依南北半球而定)

，一旦與地球磁場方向一致，儀器本身無需進一步調節便可在無人職守的條件下長時間運行，不像其他的跟蹤

器需要人為干預。

儀器的操作由微處理器控制，在每個測量間隔，微處理器會通過近似的太陽星歷表計算太陽的位置，第一次測

量從遮擋帶的最低點位置開始(水平方向上的總輻射)，然后遮擋帶會旋轉進行三次的測量，一次是太陽完全被

遮擋時的測量(散射輻射)，其他兩次是在遮擋帶旋轉到太陽的任一邊9°時的測量，由于當太陽完全被遮擋時的

測量，會有一部分“剩余天空”的散射值被忽略，因此，散射輻射值需要修正，然后微處理器將總的輻射值減

去修正后的散射輻射值便得到了直接輻射值。最后直接輻射值與太陽天頂角余弦值的乘積便是真正的直接輻射

。完成這些全部過程需要不到20秒的時間，而且程序可以設定一分鐘進行三次測量。

MFR-7自動計算太陽星歷的功能具有很大的優點，在測量總輻射和散射輻射的過程中可以不斷的移動遮光帶。由

于它只需遮光帶在四個位置時的測量，因而它的測量方法允許每次測量更長的綜合時間，不象其他許多儀器在

測量過程中需要對整個天空掃描。較長的綜合時間可以充分改善儀器的精度且提高波長的可操作性，這些都是

其他對整個天空掃描儀器無法實現的。“多余的”天空遮光修正大大的提高了測量精度，特別是在有云的狀況

下。

濾光器的波長可被大氣研究人員仔細選擇以達到數據的最大利用，例如，311.5nm的濾波被選擇用在小但“平”

的光譜區域，332.4nm用于Dobson參比，每個濾波探測器通道都具有單獨的特性，輸出的分光照度的單位為

W/m2-nm。

MFR-7具有獨特的功能，可連續對三種太陽輻射進行光譜測量，是一款多功能儀器。例如，為獲取采集的數據，

至少需使用兩種儀器：一種全濾波輻射計和一個自動跟蹤的太陽光度計或一個二級標準的遮擋式輻射計。當進

行光譜測量時，MFR-7的優點在于，可以用同一個探測器測量總輻射和散射輻射，消除了由于使用不同探測器測

量不同量帶來的誤差，減少了多個傳感器間的相互標定。MFR-7使用簡單方便，價格適宜，而且比較實用，它可

確保太陽各種輻射測量與時間同步。

周圍環境溫度的變化會對半導體探測器產生影響，從而導致測量誤差。為了避免這些誤差，該儀器使用了計算

機控制的熱調節電路，以保證探測器和濾波器的溫度高于周圍溫度，這樣可以避免熱量傳遞影響固態探測器。

另外好處是額外的熱量可以使傳感器不受露、冰和雪的影響。分離的電熱調節器允許用戶調節溫度。固態光電

二極管和靈敏的電子元件全部放在一個干燥的箱子里，以進一步消除環境導致的測量誤差。

控制和數據采集系統
MFR-7儀器操作和數據采集是通過一個微處理器控制的，這個自帶的CPU，1)進行所需的星歷表計算；2)控制轉

動發動機定位遮光帶；3)控制傳感器數據的收集、處理和存儲，這些數據來源于MRF-7和其他達24個附加模擬量

氣象傳感器；4)可以實時遙感勘測數據。超穩定的時間同步(精度1秒/月)系統保證了遮光帶的定位在長時間內

是精確的，不需要人為干涉和調節。數據采集系統包含一個完善的13字節自校準A/D轉換器和自帶可達2M(可選

擇)的PCMCIA-2數據存儲器(大多數用戶要求更大的存儲容量以獲得更高的采樣頻率)，還可以通過3米通訊電纜

或電話線和modem進行通訊，使用YESDAS的數據處理軟件自動下載、修正、校準和web瀏覽，Modem通訊還可以在

實驗室或辦公室遠程控制，這并不影響數據的獲取，使得它在大的區域傳播網絡中更加適用。

標定：
每套MFR-7儀器在出廠前都要單獨測試。首先，在廠家的余弦校準設備中，從不同角度上測量直接波束的響應情

況，同時生成一個詳細的儀器的余弦修正文件，然后，用一個窄波段光度計精密的掃描每個頭以確定在半最大

值波長和中心波長時的精確的全波長值，最后，每個頭通過符合NIST標準的FEL燈來標定，以確定它的絕對響應

。
標定工具
任何儀器的有效性都依賴于儀器校準的質量和長期穩定性，YANKEE有著配備齊全的用來優化性能和標定校準每

個儀器光學實驗室，余弦，光譜和每個波長的絕對響應通道都符合了NIST光學和電子設備的標準，且每個系統

都附有校準證書，全面的文獻可查閱YANKEE公司的網址(校準服務)。
數據應用

MFR-7直接得到的標準數據可用來測量臭氧和氣溶膠。此外，以宇宙中穩定的太陽常量和已知的光學厚度為基礎

，MFR-7的數據可運用自動的蘭利分析軟件(系統自帶)進行處理。
數據分析軟件

MFR-7是由內置的YESDAS-2數據采集和控制系統來控制的，該系統控制遮光帶和熱子系統，存儲和傳輸數據，在

用戶提供帶Windows 9X/NT操作系統的PC機上，通過運行YESDAS管理軟件來對數據進行角度修正，標定和分析。

該系統是一個可靠的和測試過的數據采集和顯示平臺，它甚至可以提供數據的Web顯示功能。

安裝
MFR-7安裝簡便，需要用戶提供一個直徑約43cm的水平安裝平臺，在遮光帶電機設備上進行緯度調整(通常在工

廠進行)。將探測設備放置在一個平坦而穩定的平臺上，在北半球，儀器的遮光帶應與地理的北向一致(南半球

向南)，這些操作過程可參考儀器的說明書。
MFR-7探測器是由陽極化處理的鋁和不銹鋼制成的，所有的硬件是不銹鋼材料而且所有的連接頭是密封和防水的

，該系統電子盒(包括DC電源，數據采集板和二級電子盒)置于一個NEMA-4X標準的箱中。DC電源是一款帶有雙軸

變壓器的工業級的高質量電源，帶3m長線纜的Null Modem可用來直接連接現場PC或筆記本電腦，帶浪涌保護的

電話線接口可通過用戶提供的Hayes兼容的Modem進行通訊，還帶有可連接16個傳感器的旋轉式端口。
利用三個水平調整螺絲和精密水平泡來調整基座水平，然后通過基座中心的孔和一個#10螺絲將儀器固定在平臺

上，連接兩根從系統電子盒到探測器的線纜，然后連接DC電池和AC電源，根據系統的現場或遠程傳輸而定，連

接串口到PC機的線纜，最后運行PC機上軟件，這樣系統就安裝就緒并可采集數據了。
用戶需要提供一個深充12V電池，也可用220VAC供電，隨機配備一根2m供電電纜(訂貨時需注明115VAC或230VAC)

，整套系統可選擇12V太陽能/電池供電單元，供電系統需配備接地裝置以有效的防止雷擊。

主要技術參數：
　　光譜范圍：415，500，615，673，870和940nm
　　余弦修正：優于5%（0~80°天頂角），修正優于1%
　　采樣頻率：最大4次/分鐘
　　工作溫度：-30~50℃
　　供電：115V~230V AC，50/60Hz，50W（最大）；12V DC（1A），3A（最大）
　　數據通訊：RS-232，Modem
　　系統內存：32Kbytes，可擴展至2Mbytes