Fig - Piranómetro de Kipp

La banda de frecuencias medida por el piranómetro está comprendida entre 0,3 mm y 3 mm; si está protegido de la radiación directa por un anillo protector desvanecedor, entonces mide sólo la radiación difusa .
Los piranómetros más usuales se basan en la detección de la diferencia de temperaturas entre una superficie negra y una superficie blanca mediante termopilas o células fotoeléctricas, que deben estar protegidas del viento y compensadas para cambios de temperatura ambientales, mediante una doble semiesfera de vidrio, para suprimir los fenómenos de convección. Mediante un nivel se consigue la horizontalidad del aparato.
El piranómetro de Kipp y Zonen, figura arriba, está constituido por una termopila contenida en una caja metálica cerrada en su parte superior por dos hemisferas de cristal de 3 a 5 cm de diámetro y 2 mm de espesor.
La caja está fijada sobre un zócalo metálico y la pila está protegida de la radiación difundida por el suelo por una gran corona blanca horizontal circular que actúa también como pantalla térmica .
La termopila está formada por una serie de 14 termopares, láminas planas de de 10 mm de longitud, 1 de anchura y 5 mm de espesor, dispuestas en un plano horizontal, en el que las extremidades están soldadas a unas barras de cobre verticales solidarias a una placa de latón maciza . El conjunto está protegido por un barniz negro mate especial que absorbe la radiación.
El calor emitido al nivel de la superficie negra es evacuado en parte por conducción y el resto por radiación y convección.
El flujo térmico por conducción se transmite a la masa de la termopila que es buena conductora; por el contrario, las láminas son débilmente conductoras, por lo que aparece una diferencia de temperatura del orden de 20ºC entre la línea mediana y las extremas y, por consiguiente, una diferencia de potencial del orden de 500 µV/ºC. El aparato se calibra comparándole con otro ya calibrado que indica el valor Idir de la radiación directa .
El piranómetro facilita el valor de la radiación global I_T(h).
La radiación global que incide sobre una superficie horizontal es:

I_T(h)= I_{dif ( h)} + I_0(h) cos θs

La radiación directa se elimina poniendo el aparato a la sombra, con ayuda de una pantalla, para que la superficie sensible del piranómetro capte sólo la radiación difusa .