Το πυρανόμετρο είναι ένα όργανο που έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της ισχύος της θερμότητας και του φωτός από τον Ήλιο. Χρησιμοποιούμενη κυρίως στα μετεωρολογικά πεδία, η ηλιακή ακτινοβολία αναγνωρίζεται με ένα πυρανόμετρο τοποθετημένο σε επίπεδη επιφάνεια. Το πλήρες φάσμα συχνοτήτων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που προβάλλεται από τον Ήλιο και λαμβάνεται στην επιφάνεια της Γης επηρεάζει αισθητήρες εντός της συσκευής, οι οποίοι μετρά την πυκνότητα των διακυμάνσεων στο πλήρες πεδίο των 180 μοιρών που περιβάλλει το όργανο.
Ένα ηλιακό πυρανόμετρο λειτουργεί μετρώντας τον αριθμό των φωτονίων, μικρών μονάδων φωτός, που επηρεάζουν είτε μια χημική είτε μια φυσική συσκευή μέσα στο όργανο με την πάροδο του χρόνου. Συνήθως, αυτό είναι πιο εύκολα χρήσιμο για την αναγνώριση των μηκών κύματος υπεριώδους και ορατού φωτός του φάσματος. Τα πυρανόμετρα είναι γενικά χωρίς τροφοδοσία, καθώς κάθε ένα από τα στοιχεία του συστήματος είτε αντιδρά είτε επηρεάζεται άμεσα από την ηλιακή ακτινοβολία.
Τα περισσότερα πυρανόμετρα που βασίζονται σε χημικά χρησιμοποιούν ένα διάλυμα φωτοαντιδραστικών και ευαίσθητων στη θερμότητα χημικών ουσιών που μπορούν να μετρήσουν το συνολικό επίπεδο ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η ίδια η χημική ουσία απαιτεί μια διαδικασία με την οποία η ακτινοβολία είναι αναγνωρίσιμη από το απορροφούμενο φως. Αυτό είναι γνωστό ως κβαντική απόδοση και προκαλεί μια αντίδραση λόγω της έλλειψης φωτός, καθιστώντας κάθε χημική ουσία χρήσιμη στο πυρανόμετρο. Τα πιο συνηθισμένα παραδείγματα χημικών ουσιών που χρησιμοποιούνται σε αυτά τα όργανα περιλαμβάνουν το φερριοοξαλικό κάλιο, το μονοχλωροξικό οξύ και το πράσινο μαλαχίτη λευκοκυανίδιο.
Οι φυσικοί τύποι πυρανομέτρων περιλαμβάνουν βολόμετρα, θερμοπήλες και φωτοδίοδοι. Τα βολόμετρα χρησιμοποιούν ένα λεπτό στρώμα μετάλλου συνδεδεμένο σε μια ψύκτρα που διατηρεί σταθερή θερμοκρασία, επιτρέποντας στη συσκευή να αναγνωρίζει τα επίπεδα ηλιακής ακτινοβολίας. Οι θερμοπίλες μετατρέπουν τη θερμότητα σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω συζευγμένων συσκευών σε μια σειρά, μετρώντας την τάση εξόδου για τον προσδιορισμό της ακτινοβολίας. Οι φωτοδίοδοι χρησιμοποιούν παρόμοια τεχνική για να μετατρέψουν το φως σε ρεύμα ή τάση, επιτρέποντας τη μέτρηση.
Το επίπεδο πιθανής μέτρησης σε ένα πυρανόμετρο ποικίλλει ανάλογα με τη θέση του ίδιου του Ήλιου. Οι ιδανικές συνθήκες παρέχονται από τον Ήλιο που βρίσκεται απευθείας από πάνω, ωστόσο, ορισμένες μετρήσεις μπορούν να γίνουν από διαφορετικές γωνίες, αρκεί να εντοπιστεί η πρόσκρουση της ακτινοβολίας. Όταν ο Ήλιος βρίσκεται σε γωνία 90 μοιρών από το όργανο, δεν μπορεί να γίνει καμία μέτρηση. Η κανονική επιφανειακή ακτινοβολία, που προκαλείται από τη γωνία του Ήλιου μεταξύ 0.5 και 60 μοιρών, μπορεί να μετρηθεί αναλογικά. Ωστόσο, όταν ο Ήλιος χτυπά στο ζενίθ του, ακριβώς πάνω από τη συσκευή, η μέτρηση είναι απολύτως ακριβής.
Τα περισσότερα πυρανόμετρα είναι εφοδιασμένα με γυάλινο θόλο για να διασφαλίζονται τα σωστά χαρακτηριστικά κατεύθυνσης. Αυτό περιορίζει την απόκριση σε 300 έως 2,800 νανόμετρα, τις ιδανικές παραμέτρους μέτρησης. Έχει επίσης δευτερεύοντες σκοπούς για τη διατήρηση του πλήρους πεδίου 180 μοιρών και την παροχή θωράκισης ασφαλείας.