前向散射能见度仪的日常维护和故障处理

王全兰1马永慧2杨晓梅3

3茂县气象局，四川阿坝州623200

摘要：在气象学中大气能见度是反映大气透明度的一个指标，是气象观测的常规项目。它反映了大气浑浊的一定程度是表征近地表大气污染程度的一个重要参量.［1］。它代表当时的大气光学状态，预示着天气的变化，在天气预报和环境监测上具有实际意义。本文针对新型站前向散射能见度仪在使用过程中对供电系统、采集器、传感器的日常维护和故障处理进行归纳总结，为台站观测员技术保障提供参考和帮助。

关键词：能见度仪；日常维护；故障处理

引言

前向散射式能见度仪原理，发射光束的张角与接收器视角相交的区域便是采样体积；前向散射式能见度仪由于是通过测量某一角度的散射光来测量大气的总散射系数，只对临近的空气进行采样，所以前向散射式能见度仪具有探测范围广、受镜头污染影响小、结构紧凑、易于安装维护等优点［2］。前向散射能见度仪采样区中心高度定为2.8m，测量范围为10m～30km（及以上）。准确度≤1.5km，±10%；＞1.5km，±20%；每分钟输出瞬时气象（分钟）值和10分钟平均值。主散射角25°～45°，光源波长近红外或红外。采样体积接收视场应大于发射波束宽度，采样体积一般不小于0.8L。采样频率不少于每分钟4次。

１日常维护

1.1供电电源系统的维护

（1）首先排查保险管是否有故障，如指示灯亮起说明保险管有故障，更换后测量保险座和连线处两个点位的电压值是否在13.8V左右，从而判断供电系统是否恢复正常；如果用电设备还没有供电，则说明供电输出端至用电设备间线路故障。

（2）如果保险管正常，但测量电压值异常，排查交流电源输出；如果输出端测量电压在220V左右，说明输入端损坏；如输入端无电压则排查空气开关输出端和输入端电压值；如空气开关输入端有220V左右电压，输出端无电压，说明空气开关状态错误或空气开关损坏；如空气开关输入电压与220发差距非常大，则说明整个系统的交流接入有问题，需解决交流供电。

1.2能见度传感器的日维护和月维护

主要是检查能见度传感器镜片上是否有蜘蛛网等杂物。首先通过“台站地面综合观测业务采集软件”开始维护操作，先切断能见度仪设备的供电，擦拭能见度传感器镜上的灰尘并监测能见度镜片距地面安装高度是否为2.8米。具体步骤为：对脏的镜面喷水，选择干抹布工具，快速连续擦拭能见度传感器镜面，擦掉水珠；最后选择鹿皮快速连续擦拭能见度传感器镜面，擦掉灰尘；用米尺测量能见度传感器中心点距地是否为2.8米；调整完成后，通过“台站地面综合观测业务采集软件”设置结束维护操作。

２故障分析处理

能见度仪的常见故障的检查流程图如图1所示

2.1滑动能见度无数据处理过程

故障原因：这种现象通常为数据缺失和数据差异过大。这里明显是数据缺失的问题。

2.1.1传感器排查

（1）查看是否有数据，若有数据但有人工观测差异大的情况下，则需清理能见度仪镜片灰尘或蜘蛛网等。

（2）无数据的情况下，首先确定是否有供电，再进行传感器的排查；将能见度传感器通讯端从HY1105采集器RS232-1端的插座上拔下，断开采集器内部能见度接线排左端4-6的接线，用测试线连接串口通道插头，再用9芯插头与有串口的笔记本电脑连接，打开串中调试助手软件，设置波特率为9600，数据位为7，点击打开按钮，输入大写“OPEN”命令，发送后观察温度传感器数据是否正常，通常温度传感器传送数据应为正常。此命令的目的是为了进入能见度传感器的命令模式，只有进入了传感器命令模式才能向传感器发出命令，否则传感器不予理睬。输入大写“AMES060”命令，此命令的目的是为了向能见度传感器发出输出数据的命令，这个命令要求DQN1/V35能见度传感器，每60秒自动由串行中向外输出一组以信息0格式的数据。输入大写“CLOSE”命令，此命令的目的是为了退出能见度传感器的命令模式，只有退出了传感器命令模式，传感器才能够正常工作，否则传感器可能工作不正常。通过串中调试助手软件检测是否收到温度数据，观察数据是否正常。

2.1.2通道线路排查

断开能见度传感器电源，特别是全部断开采集器内部能见度接线排右端1-7端的所有接线，断开能见度传感器插头，选择大头针工具，将大头针分别插入传感器插头1、2、4、5、6、7、8、9、10孔，将万用表表挡调至蜂鸣档位，将红表笔接4号插头，黑表笔依次插入5-10号插头，观察万用表是否有蜂鸣响，如有短路则说明正常。若无则需更换故障线缆。分别将主机能见度接线排1-2、3-4、4-5端短路，分别测量能见度插头5-6、7-1、1-2端是否短路，若均正常，说明能见度线缆正常，重新恢复原接线后，能见度传感器仍不正常，说明能见度传感器故障，应返厂修理。

2.1.3串口服务器线缆排查

断开采集器内部能见度接线排右端8-10根接线，再断开串口服务器的接线。用曲别针使能见度接线排8-9端短路，用万用表蜂鸣档位，将红表笔接串口服务器RX插头，黑表笔接串口服务器TX插头，观察是否有短路，若有短路则说明正常；再用曲别针使9-10端短路，用万用表蜂鸣档位，将红表笔接串口服务器GND插头，黑表笔接串口服务器RX插头，观察是否有短路，若有短路则说明正常，若无则说明线缆故障，需更换线缆。

图1能见度仪常见故障的检查流程图

3结论

常规维护和故障处理是台站测报人员的主要职责之一，是保证仪器正常工作的重要手段，也是一项确保设备正常运行的预防工作，做好设备的常规维护工作，及时处理可能出现的各种隐患，改善设备的运行条件，就能防患于未然，避免不应有的损失。本文通过对前向散射能见度仪的故障处理分析，为前向散射能见度仪故障的判断、处理提供了相应的技术方法，可大大缩短相同故障的排除时间，找出故障的主要原因。使业务技术人员更好地掌握其原理、性能，确保能见度仪正常运行，全面提高维护技术人员水平。

参考文献：

［1］地面气象观测规范［M］.北京:气象出版社，2003

［2］阿坝州县级综合业务岗位培训教材

作者简介：

王全兰(1980-)，女，藏族，四川省小金县人，本科学历，大气探测工程师，从事综合气象观测工作。