能見(jiàn)度傳感器清潔維護(hù)的時(shí)機(jī)選擇與注意事項(xiàng)

摘要 對(duì)能見(jiàn)度傳感器測(cè)量原理和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出了能見(jiàn)度傳感器清潔維護(hù)時(shí)機(jī)選擇的原則，并介紹了清潔維護(hù)中的注意事項(xiàng)，以期為氣象工作者維護(hù)能見(jiàn)度傳感器提供參考。

關(guān)鍵詞 能見(jiàn)度傳感器；清潔維護(hù)；時(shí)機(jī)選擇；注意事項(xiàng)

中圖分類號(hào) P415.3+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1007-5739（2017）14-0244-01

新型自動(dòng)氣象站已在全國(guó)氣象臺(tái)站投入業(yè)務(wù)化運(yùn)行，在設(shè)備穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)可用性等方面，都較原有自動(dòng)氣象站有了明顯提升。其中，能見(jiàn)度傳感器的引入，減少了業(yè)務(wù)人員的工作量，提高了能見(jiàn)度觀測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和時(shí)間分辨率。如何及時(shí)有效地對(duì)能見(jiàn)度傳感器進(jìn)行清潔維護(hù)是儀器正常運(yùn)行的必要保障。

1 維護(hù)時(shí)機(jī)的選擇

1.1 日期選擇

前向散射能見(jiàn)度傳感器通過(guò)測(cè)量散射光接收量計(jì)算實(shí)際能見(jiàn)度[1]，由其測(cè)量原理可知，能見(jiàn)度鏡頭污染越嚴(yán)重，接收到的散射光越弱，表明大氣的透明度越好。因此，對(duì)前向散射能見(jiàn)度傳感器進(jìn)行清潔維護(hù)后，勢(shì)必會(huì)造成能見(jiàn)度測(cè)量值下降，下降的程度取決于鏡頭污染的程度。

54836站于2015年5月15日8：15—8：20對(duì)能見(jiàn)度傳感器進(jìn)行了斷電清潔維護(hù)。從圖1可以看出，對(duì)前向散射能見(jiàn)度傳感器清潔維護(hù)后，能見(jiàn)度明顯下降。

為了保證觀測(cè)記錄的連續(xù)性，避免清潔維護(hù)對(duì)記錄造成影響。例如，維護(hù)前能見(jiàn)度8.0 km，根據(jù)視程障礙綜合判斷原則，沒(méi)有視程障礙現(xiàn)象，維護(hù)期間能見(jiàn)度沒(méi)有顯著變化，但因維護(hù)能見(jiàn)度降至6.0 km，經(jīng)綜合判斷后出現(xiàn)視程障礙現(xiàn)象。因此，建議選擇能見(jiàn)度較好、天氣情況較為穩(wěn)定的日期進(jìn)行清潔維護(hù)。

1.2 一天中時(shí)間的選擇

因?yàn)榈孛鏆庀笥^測(cè)月報(bào)表中有日最小能見(jiàn)度這一數(shù)據(jù)，為了避免對(duì)該數(shù)據(jù)造成影響，應(yīng)當(dāng)避開一天之中能見(jiàn)度最小的時(shí)間進(jìn)行清潔維護(hù)。

為此，本文分析了54836站2015年4月的能見(jiàn)度逐小時(shí)數(shù)據(jù)，該月未對(duì)前向散射能見(jiàn)度傳感器進(jìn)行清潔維護(hù)，避免了人為因素的影響。同時(shí)，為了客觀分析能見(jiàn)度數(shù)據(jù)的日變化，避免不同日期之間能見(jiàn)度差異對(duì)日變化規(guī)律的影響權(quán)重不同，采取加權(quán)平均法，即將每日的能見(jiàn)度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將該日逐小時(shí)能見(jiàn)度中的最大值按100%計(jì)算，其余各小時(shí)的能見(jiàn)度值換算為最大值的百分比。對(duì)處理后的逐日數(shù)據(jù)再進(jìn)行全月平均，得出結(jié)果見(jiàn)圖2?？梢钥闯?，能見(jiàn)度日最小值一般出現(xiàn)在5：00—8：00，能見(jiàn)度日最大值出現(xiàn)在14：00—16：00。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證該算法的正確性，分析了54836站2014—2016年3年的逐日最小能見(jiàn)度出現(xiàn)時(shí)間，統(tǒng)計(jì)至小時(shí)區(qū)間，經(jīng)分析后的結(jié)果見(jiàn)圖3?？梢钥闯觯钚∧芤?jiàn)度出現(xiàn)在6：00—9：00的幾率最大，出現(xiàn)在14：00—15：00的幾率最小，與逐小時(shí)能見(jiàn)度值的分布情況基本一致。因此，建議在午后進(jìn)行能見(jiàn)度傳感器清潔維護(hù)。

1.3 具體時(shí)間的選擇

現(xiàn)行業(yè)務(wù)軟件中使用的能見(jiàn)度包括1 min能見(jiàn)度、10 min平均能見(jiàn)度和視程障礙現(xiàn)象綜合判斷中使用的滑動(dòng)能見(jiàn)度[2]，正點(diǎn)地面觀測(cè)所形成的長(zhǎng)Z文件中的現(xiàn)在天氣編碼取正點(diǎn)前15 min，為了避免能見(jiàn)度傳感器的清潔維護(hù)對(duì)正點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)造成影響，查閱了54836站2015年5月15日8：14—8：40的能見(jiàn)度數(shù)據(jù)。

54836站于8：15在“臺(tái)站地面綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件_采集”軟件中對(duì)能見(jiàn)度傳感器執(zhí)行了維護(hù)操作，各數(shù)據(jù)開始置（下轉(zhuǎn)第248頁(yè)）

為“-”，同時(shí)在觀測(cè)場(chǎng)將能見(jiàn)度傳感器斷電，進(jìn)行了清潔維護(hù)，并于8：21接通電源，8：25在“臺(tái)站地面綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件_采集”軟件中結(jié)束了能見(jiàn)度傳感器的維護(hù)操作。各項(xiàng)能見(jiàn)度數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。可以看出，8：22能見(jiàn)度傳感器通電后正常工作，可以輸出1 min能見(jiàn)度值，但當(dāng)時(shí)軟件中尚未結(jié)束維護(hù)狀態(tài)，數(shù)據(jù)仍為“-”，8：26后軟件可以正常獲取1 min能見(jiàn)度數(shù)據(jù)，但直到8：31，軟件才讀取到10 min平均能見(jiàn)度數(shù)據(jù)，即傳感器正常工作滿10 min才能夠正確計(jì)算10 min平均能見(jiàn)度。視程障礙現(xiàn)象綜合判斷所使用的滑動(dòng)能見(jiàn)度，是在10 min平均能見(jiàn)度的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行了1次10 min平均，至8：40才有正常數(shù)據(jù)。

為了保證長(zhǎng)Z文件中的天氣現(xiàn)象編碼記錄正確，應(yīng)保證8：46的滑動(dòng)能見(jiàn)度值正常獲取，能見(jiàn)度傳感器至少應(yīng)在8：28以前正常工作。建議能見(jiàn)度傳感器的清潔維護(hù)具體時(shí)間為正點(diǎn)后立即開始，并盡快完成，最遲應(yīng)在8：28以前完成并通電工作。

2 維護(hù)注意事項(xiàng)

2.1 維護(hù)前軟件中的操作

為了避免能見(jiàn)度傳感器清潔維護(hù)期間產(chǎn)生的異常記錄對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)文件造成影響，應(yīng)提前在“臺(tái)站地面綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件_采集”軟件中將能見(jiàn)度傳感器置為維護(hù)狀態(tài)，處于維護(hù)狀態(tài)時(shí)，軟件自動(dòng)將能見(jiàn)度數(shù)據(jù)置為“-”，不會(huì)產(chǎn)生異常觀測(cè)記錄。

2.2 斷電操作

能見(jiàn)度傳感器在運(yùn)行中，發(fā)射端鏡頭沿鏡筒方向連續(xù)發(fā)射激光光束，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)直射眼睛會(huì)損傷眼睛[3]。同時(shí)，為了避免清潔維護(hù)時(shí)產(chǎn)生異常觀測(cè)數(shù)據(jù)，在清潔維護(hù)能見(jiàn)度傳感器前應(yīng)進(jìn)行斷電操作，應(yīng)注意同時(shí)關(guān)閉交流電開關(guān)和蓄電池電源。

2.3 清潔注意事項(xiàng)

能見(jiàn)度傳感器鏡頭為精密儀器，為避免清潔維護(hù)對(duì)鏡頭造成的損傷，應(yīng)先用清水沖洗鏡頭，除去表面沙塵，然后用異丙醇潤(rùn)濕無(wú)絨軟布，擦拭鏡頭，并確保護(hù)罩和鏡頭沒(méi)有冷凝水、積雪或積冰[4]。清潔完鏡頭后再擦去護(hù)罩內(nèi)表面和外表面的灰塵。清潔完成后需等待約5 min，鏡頭表面清潔劑揮發(fā)完再通電運(yùn)行，并在“臺(tái)站地面綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件_采集”軟件中結(jié)束能見(jiàn)度傳感器的維護(hù)狀態(tài)。清潔維護(hù)結(jié)束后需注意檢查相關(guān)數(shù)據(jù)，確保傳感器恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析能見(jiàn)度傳感器的原理，計(jì)算統(tǒng)計(jì)相關(guān)觀測(cè)數(shù)據(jù)，總結(jié)歸納了能見(jiàn)度傳感器清潔維護(hù)時(shí)機(jī)選擇的基本原則，并簡(jiǎn)要介紹了清潔維護(hù)的注意事項(xiàng)，可供全國(guó)氣象臺(tái)站業(yè)務(wù)人員參考借鑒。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 柳紅.前向散射能見(jiàn)度儀工作原理及維修維護(hù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016（9）：213-214.

[2] 干兆江，宋中玲，張桂琴.視程障礙現(xiàn)象自動(dòng)判斷方法分析[J].山東氣象，2014（4）：84-87.

[3] 宋樹禮，湯玲.PWD20型能見(jiàn)度儀的構(gòu)造、原理和日常維護(hù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（2）：305.

[4] 宋中玲，張靜，潘艷秋.前向散射能見(jiàn)度儀的日常維護(hù)及常見(jiàn)故障處理[J].氣象水文海洋儀器，2016（3）：109-113.endprint