摘 要：本文主要從酒泉國家基準氣候站使用自動能見度觀測儀的實際情況出發(fā)，闡述自動能見度觀測儀結(jié)構(gòu)及工作原理，注重自動能見度觀測儀常見運行故障分析處理，并給出了幾點自動能見度觀測儀維護建議，以供相關(guān)部門參考借鑒。

關(guān)鍵詞：能見度；自動觀測儀；運行故障；分析處理

能見度能夠較好表征大氣透明度，大氣中懸浮顆粒物越多，空氣越渾濁，說明能見度越差。能見度好壞可以直接反映一個地區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量。低能見度天氣會對人們生產(chǎn)生活及工作產(chǎn)生不同程度影響，尤其對航空飛行、交通運輸?shù)仍斐捎绊懜?，會嚴重威脅人們生命財產(chǎn)安全。酒泉國家基準氣候站自使用自動能見度觀測儀后，提高了能見度觀測數(shù)據(jù)準確性和密度，為改善大氣環(huán)境質(zhì)量提供為更為有效指導依據(jù)。但儀器在長期運行中也會出現(xiàn)故障問題，影響觀測質(zhì)量。為此本文結(jié)合自動能見度觀測儀結(jié)構(gòu)及工作原理，對常見運行故障分析處理，并給出能見度儀維護建議，以減少故障發(fā)生幾率，提升能見度觀測數(shù)據(jù)有效性。

一、自動能見度觀測儀結(jié)構(gòu)及工作原理

自動能見度觀測儀主要結(jié)合氣溶膠前向散射原理設(shè)計，憑借小體積空氣對光散射系數(shù)測量，獲得采樣氣體消光系數(shù)，得出氣象光學能見度。能見度儀結(jié)構(gòu)可靠性較高，功耗低、使用方便，主要由硬件及軟件構(gòu)成，硬件主要由采集器、發(fā)射接收端及外圍設(shè)備三部分構(gòu)成，軟件系統(tǒng)主要涵蓋采集系統(tǒng)以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

自動能見度觀測儀由一個微處理器控制前向散射式測量設(shè)備作為光學傳感器，其能夠?qū)?0～50000 m大氣能見度做出連續(xù)監(jiān)測。發(fā)射器的光源主要為紅外LED，通過脈沖調(diào)制后向采樣空間照射，采樣空間內(nèi)大氣粒子對光形成散射，處在發(fā)射器及接收器同平面上固定的散射角θ（33°）散射光束向光電探測器上，通過放大及模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，由 CPU憑借專門算法轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈱W能見度數(shù)據(jù)。

二、自動能見度觀測儀運行故障分析處理

自動能見度觀測儀在運行中常發(fā)生數(shù)據(jù)異常問題，發(fā)生此類狀況不但包括硬件因素，同時也有軟件影響，但大部分是因為儀器故障產(chǎn)生。通常表現(xiàn)在外界環(huán)境及元件質(zhì)量兩方面影響。所以，應(yīng)該根據(jù)故障具體情況分析，隨后采取相應(yīng)處理方法。

1.數(shù)據(jù)缺測分析處理

數(shù)據(jù)缺測原因包括參數(shù)設(shè)定存在差錯；供電故障；通訊故障，線纜接線插頭松動，出現(xiàn)接觸不良狀況；主采集器故障。

故障處理方法：第一，查看參數(shù)。判斷業(yè)務(wù)軟件系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定是否異常，確定主采集器中是否運用了能見度傳感器?？梢暂斎隨ENST_V判斷，假如返回值是1，說明處于開啟狀態(tài)；0說明處于關(guān)閉狀態(tài)。第二，檢查供電情況。先查看市電是否處于斷開狀態(tài)，控制處理器以及采集器上的電源狀態(tài)指示燈是否處于亮的狀態(tài)，接著應(yīng)該查看線性電源輸出電壓是否為12 V。第三，檢查傳感器。首先對控制板（主板）的紅色電源指示燈進行檢查，查看其是否處于常亮狀態(tài)，接著查看采集板綠色狀態(tài)燈 D3是否常亮。檢測黃色狀態(tài)燈D4 亮2秒停3秒，紅色狀態(tài)燈D5每秒閃爍1次。若不符合上述情況，則需要對控制板以及采集板進行復位操作；斷電拔插收發(fā)線插，接著通電檢查燈是否處于正常閃爍情況。第四，檢查通訊系統(tǒng)。對全部的電纜連接及電纜接頭是否正確連接以及插牢查看。若上升四點均處于正常狀態(tài)，則判斷為主采集器故障，需要及時維修維護。

2.數(shù)據(jù)異常分析處理

（1）故障原因。一般來說，能見度觀測數(shù)據(jù)異常主要有以下幾個方面。①數(shù)據(jù)總是偏高，可能是透鏡被凝水或灰層污染，所以應(yīng)及時對透鏡清潔；傳感器受損或性能降低，需要換取新的傳感器；光路受到干擾，橫臂朝向不佳，應(yīng)找出最佳橫臂朝向；供電故障，應(yīng)該及時對供電設(shè)施維修維護；②數(shù)值保持不變狀態(tài)；鏡頭被強光源直射；鏡頭受遮擋物全部堵?。粋鞲衅鞴收?，需要及時對其分析排查維護；③數(shù)據(jù)存在起伏波動狀態(tài)；可能是因為傳感器接線接頭存在松動現(xiàn)象；鏡頭前存在遮擋物，采樣區(qū)附近有污染物干擾；亦或是傳感器連接線進水，要對這些問題一一排查。④數(shù)據(jù)始終處于偏低狀態(tài)；可能是鏡片有蜘蛛網(wǎng)、樹枝促使發(fā)射光物體增強，需要及時清潔處理；還有可能是傳感器故障，需要及時換新；被污染物干擾或供電故障，需要及時分析排查。

（2）錯誤數(shù)據(jù)處理。若因為視程障礙現(xiàn)象或別的因素而對能見度數(shù)據(jù)造成影響，但是能見度連續(xù)變化處于正常狀態(tài)時，則能見度數(shù)據(jù)依然以自動觀測為標準；若能見度儀器發(fā)生故障問題或造成數(shù)據(jù)異常情況，定時觀測時次可以采取人工補測，人工觀測值儲存到長Z文件CW段能見度以及VV段10分鐘平均能見度，別的VV段自動能見度數(shù)據(jù)需要做缺測處理；A文件采取人工觀測數(shù)據(jù)。非定時觀測時次的正點數(shù)據(jù)中全部能見度數(shù)據(jù)都需要按缺測處理。

（3）異常記錄處理。能見度觀測數(shù)據(jù)小時內(nèi)連續(xù)60分鐘不變，小時常規(guī)氣象要素數(shù)據(jù)文件（Z 文件）極值出現(xiàn)時間缺測。這是因為能見度傳感器質(zhì)控參數(shù)中“最小應(yīng)該變化率”設(shè)定不合理所產(chǎn)生的。最小變化率應(yīng)設(shè)置為 0.0，這樣時間缺測情況便不會出現(xiàn)。

三、自動能見度觀測儀維護建議

要想確保自動能見度觀測儀始終處于平穩(wěn)運行狀態(tài)以及觀測數(shù)據(jù)的高質(zhì)量，就需要經(jīng)常對自動能見度觀測儀進行維護，降低故障發(fā)生頻率，確保觀測數(shù)據(jù)的完整性和準確性。日常維護建議如下：1.觀測人員應(yīng)該加強學習，熟練掌握自動能見度觀測儀結(jié)構(gòu)以及工作原理、相關(guān)技術(shù)參數(shù)、供電方式等詳細情況，以便于維修維護；2.在值班過程中，在正點時刻前10分鐘需要及時檢查質(zhì)控與報警信息，要了解其含義及掌握原因和應(yīng)對措施；3.需要定期對供電設(shè)施檢查，同時還要及時對蓄電池開展充放電操作，確保蓄電池性能的良好性；4.每天應(yīng)該對儀器巡檢，尤其是自動能見度觀測儀的鏡頭以及光路區(qū)域要著重檢查，防止蜘蛛網(wǎng)及灰塵影響數(shù)據(jù)正常監(jiān)測，如果發(fā)現(xiàn)有灰塵、雜質(zhì)、蜘蛛網(wǎng)等，應(yīng)該及時清理干凈，還可以采取在支管架噴灑殺蟲劑等方法預(yù)防蜘蛛的出現(xiàn)，有效保護好自動能見度觀測儀鏡頭的潔凈性，但是需要注意的是不可以將殺蟲劑沾染到鏡頭上；5.在雷雨季節(jié)到來前需要及時對儀器防雷裝置檢查，要確保防雷設(shè)施的有效性和可用性；6.一般每隔兩個月便要對發(fā)射機及接收機的鏡頭及外罩清潔維護，可以結(jié)合儀器的環(huán)境對鏡頭的清潔周期合理規(guī)劃。在對透鏡進行清潔時，需要采用吹氣球、鏡頭水、鏡頭紙等專門的工具認真小心開展，要防止鏡頭受到損壞。7.觀測人員要定期對自動能見度觀測儀進行校準，通常每年最少需要校準兩次，避免儀器因為長期運行使性能下降，影響觀測數(shù)據(jù)準確性。

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作者簡介：曹麗娟（1983-），女，漢族，甘肅省定西人，本科學歷，工程師，從事氣象觀測工作。endprint