能見度傳感器清潔維護的時機選擇與注意事項

摘要 對能見度傳感器測量原理和相關數據進行分析，提出了能見度傳感器清潔維護時機選擇的原則，并介紹了清潔維護中的注意事項，以期為氣象工作者維護能見度傳感器提供參考。

關鍵詞 能見度傳感器；清潔維護；時機選擇；注意事項

中圖分類號 P415.3+3 文獻標識碼 B 文章編號 1007-5739（2017）14-0244-01

新型自動氣象站已在全國氣象臺站投入業務化運行，在設備穩定性、數據可用性等方面，都較原有自動氣象站有了明顯提升。其中，能見度傳感器的引入，減少了業務人員的工作量，提高了能見度觀測數據的可靠性和時間分辨率。如何及時有效地對能見度傳感器進行清潔維護是儀器正常運行的必要保障。

1 維護時機的選擇

1.1 日期選擇

前向散射能見度傳感器通過測量散射光接收量計算實際能見度[1]，由其測量原理可知，能見度鏡頭污染越嚴重，接收到的散射光越弱，表明大氣的透明度越好。因此，對前向散射能見度傳感器進行清潔維護后，勢必會造成能見度測量值下降，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對能見度傳感器進行了斷電清潔維護。從圖1可以看出，對前向散射能見度傳感器清潔維護后，能見度明顯下降。

為了保證觀測記錄的連續性，避免清潔維護對記錄造成影響。例如，維護前能見度8.0 km，根據視程障礙綜合判斷原則，沒有視程障礙現象，維護期間能見度沒有顯著變化，但因維護能見度降至6.0 km，經綜合判斷后出現視程障礙現象。因此，建議選擇能見度較好、天氣情況較為穩定的日期進行清潔維護。

1.2 一天中時間的選擇

因為地面氣象觀測月報表中有日最小能見度這一數據，為了避免對該數據造成影響，應當避開一天之中能見度最小的時間進行清潔維護。

為此，本文分析了54836站2015年4月的能見度逐小時數據，該月未對前向散射能見度傳感器進行清潔維護，避免了人為因素的影響。同時，為了客觀分析能見度數據的日變化，避免不同日期之間能見度差異對日變化規律的影響權重不同，采取加權平均法，即將每日的能見度數據進行處理，將該日逐小時能見度中的最大值按100%計算，其余各小時的能見度值換算為最大值的百分比。對處理后的逐日數據再進行全月平均，得出結果見圖2。可以看出，能見度日最小值一般出現在5：00—8：00，能見度日最大值出現在14：00—16：00。

為了進一步驗證該算法的正確性，分析了54836站2014—2016年3年的逐日最小能見度出現時間，統計至小時區間，經分析后的結果見圖3。可以看出，最小能見度出現在6：00—9：00的幾率最大，出現在14：00—15：00的幾率最小，與逐小時能見度值的分布情況基本一致。因此，建議在午后進行能見度傳感器清潔維護。

1.3 具體時間的選擇

現行業務軟件中使用的能見度包括1 min能見度、10 min平均能見度和視程障礙現象綜合判斷中使用的滑動能見度[2]，正點地面觀測所形成的長Z文件中的現在天氣編碼取正點前15 min，為了避免能見度傳感器的清潔維護對正點觀測數據造成影響，查閱了54836站2015年5月15日8：14—8：40的能見度數據。

54836站于8：15在“臺站地面綜合觀測業務軟件_采集”軟件中對能見度傳感器執行了維護操作，各數據開始置（下轉第248頁）

為“-”，同時在觀測場將能見度傳感器斷電，進行了清潔維護，并于8：21接通電源，8：25在“臺站地面綜合觀測業務軟件_采集”軟件中結束了能見度傳感器的維護操作。各項能見度數據見表1。可以看出，8：22能見度傳感器通電后正常工作，可以輸出1 min能見度值，但當時軟件中尚未結束維護狀態，數據仍為“-”，8：26后軟件可以正常獲取1 min能見度數據，但直到8：31，軟件才讀取到10 min平均能見度數據，即傳感器正常工作滿10 min才能夠正確計算10 min平均能見度。視程障礙現象綜合判斷所使用的滑動能見度，是在10 min平均能見度的基礎上，再進行了1次10 min平均，至8：40才有正常數據。

為了保證長Z文件中的天氣現象編碼記錄正確，應保證8：46的滑動能見度值正常獲取，能見度傳感器至少應在8：28以前正常工作。建議能見度傳感器的清潔維護具體時間為正點后立即開始，并盡快完成，最遲應在8：28以前完成并通電工作。

2 維護注意事項

2.1 維護前軟件中的操作

為了避免能見度傳感器清潔維護期間產生的異常記錄對觀測數據文件造成影響，應提前在“臺站地面綜合觀測業務軟件_采集”軟件中將能見度傳感器置為維護狀態，處于維護狀態時，軟件自動將能見度數據置為“-”，不會產生異常觀測記錄。

2.2 斷電操作

能見度傳感器在運行中，發射端鏡頭沿鏡筒方向連續發射激光光束，長時間連續直射眼睛會損傷眼睛[3]。同時，為了避免清潔維護時產生異常觀測數據，在清潔維護能見度傳感器前應進行斷電操作，應注意同時關閉交流電開關和蓄電池電源。

2.3 清潔注意事項

能見度傳感器鏡頭為精密儀器，為避免清潔維護對鏡頭造成的損傷，應先用清水沖洗鏡頭，除去表面沙塵，然后用異丙醇潤濕無絨軟布，擦拭鏡頭，并確保護罩和鏡頭沒有冷凝水、積雪或積冰[4]。清潔完鏡頭后再擦去護罩內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完再通電運行，并在“臺站地面綜合觀測業務軟件_采集”軟件中結束能見度傳感器的維護狀態。清潔維護結束后需注意檢查相關數據，確保傳感器恢復正常工作狀態。

3 結語

通過分析能見度傳感器的原理，計算統計相關觀測數據，總結歸納了能見度傳感器清潔維護時機選擇的基本原則，并簡要介紹了清潔維護的注意事項，可供全國氣象臺站業務人員參考借鑒。

4 參考文獻

[1] 柳紅.前向散射能見度儀工作原理及維修維護[J].現代農業科技，2016（9）：213-214.

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

[3] 宋樹禮，湯玲.PWD20型能見度儀的構造、原理和日常維護[J].現代農業科技，2010（2）：305.

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