能见度传感器清洁维护的时机选择与注意事项

摘要 对能见度传感器测量原理和相关数据进行分析，提出了能见度传感器清洁维护时机选择的原则，并介绍了清洁维护中的注意事项，以期为气象工作者维护能见度传感器提供参考。

关键词 能见度传感器；清洁维护；时机选择；注意事项

中图分类号 P415.3+3 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2017）14-0244-01

新型自动气象站已在全国气象台站投入业务化运行，在设备稳定性、数据可用性等方面，都较原有自动气象站有了明显提升。其中，能见度传感器的引入，减少了业务人员的工作量，提高了能见度观测数据的可靠性和时间分辨率。如何及时有效地对能见度传感器进行清洁维护是仪器正常运行的必要保障。

1 维护时机的选择

1.1 日期选择

前向散射能见度传感器通过测量散射光接收量计算实际能见度[1]，由其测量原理可知，能见度镜头污染越严重，接收到的散射光越弱，表明大气的透明度越好。因此，对前向散射能见度传感器进行清洁维护后，势必会造成能见度测量值下降，下降的程度取决于镜头污染的程度。

54836站于2015年5月15日8：15—8：20对能见度传感器进行了断电清洁维护。从图1可以看出，对前向散射能见度传感器清洁维护后，能见度明显下降。

为了保证观测记录的连续性，避免清洁维护对记录造成影响。例如，维护前能见度8.0 km，根据视程障碍综合判断原则，没有视程障碍现象，维护期间能见度没有显著变化，但因维护能见度降至6.0 km，经综合判断后出现视程障碍现象。因此，建议选择能见度较好、天气情况较为稳定的日期进行清洁维护。

1.2 一天中时间的选择

因为地面气象观测月报表中有日最小能见度这一数据，为了避免对该数据造成影响，应当避开一天之中能见度最小的时间进行清洁维护。

为此，本文分析了54836站2015年4月的能见度逐小时数据，该月未对前向散射能见度传感器进行清洁维护，避免了人为因素的影响。同时，为了客观分析能见度数据的日变化，避免不同日期之间能见度差异对日变化规律的影响权重不同，采取加权平均法，即将每日的能见度数据进行处理，将该日逐小时能见度中的最大值按100%计算，其余各小时的能见度值换算为最大值的百分比。对处理后的逐日数据再进行全月平均，得出结果见图2。可以看出，能见度日最小值一般出现在5：00—8：00，能见度日最大值出现在14：00—16：00。

为了进一步验证该算法的正确性，分析了54836站2014—2016年3年的逐日最小能见度出现时间，统计至小时区间，经分析后的结果见图3。可以看出，最小能见度出现在6：00—9：00的几率最大，出现在14：00—15：00的几率最小，与逐小时能见度值的分布情况基本一致。因此，建议在午后进行能见度传感器清洁维护。

1.3 具体时间的选择

现行业务软件中使用的能见度包括1 min能见度、10 min平均能见度和视程障碍现象综合判断中使用的滑动能见度[2]，正点地面观测所形成的长Z文件中的现在天气编码取正点前15 min，为了避免能见度传感器的清洁维护对正点观测数据造成影响，查阅了54836站2015年5月15日8：14—8：40的能见度数据。

54836站于8：15在“台站地面综合观测业务软件_采集”软件中对能见度传感器执行了维护操作，各数据开始置（下转第248页）

为“-”，同時在观测场将能见度传感器断电，进行了清洁维护，并于8：21接通电源，8：25在“台站地面综合观测业务软件_采集”软件中结束了能见度传感器的维护操作。各项能见度数据见表1。可以看出，8：22能见度传感器通电后正常工作，可以输出1 min能见度值，但当时软件中尚未结束维护状态，数据仍为“-”，8：26后软件可以正常获取1 min能见度数据，但直到8：31，软件才读取到10 min平均能见度数据，即传感器正常工作满10 min才能够正确计算10 min平均能见度。视程障碍现象综合判断所使用的滑动能见度，是在10 min平均能见度的基础上，再进行了1次10 min平均，至8：40才有正常数据。

为了保证长Z文件中的天气现象编码记录正确，应保证8：46的滑动能见度值正常获取，能见度传感器至少应在8：28以前正常工作。建议能见度传感器的清洁维护具体时间为正点后立即开始，并尽快完成，最迟应在8：28以前完成并通电工作。

2 维护注意事项

2.1 维护前软件中的操作

为了避免能见度传感器清洁维护期间产生的异常记录对观测数据文件造成影响，应提前在“台站地面综合观测业务软件_采集”软件中将能见度传感器置为维护状态，处于维护状态时，软件自动将能见度数据置为“-”，不会产生异常观测记录。

2.2 断电操作

能见度传感器在运行中，发射端镜头沿镜筒方向连续发射激光光束，长时间连续直射眼睛会损伤眼睛[3]。同时，为了避免清洁维护时产生异常观测数据，在清洁维护能见度传感器前应进行断电操作，应注意同时关闭交流电开关和蓄电池电源。

2.3 清洁注意事项

能见度传感器镜头为精密仪器，为避免清洁维护对镜头造成的损伤，应先用清水冲洗镜头，除去表面沙尘，然后用异丙醇润湿无绒软布，擦拭镜头，并确保护罩和镜头没有冷凝水、积雪或积冰[4]。清洁完镜头后再擦去护罩内表面和外表面的灰尘。清洁完成后需等待约5 min，镜头表面清洁剂挥发完再通电运行，并在“台站地面综合观测业务软件_采集”软件中结束能见度传感器的维护状态。清洁维护结束后需注意检查相关数据，确保传感器恢复正常工作状态。

3 结语

通过分析能见度传感器的原理，计算统计相关观测数据，总结归纳了能见度传感器清洁维护时机选择的基本原则，并简要介绍了清洁维护的注意事项，可供全国气象台站业务人员参考借鉴。

4 参考文献

[1] 柳红.前向散射能见度仪工作原理及维修维护[J].现代农业科技，2016（9）：213-214.

[2] 干兆江，宋中玲，张桂琴.视程障碍现象自动判断方法分析[J].山东气象，2014（4）：84-87.

[3] 宋树礼，汤玲.PWD20型能见度仪的构造、原理和日常维护[J].现代农业科技，2010（2）：305.

[4] 宋中玲，张静，潘艳秋.前向散射能见度仪的日常维护及常见故障处理[J].气象水文海洋仪器，2016（3）：109-113.endprint