LT31大氣透射儀的維護(hù)和校準(zhǔn)

田秋萍

【摘 要】LT31透射儀集成了一個前散射儀，用于對透射儀進(jìn)行自動校準(zhǔn)。利用前散射儀在高能見度下的測量數(shù)值，不斷對透射儀進(jìn)行校準(zhǔn)使得透射儀測量保持良好狀態(tài)。為此，本文詳細(xì)的介紹了LT31 透射儀進(jìn)行自動校準(zhǔn)時所需滿足的條件，以及如何人工校準(zhǔn)LT31大氣透射儀和PWD前散儀。

【關(guān)鍵詞】LT31大氣透射儀；PWD前散射儀；人工校準(zhǔn)

【Abstract】A forward scatter sensor is an integral part of the LT31 system.It is used to fully calibrate the transmittance measurement automatically.Using the measured values by forward scatter when the visibility is high，the transmissometer is constantly calibrated so that it can be kept in good condition.In this article，the LT31 auto-calibration situation and the steps of LT31 and PWD manual calibration are introduced in detail.

【Key words】LT31；PWD；Manual calibration

0 引言

傳統(tǒng)透射儀的校準(zhǔn)基于人眼觀察，而Vaisala LT31透射儀在正常情況下可不需要人工校準(zhǔn)。使用前散射儀來校準(zhǔn)透射儀是因?yàn)榍吧⑸鋬x具有這樣的優(yōu)點(diǎn)：高能見度條件下，前散射儀在測量原理上沒有精度限制；此外，窗口污染對于前散射儀測量精度只有微小的影響。利用前散射儀在高能見度下的測量數(shù)值，不斷對透射儀進(jìn)行校準(zhǔn)使得透射儀測量保持良好狀態(tài)。雖然LT31自身已經(jīng)能夠自動校準(zhǔn)，但是仍然需要對集成在LT31上的PWD前散射儀校準(zhǔn)，必須保證用來做校準(zhǔn)的源頭數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。此外，當(dāng)自動校準(zhǔn)條件不滿足的情況下，如果LT31所報的數(shù)值與實(shí)際相差較大，那么此時就必須對LT31進(jìn)行人工校準(zhǔn)。

1 LT31自動校準(zhǔn)所需滿足的要求

LT31能見度的校準(zhǔn)是獲取能見度數(shù)值過程中一項重要的工作。當(dāng)滿足如下條件時，系統(tǒng)才用PWD前散射儀的測量數(shù)值進(jìn)行LT31 透射儀的自動校準(zhǔn)。

1）前散射儀探測到能見度讀數(shù)高于自動校準(zhǔn)閾值以上時，通常為5公里。

2）大氣狀態(tài)是均質(zhì)的，在過去一段時間內(nèi)能見度讀數(shù)的偏差低于一定閾值。

3）無降水。

4）在透射儀和前散射儀中沒有硬件失效。

集成了PWD前散射儀的LT31透射儀系統(tǒng)能夠在安裝現(xiàn)場進(jìn)行自動校準(zhǔn)。不論何時，當(dāng)系統(tǒng)探測到自動校正狀態(tài)，透光率測量參數(shù)將重新校準(zhǔn)。自動校準(zhǔn)能補(bǔ)償所有由于窗口污染造成的中期和長期漂移，以及不完美的校直。

2 PWD的校準(zhǔn)

2.1 PWD校準(zhǔn)條件

1）當(dāng)對PWD進(jìn)行能見度校準(zhǔn)時，首先能見度必須大于500m，在大雨或強(qiáng)日光下不建議進(jìn)行校準(zhǔn)。

2）當(dāng)在降水情況下使用校準(zhǔn)時，誤差將與雨滴覆蓋的散射板的面積成正比，確保雨滴覆蓋的散射板的面積和整個面積相比可以忽略不計。

3）照在校準(zhǔn)儀上的強(qiáng)日光會提高散射測量中的噪聲，并使CHEC命令輸出穩(wěn)定性差。如果需要在強(qiáng)日光下進(jìn)行校準(zhǔn)，建議旋轉(zhuǎn)橫桿，使在校準(zhǔn)儀板上的日光強(qiáng)度最低（使板與光線平行）。

4）在校準(zhǔn)前先清潔鏡面，同時檢查散射片是否被污染，如有污染則需清潔。

2.2 PWD校準(zhǔn)步驟[1]

1）使用在LT31發(fā)射機(jī)一側(cè)用超級終端連接PWD。

2）open 0 （open 空格 0 后回車）。

3）將小擋板放置在接收頭或發(fā)射頭內(nèi)阻擋光路，等候30秒；

4）給出ZERO命令，等待至少2分鐘。輸出顯示為：OK。

否則，可能硬件有故障，檢查接頭。

5）移開擋板，按ESC鍵終止ZERO命令。

6）將兩片散射片分別固定在發(fā)射頭和接收頭上，不要裝錯。注意散射片上標(biāo)注的信號值。

7）自身遠(yuǎn)離光路，保持光路沒有障礙物，等候30秒。

8）給出CHEC命令，一分鐘后讀取顯示的信號。

9）信號值必須與板上標(biāo)注的值接近。如果誤差小于5%，校準(zhǔn)是正確的。如果不是這樣，則繼續(xù)校準(zhǔn)程序。

10）按ESC鍵終止CHEC命令。

如果檢查結(jié)果與散射片誤差值大于±5%時，就需要進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時，將兩片散射片分別固定在發(fā)射頭和接收頭上，校準(zhǔn)步驟如下：

1）給出如下指令：

如：CAL 485 （散射片上的實(shí)際數(shù)值）

校準(zhǔn)器信號標(biāo)注在散射板的標(biāo)簽上，一般來說信號接近500Hz。PWD計算一個新的比例系數(shù)，并將它存儲在不易失存儲器中（EEPROM）。

2）鍵入CHEC，確認(rèn)新的比例系數(shù)應(yīng)該與校準(zhǔn)儀信號值相當(dāng)。如果新的比例系數(shù)與工廠校準(zhǔn)比例系數(shù)之間的差別超過20%，CAL命令將被忽略。檢查PWD和校準(zhǔn)儀是否有硬件或機(jī)械故障，并咨詢Vaisala。

3 人工校準(zhǔn)LT31

3.1 在外場對LT31進(jìn)行校準(zhǔn)[2]

1）使用超級終端連接LT31大氣透射儀。

2）open 1（open空格 1之后回車）。

3）進(jìn)入0>輸入menu（回車）

選擇 G，進(jìn)入PWD sensor 選項，選擇A執(zhí)行clean command，選擇A之前需清潔PWD。當(dāng)出現(xiàn)交互式對話時，按照實(shí)際情況回答yes/no，并回車。

4）按ESC鍵，回到menu。（若回到了0>，再次輸入menu，回車即可）

5）選擇D，進(jìn)入Calibration選項，選擇A（年維護(hù)）或者B，出現(xiàn)交互式對話時，按照實(shí)際情況回答yes/no，并回車。等到PWD測量完成（100%），選擇能見度數(shù)值參考時選擇A（PWD Sensor Visibility ）。出現(xiàn)交互式對話時，按照實(shí)際情況回答yes/no，并回車。

6）校準(zhǔn)完成后，按ESC鍵兩次以上，回到0>，輸入close并回車。

注：0>表示現(xiàn)在是level 0 普通用戶的權(quán)限下。1>表示現(xiàn)在是level 1 高級用戶的權(quán)限下。

3.2 遠(yuǎn)程校準(zhǔn)LT31

有時我們需要用到監(jiān)控終端進(jìn)行LT31遠(yuǎn)程校準(zhǔn)，下面介紹遠(yuǎn)程校準(zhǔn)步驟：

1）在maintenance終端，打開遠(yuǎn)程維護(hù)軟件（Sensor Terminal），選擇并連接需要校準(zhǔn)的LT31。

2）Open 1（open空格 1之后回車）

3）進(jìn)入0> level 1 （輸入后回車）

4）Password：LT31 （輸入后回車，注：LT大寫）

5）進(jìn)入1>calibrate visibility （輸入后回車，默認(rèn)以PWD前散射儀測量的能見度數(shù)值校準(zhǔn)）

6）或者1>calibrate visibility 15000 （輸入后回車，依據(jù)人工觀測的能見度實(shí)際數(shù)值校準(zhǔn)）

7）校準(zhǔn)完成后，1>level 0（輸入后回車）

8）0>close （輸入后回車）

9）在Sensor Terminal斷開與LT31的連接。

注：5和6步只需選擇一種校準(zhǔn)方式校準(zhǔn)即可。

4 結(jié)束語

在LT31的日常維護(hù)和校準(zhǔn)的過程中，通常需要做的就是清潔LT31和PWD鏡面， 校準(zhǔn)可以利用LT31的自動校準(zhǔn)功能。有時會遇到，LT31所報能見度值與實(shí)際情況相差很多的情況，這時，可以依據(jù)人工觀測的能見度值遠(yuǎn)程校準(zhǔn)LT31，使得LT31的測量值更加準(zhǔn)確。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Vaisala Oyj.Vaisala Present Weather Detector PWD22/52 USERS GUIDE[M].2010：85-86.

[2]Vaisala Oyj.Vaisala Transmissometer LT31 USERS GUIDE[M].2010：223-230.

[責(zé)任編輯：田吉捷]