LT31大氣透射儀的維護和校準

田秋萍

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

【關鍵詞】LT31大氣透射儀；PWD前散射儀；人工校準

【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

傳統透射儀的校準基于人眼觀察，而Vaisala LT31透射儀在正常情況下可不需要人工校準。使用前散射儀來校準透射儀是因為前散射儀具有這樣的優點：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值，不斷對透射儀進行校準使得透射儀測量保持良好狀態。雖然LT31自身已經能夠自動校準，但是仍然需要對集成在LT31上的PWD前散射儀校準，必須保證用來做校準的源頭數據準確。此外，當自動校準條件不滿足的情況下，如果LT31所報的數值與實際相差較大，那么此時就必須對LT31進行人工校準。

1 LT31自動校準所需滿足的要求

LT31能見度的校準是獲取能見度數值過程中一項重要的工作。當滿足如下條件時，系統才用PWD前散射儀的測量數值進行LT31 透射儀的自動校準。

1）前散射儀探測到能見度讀數高于自動校準閾值以上時，通常為5公里。

2）大氣狀態是均質的，在過去一段時間內能見度讀數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透射儀系統能夠在安裝現場進行自動校準。不論何時，當系統探測到自動校正狀態，透光率測量參數將重新校準。自動校準能補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

2.1 PWD校準條件

1）當對PWD進行能見度校準時，首先能見度必須大于500m，在大雨或強日光下不建議進行校準。

2）當在降水情況下使用校準時，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）照在校準儀上的強日光會提高散射測量中的噪聲，并使CHEC命令輸出穩定性差。如果需要在強日光下進行校準，建議旋轉橫桿，使在校準儀板上的日光強度最低（使板與光線平行）。

4）在校準前先清潔鏡面，同時檢查散射片是否被污染，如有污染則需清潔。

2.2 PWD校準步驟[1]

1）使用在LT31發射機一側用超級終端連接PWD。

2）open 0 （open 空格 0 后回車）。

3）將小擋板放置在接收頭或發射頭內阻擋光路，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射頭和接收頭上，不要裝錯。注意散射片上標注的信號值。

7）自身遠離光路，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注的值接近。如果誤差小于5%，校準是正確的。如果不是這樣，則繼續校準程序。

10）按ESC鍵終止CHEC命令。

如果檢查結果與散射片誤差值大于±5%時，就需要進行校準，校準時，將兩片散射片分別固定在發射頭和接收頭上，校準步驟如下：

1）給出如下指令：

如：CAL 485 （散射片上的實際數值）

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

2）鍵入CHEC，確認新的比例系數應該與校準儀信號值相當。如果新的比例系數與工廠校準比例系數之間的差別超過20%，CAL命令將被忽略。檢查PWD和校準儀是否有硬件或機械故障，并咨詢Vaisala。

3 人工校準LT31

3.1 在外場對LT31進行校準[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）進入0>輸入menu（回車）

選擇 G，進入PWD sensor 選項，選擇A執行clean command，選擇A之前需清潔PWD。當出現交互式對話時，按照實際情況回答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，進入Calibration選項，選擇A（年維護）或者B，出現交互式對話時，按照實際情況回答yes/no，并回車。等到PWD測量完成（100%），選擇能見度數值參考時選擇A（PWD Sensor Visibility ）。出現交互式對話時，按照實際情況回答yes/no，并回車。

6）校準完成后，按ESC鍵兩次以上，回到0>，輸入close并回車。

注：0>表示現在是level 0 普通用戶的權限下。1>表示現在是level 1 高級用戶的權限下。

3.2 遠程校準LT31

有時我們需要用到監控終端進行LT31遠程校準，下面介紹遠程校準步驟：

1）在maintenance終端，打開遠程維護軟件（Sensor Terminal），選擇并連接需要校準的LT31。

2）Open 1（open空格 1之后回車）

3）進入0> level 1 （輸入后回車）

4）Password：LT31 （輸入后回車，注：LT大寫）

5）進入1>calibrate visibility （輸入后回車，默認以PWD前散射儀測量的能見度數值校準）

6）或者1>calibrate visibility 15000 （輸入后回車，依據人工觀測的能見度實際數值校準）

7）校準完成后，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方式校準即可。

4 結束語

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

【參考文獻】

[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.

[責任編輯：田吉捷]