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1日照定义
日照是指太阳在某地实际照射的时数，是地面气象台站观测的基本项目。日照时数定义为在一给定时间，太阳直接辐照度达到或者超过120W/m?的各段时间总和。可用日照传感器或太阳直接辐射表等设备进行测量。
目前我省所采用的DFC2光电式数字日照计，它集成由电源、通信、结构安装组件等部分构成。
2 DFC2型光电式数字日照计组成
DFC2型光电式数字日照计大体分为三个部分构成：
①HYSD-1型光电式数字日照传感器；②供电系统；③安装支架
HYSD-1型光电式数字日照传感器是基于总辐射-散射辐射测量原理、无需机械转动的高精度数字化光电式日照观测设备。该传感器有功耗低、观测精度高、方便安装等特点。光筒内部核心感应部件是三个光电感应器件，其中1个光电感应器件用于测量总辐射，另外2个光电感应器件用于测量散射辐射，其遮光罩采用特殊的全分天空方式，使二者不能同时暴露于阳光下。
该日照传感器通过独立挂接在串口服务器上，以RS-232通信方式输出。
供电系统：采用12/38AHr的铅酸免维护电池进行供电，外部220v交流市电对蓄电池充电，可工作时间＞10天（不含加热）。
安装支架用于固定传感器和供电想，其中固定传感器的支架和底盘带有维度调节、南北方向刻线和水平调节装置。
3光电式数字日照传感器
HYSD-1光电式数字日照传感器是集数据采集、数据处理、数据存储、通信传输为一体的数字化、只能化日照传感器。光筒内部核心感应不见是三个光电感应期间、光筒底部安装数据采集处理单元电路板，输出数字信号，并自带1w和10w加热器，在温度较低时，可自动启动加热。光筒顶部装有干燥机，防止水汽凝结。日照传感器内部具有64Mbit Flasf存储，可以存储六个月的分钟数据。
4电源
DFC2型光电式日照计电源系统是通过交流市电供电方式工作。其中电源供电部件包含了空开、直流电源和免维护蓄电池。
交流市电接入电源机箱是先经过空开。直流13.8v/2A的电源，实现交流220v交流市电到直流电的转换，为日照传感器供电并给蓄电池充电。
DFC2 光电式数字日照计防雷系统由交流防雷模块、防雷板组成。 交流防雷模块与空气开关并联连接，防止电源线引雷对系统造成损坏。防雷板是日照传感器信号、供电的主要防雷部件。日照传感器信号线缆进入机箱后先经过防雷板， 其中的电源线接入供电系统；通信线再次经过防雷板后，由带有屏蔽层的通信线接入硬件综合集成控制器。DFC2型光电式数字日照计接线图如下：
线序说明：
白色：模拟信号输出（有日照时输出1、无日照是输出0）
黄色：RS232发送数据TxD
蓝色：RS232接收数据RxD
绿色：RS232信号地GND
棕色：加热电源正极（VCC,11-13V）
红色：工作电源正极（VCC,9-15V）
黑色：电源负极（GND）
5常见问题分析
目前通过已有的维修经验把DFC2型光电式数字日照计的故障大概分成3大类。1、在ISOS软件中没有日照数据2、光筒石英玻璃罩长时间凝结3、时钟错误、
5.1无数据输出
（1）在观测软件ISOS中，找到设备管理下的维护终端发送"READDATA"命令（需要大写），此时能得到改设备的分钟观测数据，通过观察观测数据和设备状态来判断是否正常，若没有相应的数据返回，则需要到观测场检查。
（2）在观测场首先检查12针的航空插头是不是接触不良。如果数据时有时无，则可能是航空插头松动的问题
（3）检查供电，用万用表检查电源机箱是否供电正常，是否出现交流电供电异常，长时间使用蓄电池，使其放空。
先测量红色与黑色线连接的端子电压是否正常（直流9-15v）若电压为0，则可能保险丝已经熔断，或者电源控制器经刀片直流开关到接线端子的接线松动断开，逐级检查；如果通过万用表检查出电压过低，则导致蓄电池电量不能达到标准，不足以供传感器正常工作，此时就需要检查空气开关是否跳闸，长时间没有市电供电，或者铅酸蓄电池自身出现了问题。
（4）通讯线出现问题，检查传感器RS-232通信线（黄、蓝、绿）到供电防雷接线板、通信转换、防雷接线板至输出通信线至串口服务器或业务终端计算机是否连接正常。如果是串口服务器出现问题，则可更换一个端口，相应的就需要在观测软件中把日照对应的串口更改。
5.2玻璃罩长时间结霜或起雾
（1）每日巡视观测场需检查玻璃罩是否清洁，如有灰尘等应及时用软布将光筒擦拭干净。
（2）自动加热功能关闭，通过维护终端发送命令"HEATCTRL"查看是否禁用自动加热功能，若返回值为"<0,6>"则未开启，此时需要发送"HEATCTRL,1,6"命令来打开自动加热功能。如果传感器的自动加热功能已经开启，但是在工作几分钟后，仍旧没有除霜除雾，此时就要用万用表检查供电电压了。
（3）用万用表棕色与黑色线相连接的端子，查看电压在12V左右，若低于该值则数字日照传感器自动停止加热，若电压正常，可能电路内部温度鉴定异常或加热控制元件故障，此时则应联系更换传感器。
5.3时钟走偏
DFC2型光电式数字日照计时钟精度误差≤2秒/月，若时钟偏差较大，可用DATETIME命令重新设置当前时间。
5.4地方时错误
DFC2型光电式数字日照传感器的地方时根据北京时间和精度自动计算。用LONG命令查看HYSD-1型光电式数字日照传感器的精度信息是否为当地台站精度信息，若发现设置错误，则需发送LONG,XXX,XX,XX"命令进行设置。
6结语
为了更快的实现各项气象观测项目的自动化测量，并且稳步推进观测技术水平和能力的提高，通信技术和传感技术一直在不断研究和发展，人工观测正在慢慢的被自动观测所取代，要建立一套功能齐全的观测网络设备系统，来满足日益增长的各项气象服务的需求，还需要经历一个艰难而复杂的转型过程。目前，我国地面观测业务已转变为新型自动气象站为主的自动观测业务系统，在这一初期，各种故障和问题的出现比较集中，这也要求装备维修人员要掌握好新的设备的各项性能指标，对于一些常见的故障问题和技术性解决措施要有更快更准的分析判断，以达到保障自动站的正常运行。
参考文献：
[1]黄思源，刘钧. 新型自动气象站观测业务规定
[2]中国气象局气象探测中心编著. 新型自动气象站是用手册
论文作者:1李想,2 李佳帅
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/22
标签：日照论文; 传感器论文; 光电论文; 防雷论文; 数字论文; 电源论文; 市电论文; 《中国西部科技》2019年第4期论文;