（1香格里拉区域大气本底站，云南迪庆 674499；2迪庆州气象局，云南迪庆 674499）
摘要：介绍基于兰利（Langley）法通过直接测量太阳分光辐射获取气溶胶光学厚度的在线观测系统CE318太阳光度计在日常运行中出现的故障情况，分析和说明故障出现原因，并给出处理方法。为正在使用或将要使用此设备的台站人员提高对仪器的使用、维护和检修能力，也为提高仪器运行的稳定性和数据的可用率提供可靠的保障。
关键词：CE318太阳光度计，故障，处理方法
引言
大气气溶胶光学厚度的测量可反映气溶胶粒子对太阳辐射的削弱作用。CE318型太阳光度计，是法国CIMEL公司制造的一种自动跟踪扫描太阳辐射计。该仪器在可见近红外波段有8个光谱通道，它不仅能自动跟踪太阳测量太阳直接辐射，而且还能进行太阳等高度角天空扫描、太阳主平面扫描和极化通道天扫描。CE318能自动存储测量数据，并在测量完成后传输到计算机保存，还可以通过卫星采集平台远程传输数据。CE318型太阳光度计测量得的直射太阳辐射数据和天空扫描数据，主要用来计算大气通透率，反演气溶胶光学和其他特性。
1仪器构造及原理
1.1 仪器构造[1]
CE318型太阳光度计主要由两部分组成：
（1）仪器主体：传感器头部、扫描步进马达和机械臂。
（2）控制箱：由一个控制模块组成，提供软件控制预定的扫描和采样指令，获取数据，内置电池。
1.2 工作原理[1]
大气总的光学厚度由分子散射（瑞利散射）、气体吸收消光（如臭氧、水汽）和气溶胶散射三部分组成，表达式为：
其中瑞利厚度由地面气压值计算，在可见近红外波段主要是臭氧和水汽的吸收。在没有气体吸收的通道式中可以忽略，从总的光学厚度减去瑞利光学厚度，可以计算气溶胶的光学厚度，大气总的光学厚度利用兰利（Langley）法计算。
1.3 技术指标[1]
（1）由太阳直接辐照度观测计算大气透过率。
（2）垂直气溶胶光学厚度在大气质量数为2时的精度是±（0.01～0.02）。
（3）由天空辐射测量可计算出的气溶胶在0.1～3um范围内的尺度谱分布，它用于辐射传输计算。
（4）从尺度谱分布可推出气溶胶相函数。
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2 故障情况分析及解决方法
2.1 控制箱连接模块异常
故障表征：我站人员发现每次降雨过后，晴天太阳光度计都不会观测，STA中状态码一直显示“h”,查看HH值一直显示为1。
故障分析：将湿度传感器水晶头拔出，HH值还是显示为1，但是将连接模块拔掉HH值显示为0，用吹风机反复吹热风10分钟左右，重启恢复正常，故判断故障为控制箱连接模块出现异常。
解决方法：更换连接模块，我站重新购买一块新的连接模块，安装之后，雨天过后现在能正常观测。
2.2 太阳光度计观测时不能跟踪太阳
故障表征：太阳光度计在观测过程当中，无法与太阳对准。
故障分析：我站现在发现每年太阳光度计都会寄回北京进行标校，然后在返回我站进行观测。返回来的时候，观测中发现无法与太阳对准，经过反复排查发现，控制箱内的经纬度参数和我台站的经纬度存在差异。
解决方法：根据台站自身经纬度设置参数，及检查其他参数是否正常，重设我站参数后恢复正常观测。
2.3 机器臂抬起位置不够且会下降
故障表征：我站在安装太阳光度计过程中发现，在GO SUN过程中，机器臂在抬到水平位置时就不能再往上抬，且会慢慢下降。
故障分析：光学头固定带位置太靠前，导致重心不平衡。
解决方法：将光学头固定带移至合适位置固定。
2.4 长时间不进行观测
故障表征：STA状态码为“b”，仪器不进行观测。
故障分析：GO SUN没反应，检查控制箱内BAT下Ba值，大于5V。检查太阳能电池板线路与控制箱连接是正常的，测量外部电池，结果电压小于12V，对外部电池人工充电4小时之后再测量还是小于12V，判断为外部电池故障。
解决方法：更换新的外部电池，恢复正常。
2.5 湿度传感器异常
故障表征：雨天太阳光度计继续观测，STA状态码不为“h”。
故障分析：雨天我站人员发现太阳光度计还在继续观测，检查HH值为0,表示无降水，检查线路无异常情况，用醋浸泡感雨传感器探头，用刷子清洁并用清水冲洗干净，向探头滴水，HH值还是为0，判断为湿度传感器故障。
解决方法：更换湿度传感器。
3 系统日常检查及维护
3.1 日常检查
检查太阳光度计光斑位置是否偏离，跟踪器是否能正常跟踪太阳，湿度传感器是否正常，内、外部电压是否正常。数据是否正常下载，仪器运行时间与标准时间（GMT时间）相差不能超过±30s。
3.2 系统维护
每周进行周工作表，清洁仪器机箱及光学镜头，每1012个月寄回相关部门进行比对校准。
参考文献
[1] 中国气象局综合观测司.大气成分观测业务技术手册（第二分册）[M].北京:气象出版社,2014.
第一作者简介：翟建雄（1989-），男，汉族，云南省昆明富民人，本科学历，助工，从事大气成分观测工作。
论文作者:翟建雄 杨禄麟 肖国昌
论文发表刊物:《科技研究》2018年7期
论文发表时间:2018/9/10
标签：太阳论文; 光度计论文; 气溶胶论文; 光学论文; 故障论文; 控制箱论文; 厚度论文; 《科技研究》2018年7期论文;