DFC2光电式数字日照计的使用和日常维护

孟凡伟，王楠楠，孙月

（1.汪清县气象局，吉林汪清133200；2.珲春市气象局，吉林珲春133300；3.吉林省气象探测保障中心，吉林长春130000）

日照指太阳在一地实际照射的时数。在一给定时间，日照时数定义为太阳直接辐照度达到或超过120瓦·米-2（W·m-2）的那段时间总和，以小时（h）为单位，取1位小数。日照是表征当地气象状况和气候特点的重要气象要素,光电式数字日照计能够实现日照的自动连续观测，提高日照测量精度，为天气预报、气象情报、气候分析、科学研究和气象服务提供重要依据，并能在农业生产、太阳能开发利用、环境监测等方面发挥重要作用。

1 DFC2光电式数字日照计测量原理

DFC2光电式数字日照计采用光电感应器对总辐射和散射辐照进行自动连续观测，根据计算出的直接辐照度判断有无日照。直接辐射为总辐射和散射辐射的差值，若直接辐照度≥120W·m-2则算作有日照，把时间累计，得到每小时和每天的日照时数。

2 DFC2光电式数字日照计的安装

2.1 DFC2光电式数字日照计站址选择

DFC2光电式数字日照计应安装在开阔地带，终年从日出到日落都能接受到太阳直接辐射的地方，如有障碍物，日出、日落方向障碍物高度角不得超过 5°；如果观测场没有适宜地点，可安装在平台或附近较高的建筑物上。

仪器周围或附近地表应避免有高反射比（例如浅色、发亮和反光）的物体。

DFC2光电式数字日照计安装位置

2.2 DFC2光电式数字日照计安装位置

DFC2光电式数字日照计安装在观测场内时，应在观测场暗筒式日照计原址上，与中心标志、南北桩南北成列，日照计传感器与供电通信单元箱面向正北（见表1）。

2.3 DFC2光电式数字日照计安装

水泥基座为 400mm（长）×400mm（宽）×600mm（深），水泥基座平面高出地面50mm，光电式数字日照计中心距地高度150cm（±5cm），受环境所限，其安装高度可以根据实际情况调整，以便于操作为准。日照传感器的固定底座要水平，通过调整螺钉调整水平；光筒与水平面夹角为本地纬度值；北半球，光筒顶端朝向正北，光学镜筒口对准正北（误差范围±5°），按照当地纬度调节日照计仰角（误差范围±0.5°），在旋转支架的刻度盘上，使刻度指示线对准当地纬度值。

2.4 其他事项

接地电阻应≤4Ω，接地端子用截面积不小于16 m2的接地线接入观测场地网；为了防雷、防鼠、防水和运维方便，电缆线应进入地沟；日照观测软件目前使用日照平行观测软件V2.0.0.0，安装地址D：ISOS日照平行观测软件(吉林省气象局观网处要求安装路径)，首次安装进入台站参数设置界面，需要设置区站号、纬度、经度、观测场海拔高度（以米为单位，取一位小数）、气压传感器海拔高度（以米为单位，取一位小数）。

ISOS软件观测项目挂接设置，勾选“/日照”；台站参数，人工观测参数栏日照设置为“无”；日照数据来源设置日照传感器。

3 DFC2光电式数字日照计校准

3.1 校准周期

DFC2光电式数字日照计每两年至少校准一次。

3.2 软件设置参数

ISOS软件或串口调试助手，设置通信参数：波特率9600、奇偶校验位N、数据位 8、停止位 1。在 ISOS维护终端或者串口调试助手，发送命令READDATA，检查返回内容是否正常。

3.3 观测场简易校准

利用DFC2光电式数字日照计配套的卡刀，安装在日照计底盘固定点内，当本地真太阳时12时，投影正好在卡刀前方的线槽内，则日照计与南北线一致。

4 DFC2光电式数字日照计日常维护

检查日照计光学镜筒的污染情况。每周定期清洁，清洁应在日出前或日落后进行；每周定期检查日照计内干燥剂状况，注意及时更换；若发生雨、雪、露、霜、雾等天气，应及时擦除光学镜筒上的雨雪和凝结物；每月定期检查仪器的水平、方位和倾角，发现问题及时纠正；每月检查供电设施，保证供电安全；定期更换蓄电池，复测接地电阻；定期通过ISOS软件维护终端输入命令READDATA、AUTOCHECK等，排查设备运行情况。

5 常见故障判断及简单故障排除

5.1 ISOS软件无法接收到数据

检查步骤：因DFC2光电式数字日照计数据线接到观测场串口服务器服务上（通讯方式为RS232），利用网络通信将数据传输至PC机终端，可以使用ISOS软件维护终端（或者在串口服务器数据端；或者光电式数字日照计数据端利用串口助手输入命令）发送命令READDATA、AUTOCHECK等，检查返回内容是否正常。若无回执数据，逐步排查ISOS软件是否可正常采集数据、串口参数设置是否正确、日照计参数设置是否正确、供电系统是否正常、日照计的数据端口和串口服务器的数据端口接线线序与接线方式是否正确等。若逐步排查设备供电正常、设置和接线均正常情况下无回执数据，利用日照计输出为电压信号、通信方式为RS232，可使用万用表电压档位测量日照计数据输出端是否有电压变化判断数据是否有数据输出，或使用万用表电压档测量日照计数据模拟信号输出端（4号端口或航空插头F端口），输出电压是否为0/1V，判断有无日照模拟信号输出，简单判断设备是否正常。

5.2 日照数据偏差的原因

日照平行观测软件在ISOS软件调取数据后自动观测日照时数，与人工观测日照时数存在偏差，通常是以下几方面造成的：玻璃罩有污垢，软布及时清理；日照计安装位置是否有障碍物、反射面或者明显的污染源等引起的偏差；日照传感器头部是否和指北，安装时的刻度是否与经纬度一致引起的偏差。及时校准南北线、调节底座水平、旋转支架上刻度指示线对准当地纬度值可消除偏差；暗筒式日照计与日照传感器对于日照时数的算法不同，且日照传感器采样每10秒一次，人工观测日照的记录存在一定的人为误差，导致日照数据有偏差；日照传感器中经纬度与ISOS软件中设置的经纬度不同导致日照数据偏差。通过ISOS软件维护终端或者串口助手输入命令，重新设置日照传感器中的经纬度，与ISOS软件中的经纬度一致；DFC2光电式数字日照计时钟精度误差≤2秒/月，若时钟误差偏大，导致日照数据偏差。可使用ISOS软件或者串口助手发生命令DATETIME重新设置当前时间。