孟凡偉，王楠楠，孫月

（1.汪清縣氣象局，吉林汪清133200；2.琿春市氣象局，吉林琿春133300；3.吉林省氣象探測保障中心，吉林長春130000）

日照指太陽在一地實際照射的時數(shù)。在一給定時間，日照時數(shù)定義為太陽直接輻照度達到或超過120瓦·米-2（W·m-2）的那段時間總和，以小時（h）為單位，取1位小數(shù)。日照是表征當?shù)貧庀鬆顩r和氣候特點的重要氣象要素,光電式數(shù)字日照計能夠?qū)崿F(xiàn)日照的自動連續(xù)觀測，提高日照測量精度，為天氣預報、氣象情報、氣候分析、科學研究和氣象服務提供重要依據(jù)，并能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、太陽能開發(fā)利用、環(huán)境監(jiān)測等方面發(fā)揮重要作用。

1 DFC2光電式數(shù)字日照計測量原理

DFC2光電式數(shù)字日照計采用光電感應器對總輻射和散射輻照進行自動連續(xù)觀測，根據(jù)計算出的直接輻照度判斷有無日照。直接輻射為總輻射和散射輻射的差值，若直接輻照度≥120W·m-2則算作有日照，把時間累計，得到每小時和每天的日照時數(shù)。

2 DFC2光電式數(shù)字日照計的安裝

2.1 DFC2光電式數(shù)字日照計站址選擇

DFC2光電式數(shù)字日照計應安裝在開闊地帶，終年從日出到日落都能接受到太陽直接輻射的地方，如有障礙物，日出、日落方向障礙物高度角不得超過 5°；如果觀測場沒有適宜地點，可安裝在平臺或附近較高的建筑物上。

儀器周圍或附近地表應避免有高反射比（例如淺色、發(fā)亮和反光）的物體。

DFC2光電式數(shù)字日照計安裝位置

2.2 DFC2光電式數(shù)字日照計安裝位置

DFC2光電式數(shù)字日照計安裝在觀測場內(nèi)時，應在觀測場暗筒式日照計原址上，與中心標志、南北樁南北成列，日照計傳感器與供電通信單元箱面向正北（見表1）。

2.3 DFC2光電式數(shù)字日照計安裝

水泥基座為 400mm（長）×400mm（寬）×600mm（深），水泥基座平面高出地面50mm，光電式數(shù)字日照計中心距地高度150cm（±5cm），受環(huán)境所限，其安裝高度可以根據(jù)實際情況調(diào)整，以便于操作為準。日照傳感器的固定底座要水平，通過調(diào)整螺釘調(diào)整水平；光筒與水平面夾角為本地緯度值；北半球，光筒頂端朝向正北，光學鏡筒口對準正北（誤差范圍±5°），按照當?shù)鼐暥日{(diào)節(jié)日照計仰角（誤差范圍±0.5°），在旋轉(zhuǎn)支架的刻度盤上，使刻度指示線對準當?shù)鼐暥戎怠?/p>

2.4 其他事項

接地電阻應≤4Ω，接地端子用截面積不小于16 m2的接地線接入觀測場地網(wǎng)；為了防雷、防鼠、防水和運維方便，電纜線應進入地溝；日照觀測軟件目前使用日照平行觀測軟件V2.0.0.0，安裝地址D：ISOS日照平行觀測軟件(吉林省氣象局觀網(wǎng)處要求安裝路徑)，首次安裝進入臺站參數(shù)設置界面，需要設置區(qū)站號、緯度、經(jīng)度、觀測場海拔高度（以米為單位，取一位小數(shù)）、氣壓傳感器海拔高度（以米為單位，取一位小數(shù)）。

ISOS軟件觀測項目掛接設置，勾選“/日照”；臺站參數(shù)，人工觀測參數(shù)欄日照設置為“無”；日照數(shù)據(jù)來源設置日照傳感器。

3 DFC2光電式數(shù)字日照計校準

3.1 校準周期

DFC2光電式數(shù)字日照計每兩年至少校準一次。

3.2 軟件設置參數(shù)

ISOS軟件或串口調(diào)試助手，設置通信參數(shù)：波特率9600、奇偶校驗位N、數(shù)據(jù)位 8、停止位 1。在 ISOS維護終端或者串口調(diào)試助手，發(fā)送命令READDATA，檢查返回內(nèi)容是否正常。

3.3 觀測場簡易校準

利用DFC2光電式數(shù)字日照計配套的卡刀，安裝在日照計底盤固定點內(nèi)，當本地真太陽時12時，投影正好在卡刀前方的線槽內(nèi)，則日照計與南北線一致。

4 DFC2光電式數(shù)字日照計日常維護

檢查日照計光學鏡筒的污染情況。每周定期清潔，清潔應在日出前或日落后進行；每周定期檢查日照計內(nèi)干燥劑狀況，注意及時更換；若發(fā)生雨、雪、露、霜、霧等天氣，應及時擦除光學鏡筒上的雨雪和凝結(jié)物；每月定期檢查儀器的水平、方位和傾角，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正；每月檢查供電設施，保證供電安全；定期更換蓄電池，復測接地電阻；定期通過ISOS軟件維護終端輸入命令READDATA、AUTOCHECK等，排查設備運行情況。

5 常見故障判斷及簡單故障排除

5.1 ISOS軟件無法接收到數(shù)據(jù)

檢查步驟：因DFC2光電式數(shù)字日照計數(shù)據(jù)線接到觀測場串口服務器服務上（通訊方式為RS232），利用網(wǎng)絡通信將數(shù)據(jù)傳輸至PC機終端，可以使用ISOS軟件維護終端（或者在串口服務器數(shù)據(jù)端；或者光電式數(shù)字日照計數(shù)據(jù)端利用串口助手輸入命令）發(fā)送命令READDATA、AUTOCHECK等，檢查返回內(nèi)容是否正常。若無回執(zhí)數(shù)據(jù)，逐步排查ISOS軟件是否可正常采集數(shù)據(jù)、串口參數(shù)設置是否正確、日照計參數(shù)設置是否正確、供電系統(tǒng)是否正常、日照計的數(shù)據(jù)端口和串口服務器的數(shù)據(jù)端口接線線序與接線方式是否正確等。若逐步排查設備供電正常、設置和接線均正常情況下無回執(zhí)數(shù)據(jù)，利用日照計輸出為電壓信號、通信方式為RS232，可使用萬用表電壓檔位測量日照計數(shù)據(jù)輸出端是否有電壓變化判斷數(shù)據(jù)是否有數(shù)據(jù)輸出，或使用萬用表電壓檔測量日照計數(shù)據(jù)模擬信號輸出端（4號端口或航空插頭F端口），輸出電壓是否為0/1V，判斷有無日照模擬信號輸出，簡單判斷設備是否正常。

5.2 日照數(shù)據(jù)偏差的原因

日照平行觀測軟件在ISOS軟件調(diào)取數(shù)據(jù)后自動觀測日照時數(shù)，與人工觀測日照時數(shù)存在偏差，通常是以下幾方面造成的：玻璃罩有污垢，軟布及時清理；日照計安裝位置是否有障礙物、反射面或者明顯的污染源等引起的偏差；日照傳感器頭部是否和指北，安裝時的刻度是否與經(jīng)緯度一致引起的偏差。及時校準南北線、調(diào)節(jié)底座水平、旋轉(zhuǎn)支架上刻度指示線對準當?shù)鼐暥戎悼上?；暗筒式日照計與日照傳感器對于日照時數(shù)的算法不同，且日照傳感器采樣每10秒一次，人工觀測日照的記錄存在一定的人為誤差，導致日照數(shù)據(jù)有偏差；日照傳感器中經(jīng)緯度與ISOS軟件中設置的經(jīng)緯度不同導致日照數(shù)據(jù)偏差。通過ISOS軟件維護終端或者串口助手輸入命令，重新設置日照傳感器中的經(jīng)緯度，與ISOS軟件中的經(jīng)緯度一致；DFC2光電式數(shù)字日照計時鐘精度誤差≤2秒/月，若時鐘誤差偏大，導致日照數(shù)據(jù)偏差。可使用ISOS軟件或者串口助手發(fā)生命令DATETIME重新設置當前時間。