《前向散射式能见度仪核查方法(试行)》

《前向散射式能见度仪核查方法(试行)》1范围本方法适用于气象、交通、环境保护、航空等领域在用的前向散射式能见度仪（以下简称“能见度仪”）的日常核查、现场核查，作为计量检定周期内的质量控制手段，用于验证仪器的性能稳定性与示值准确性，保障观测数据的可靠有效。本方法不适用于前向散射式能见度仪的首次检定、后续检定及型式评价。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T35220-2017地面气象观测能见度观测GB/T21524-2008能见度仪技术要求及检测方法QX/T113-2010前向散射能见度仪JJF1001-2011通用计量术语及定义JJF1069-2012法定计量检定机构考核规范JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示3术语和定义3.1前向散射式能见度仪（forwardscatteringvisibilitymeter）发射红外或可见光波段的光束，测量大气中颗粒物在与发射光轴成35°~50°（典型值45°）方向上的散射光强度，通过散射系数与能见度的转换关系计算得到能见度的仪器，符合QX/T113-2010的定义。3.2核查（check）在规定的条件下，为确定计量器具（或测量系统）的示值误差或其测量特性是否符合预期要求，而进行的一组操作，符合JJF1001-2011的定义，本方法中特指检定周期内的日常质量控制核查。3.3基准能见度值（referencevisibilityvalue）由经计量检定合格的基准能见度仪（透射式或一级前向散射式）测得的能见度值，或符合GB/T35220-2017要求的人工观测有效平均值，作为被核查仪器的示值比对基准。3.4示值误差（errorofindication）被核查仪器的示值与基准能见度值之差，符合JJF1001-2011的定义。4核查条件4.1环境条件4.1.1现场核查环境应符合被核查能见度仪的工作环境要求，环境温度：-40℃~60℃（具体以仪器说明书为准），相对湿度：≤95%（无凝结）；4.1.2观测现场无强电磁场干扰（如高压输电线、雷达站等，距离≥50m），无局地扬尘、水雾、油烟等人为或自然干扰源；4.1.3被核查仪器采样区周围障碍物仰角≤10°，符合QX/T113-2010的安装要求；4.1.4人工观测比对时，应符合GB/T35220-2017规定的观测条件：无暴雨、强风、沙尘等影响观测的天气现象，观测视野开阔，目标物清晰可辨。4.2仪器条件4.2.1被核查能见度仪应已通过法定计量检定，处于检定有效期内，且连续正常运行≥72h，无故障报警记录；4.2.2被核查仪器的采样窗口清洁无污渍、划痕，电缆连接牢固，接地系统完好；4.2.3仪器的软件版本为最新稳定版，无未修复的软件漏洞。4.3核查用标准设备4.3.1基准能见度仪：透射式能见度仪或一级前向散射式能见度仪，经法定计量检定合格，不确定度≤5%（k=2），安装位置与被核查仪器间距≤10m，处于同一水平高度，无相互遮挡；4.3.2辅助测量设备：a)接地电阻测试仪：量程0~10Ω，准确度等级≥1.0级；b)万用表：交流/直流电压量程≥250V，准确度等级≥0.5级；c)温湿度计：温度范围-40℃~60℃，湿度范围0~100%RH，准确度等级分别为±0.5℃、±3%RH；d)仰角测量仪：量程0~90°，准确度±0.5°；e)秒表：分度值0.1s；4.3.3人工观测组：3名及以上经GB/T35220-2017培训合格的观测员，具备能见度观测资质。5核查项目与方法5.1外观与安装核查5.1.1外观检查：目视检查仪器外壳无锈蚀、开裂、变形，标识清晰（含仪器型号、生产编号、法定计量检定证书编号、安装日期），采样窗口无破损、污渍、划痕，报警指示灯、状态显示屏功能正常；5.1.2安装检查：a)用仰角测量仪测量采样区周围障碍物的最大仰角，记录数据，应≤10°；b)用接地电阻测试仪测量仪器接地电阻，记录数据，应≤4Ω；c)检查电缆连接：目视检查电源电缆、通信电缆无破损、老化，接头牢固，标识清晰；5.1.3结果判定：所有外观与安装项目均符合要求，判定为合格，否则判定为不合格。5.2电气性能核查5.2.1供电电压核查：用万用表测量被核查仪器的输入供电电压，AC供电时应在220V±10%范围内，DC供电时应在24V±5%范围内，记录实测值；5.2.2电源抗干扰核查：模拟突发断电（断电时间≥10s）后恢复供电，观察仪器是否在30s内自动重启，重启后是否正常输出数据，数据无丢失、无异常跳变；5.2.3通信性能核查：a)检查数据传输：读取被核查仪器与数据采集系统的实时数据传输记录，连续观测30min，数据丢包率≤1%，数据传输延迟≤1s；b)检查数据输出格式：验证仪器输出的能见度数据格式（如RS485、Modbus、TCP/IP等）是否符合QX/T113-2010或用户约定的格式要求，数据包含分钟值、小时值、状态码等信息；5.2.4结果判定：所有电气性能项目均符合要求，判定为合格，否则判定为不合格。5.3功能核查5.3.1自动校准/清洁功能核查：a)若仪器具备自动清洁功能，检查清洁周期记录（如每2h清洁1次），或触发手动清洁，观察清洁机构运行正常，采样窗口无残留污渍；b)若仪器具备自动校准功能，检查校准记录（如每日自动校准1次），触发手动校准，观察校准过程无异常，校准后仪器示值稳定；5.3.2数据存储与调取功能核查：调取被核查仪器最近7d的分钟数据、小时数据，检查数据完整性，无缺失、无异常跳变，数据存储容量符合说明书要求；5.3.3报警功能核查：设置能见度报警阈值（如500m），通过遮挡采样窗口或模拟低能见度信号，观察仪器是否触发声光报警，报警信息是否同步传输至数据采集系统，撤销干扰后报警是否自动解除；5.3.4结果判定：所有功能项目均符合要求，判定为合格，否则判定为不合格。5.4示值误差核查（核心项目）本项目采用基准仪器比对法为首选方法，人工观测比对法为备选方法（仅适用于能见度≥500m的情况）。5.4.1基准仪器比对法a)比对准备：将基准能见度仪与被核查仪器安装在同一观测平台，间距≤10m，水平高度差≤0.5m，确保两台仪器采样区无相互遮挡，处于同一流场环境；b)数据采集：在稳定气象条件下（能见度变化率≤5%/30min），连续观测24h，每10min采集一组同步数据，共144组，记录每组的基准值V₀与被核查仪器示值Vₓ；c)数据处理：剔除异常数据（如环境突变导致的跳变值，判定标准为数据偏离均值≥20%），计算每组的示值误差ΔV=Vₓ-V₀；d)误差判定：按能见度区间统计示值误差的最大值，应满足：a)观测准备：选择符合GB/T35220-2017要求的目标物，目标物距离已知，颜色为黑色，大小合适，视角0.5°~5.0°；b)数据采集：由3名观测员同时观测，每小时采集1次，连续观测12h，共12组数据，每组数据取3名观测员的有效平均值作为基准值V₀（若3人观测值差异≥10%，该组数据无效，重新观测），同时采集被核查仪器对应时刻的分钟平均值得Vₓ；c)数据处理与判定：同5.4.1c、d，仅适用于V₀≥500m的情况；5.4.3结果判定：示值误差符合上述要求，判定为合格，否则判定为不合格。5.5重复性核查5.5.1试验条件：在稳定气象条件下（能见度变化率≤2%/10min），连续读取被核查仪器的10个连续分钟数据，记录为Vₓ₁、Vₓ₂…Vₓ₁₀；5.5.2数据处理：计算10个数据的平均值Vₓ平均=ΣVₓᵢ/10，计算重复性标准差Sᵣ=√[Σ(Vₓᵢ-Vₓ平均)²/(n-1)]（n=10），计算重复性相对误差Sᵣ/Vₓ平均×100%；5.5.3判定要求：重复性相对误差≤2%，判定为合格，否则判定为不合格。6核查结果判定6.1合格判定：所有核查项目（5.1~5.5）均符合要求，判定为核查合格；6.2不合格判定：任意一项核查项目不符合要求，或存在影响观测数据准确性的严重缺陷（如采样窗口破损、接地电阻超标），判定为核查不合格；6.3无效判定：若核查过程中环境条件不符合要求（如突发强风、局地水雾），或基准数据不可靠（如基准仪器故障、人工观测无效），本次核查结果无效，应重新选择符合条件的时间进行核查；6.4不合格处理：核查不合格的能见度仪应立即停止使用，由具备资质的维修人员进行维修、校准，维修后重新开展全项目核查，合格后方可恢复使用，同时应对不合格期间的观测数据进行质量评估，标注无效数据并追溯上报。7核查周期与复核查7.1日常核查：在用能见度仪每1个月开展1次日常核查（外观、电气性能、功能、重复性），每3个月开展1次包含示值误差的全面核查；7.2现场核查：移动型能见度仪每次使用前开展全项目核查，固定型能见度仪在搬迁、维修后立即开展全项目核查；7.3复核查：若连续3次核查示值误差接近允许极限（如达到允许误差的80%以上），或遭遇强台风、雷击、洪水等恶劣环境后，应立即开展复核查；7.4缩短周期：对核查结果稳定性较差的仪器，可将日常核查周期缩短至每15d1次，直至连续3次核查合格后恢复原周期。8核查记录与文档管理8.1核查记录：应使用统一的《前向散射式能见度仪核查记录》（见附录A），记录内容应完整、真实、可追溯，包括：a)被核查仪器信息（型号、编号、安装地点、检定有效期、生产厂家）；b)核查日期、时间、环境条件（温度、湿度、风速、风向）；c)核查用标准设备信息（型号、编号、检定有效期）；d)各核查项目的原始数据、判定结果；e)核查人员、审核人员签名及日期；8.2核查证书：核查合格的出具《前向散射式能见度仪核查合格通知书》（见附录B），核查不合格的出具《核查不合格通知书》，注明不合格项目、偏差值及处理要求；8.3文档管理：所有核查记录、通知书应至少保存3年，符合JJF1069-2012的文档管理要求，电子记录应加密存储，定期备份。9附录附录A前向散射式能见度仪核查记录被核查仪器信息型号：______编号：______安装地点：______检定有效期：______生产厂家：______核查日期/时间开始：______结束：______环境条件温度：______℃湿度：______%RH风速：______m/s风向：______°干扰源情况：______核查用标准设备基准仪器型号：______编号：______检定有效期：______辅助设备：______（编号、有效期）核查项目原始数据判定要求5.1外观与安装判定结果1.外观：□完好□缺陷（描述：______）

2.障碍物仰角：______°≤10°

3.接地电阻：______Ω≤4Ω

4.电缆连接：□牢固□松动/破损所有项目符合要求5.2电气性能□合格□不合格1.供电电压：______VAC220V±10%/DC24V±5%

2.电源重启：□30s内恢复□超时/故障

3.数据丢包率：______%≤1%

4.传输延迟：______s≤1s所有项目符合要求5.3功能核查□合格□不合格1.自动校准/清洁：□正常□异常（描述：______）

2.数据存储：□完整□缺失（数量：______）

3.报警功能：□触发/解除正常□异常（描述：______）所有项目符合要求5.4示值误差□合格□不合格基准值区间分布：

□<500m（组数：______）最大误差：______%/______m

□500~2000m（组数：______）最大误差：______%/______m

□≥2000m（组数：______）最大误差：______%/______m符合5.4.1d要求5.5重复性□合格□不合格10组数据：______

平均值：______m重复性标准差：______m

相对误差：______%≤2%综合判定□合格□不合格□合格□不合格□无效（原因：______）核查人员签名______审核人员签名备注____________编号：______致：______核查对象：前向散射式能见度仪（型号：______编号：______安装地点：___