淺談GTS1 型電子探空儀的檢查維護(hù)方法

覃曉玲，文芳一，周錦才

(1.廣西壯族自治區(qū)河池市氣象局，廣西 河池 547000;2.廣西壯族自治區(qū)桂林市氣象局，廣西 桂林 541001)

1 引言

目前，在我國(guó)投入高空氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)［1］使用的電子探空儀型號(hào)共有3 種:GTS1 型，由上海長(zhǎng)望氣象儀器公司生產(chǎn);GTS1－1 型，由太原無(wú)線電一廠生產(chǎn);GTS1－2 型，由南京大橋機(jī)器有限公司出品，3種型號(hào)的電子探空儀各有其優(yōu)、缺點(diǎn)。為確保氣象觀測(cè)資料的一致性和連續(xù)性，考慮到不同型號(hào)儀器之間的系統(tǒng)性差異，中國(guó)氣象局于2011年7月作出明確規(guī)定:在相同探空技術(shù)體制下，無(wú)特殊情況時(shí)，各高空氣象觀測(cè)站須長(zhǎng)期使用同一型號(hào)的探空儀，未經(jīng)國(guó)家批準(zhǔn)，任何臺(tái)站不得擅自更改本站所使用的探空儀型號(hào)。因此，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，廣西6 個(gè)高空站日常觀測(cè)所使用的探空儀都將繼續(xù)沿用GTS1 型電子探空儀(其它2 種型號(hào)只能在2010年底以后建成的國(guó)內(nèi)其它L 波段探空雷達(dá)站業(yè)務(wù)使用)，本文就如何更好的使用GTS1 型電子探空儀作簡(jiǎn)單介紹。

2 GTS1 型電子探空儀的簡(jiǎn)介

GTS1 型電子探空儀［2］采用全電子傳感器和副載波二進(jìn)制數(shù)字代碼遙測(cè)技術(shù)，具有探測(cè)精度高、采樣速度快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，整機(jī)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、模塊化，整體性能接近20 世紀(jì)末90年代中期的世界先進(jìn)水平。

探空儀屬于一次性使用設(shè)備，使用前必須進(jìn)行認(rèn)真檢查，確認(rèn)其符合業(yè)務(wù)規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求之后，才能在業(yè)務(wù)觀測(cè)中施放使用。

3 探空儀檢查的主要內(nèi)容

①探空儀外觀應(yīng)平整、曲面無(wú)變形、無(wú)明顯的傷痕和污染［3］;產(chǎn)品標(biāo)識(shí)和功能說(shuō)明標(biāo)志應(yīng)清晰完整，探空儀裝在紙盒中松緊要適度。

②儀器的機(jī)體和零部件不應(yīng)有銹蝕和機(jī)械損傷。

③元器件焊接和結(jié)構(gòu)件的裝配應(yīng)準(zhǔn)確、牢固可靠;緊固件應(yīng)無(wú)松動(dòng);塑料件應(yīng)無(wú)開裂、變形現(xiàn)象。

④溫度測(cè)量的熱敏電阻器和濕度測(cè)量的濕敏電阻器涂層應(yīng)均勻無(wú)斑點(diǎn)、疵點(diǎn)。

⑤測(cè)距缺口與欠飽和振幅比應(yīng)不小于30。

⑥在對(duì)探空儀進(jìn)行基測(cè)時(shí)，計(jì)算機(jī)所接收和顯示的探空儀信號(hào)內(nèi)容應(yīng)清晰穩(wěn)定;探空儀編號(hào)、時(shí)間、測(cè)量要素等內(nèi)容應(yīng)無(wú)遺漏，且在有效期內(nèi)(2 a)。

4 探空儀業(yè)務(wù)使用和維護(hù)要點(diǎn)

4.1 序列號(hào)的確定與校對(duì)

施放前必須檢查探空儀盒蓋的序列號(hào)與發(fā)射板上的序列號(hào)是否一致、與計(jì)算機(jī)放球軟件上接收到的探空儀序列號(hào)是否一致，3 者不一致應(yīng)立即更換探空儀。

4.2 測(cè)量電池電壓是否在規(guī)定范圍內(nèi)

浸泡好的電池須測(cè)量電池電壓［4］，綜合測(cè)風(fēng)電池電壓以15～18V 為宜，單測(cè)風(fēng)電池電壓以13V 左右為宜;電壓過(guò)高表明能量消耗過(guò)快、容易導(dǎo)致信號(hào)突失;電壓過(guò)低則表明電池還未充分激活、對(duì)各種電子元器件的能源供給不足，將會(huì)導(dǎo)致探空信號(hào)接收不清晰。

4.3 注意做好頻率調(diào)整工作

探空儀載波發(fā)射頻率失諧(頻率漂移)容易造成雷達(dá)無(wú)法正常接收到應(yīng)答信號(hào)、從而導(dǎo)致丟球。引起頻率漂移［5］的原因多緣于探空儀載波發(fā)射機(jī)性能不穩(wěn)定——由于L 波段雷達(dá)工作頻率的自動(dòng)調(diào)節(jié)幅度有限(±3～4 mHz)，而探空儀自地面上升到球炸過(guò)程中因大氣層溫度變化范圍大(從40～－80℃，溫差可達(dá)120℃)，對(duì)溫度變化敏感的回答器電子元器件在施放過(guò)程中逐漸變性、進(jìn)而導(dǎo)致頻率發(fā)生漂移。一旦“頻漂”幅度超出雷達(dá)的頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)范圍，將使雷達(dá)的工作頻率和探空儀的載波頻率處于失諧狀態(tài)，造成應(yīng)答信號(hào)缺收而丟球。

頻率調(diào)整工作分地面和升空后兩種情況:在探空儀地面基測(cè)時(shí)［6］如發(fā)現(xiàn)載頻偏移超過(guò)±3 mHz(探空儀載波中心頻率范圍為1 672～1 678 mHz，通常以接近1 675 mHz 為好)，應(yīng)調(diào)整探空儀發(fā)射機(jī)電容螺釘RP1(順時(shí)針為調(diào)低、逆時(shí)針則調(diào)高)使其頻率接近1 675 mHz;若無(wú)法調(diào)節(jié)應(yīng)停止使用并退回廠家修理。放球前還應(yīng)調(diào)整雷達(dá)接收機(jī)的頻率，使之與探空儀的載波中心頻率最接近。在氣球升空后，隨著放球時(shí)間的延長(zhǎng)，探空儀的載波頻率會(huì)逐漸升高、在對(duì)流層頂附近達(dá)到最大，然后開始緩慢下降——因此，在放球過(guò)程中應(yīng)注意根據(jù)上述規(guī)律微調(diào)雷達(dá)的接收頻率，使雷達(dá)始終處于凹口最清晰、信號(hào)最好的狀態(tài)。必要時(shí)，在整個(gè)探測(cè)過(guò)程中將頻率按鈕都應(yīng)置于“手動(dòng)”狀態(tài)，根據(jù)不同情況隨時(shí)調(diào)整雷達(dá)接收機(jī)頻率。

5 GTS1 型數(shù)字式探空儀常見故障及解決方法

表1 是本站在使用過(guò)程中遇到的常見典型和疑難問(wèn)題以及實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)典型個(gè)例［7］簡(jiǎn)單匯集在一起。

表1 GTS1 型數(shù)字式探空儀常見故障及解決方法

6 小結(jié)

①GTSI 型數(shù)字式探空儀施放前的準(zhǔn)備工作要求較高，稍有失誤就會(huì)影響本次探測(cè)資料的完整性或造成重放球。所以要靠基層一線工作者做好日常的維護(hù)檢查工作，保證良好的運(yùn)行狀態(tài)是提高數(shù)據(jù)正確率的關(guān)鍵。

②觀測(cè)員要熟悉掌握GTS1 型電子探空儀的工作原理［8］，出現(xiàn)不正常情況要及時(shí)查找原因、認(rèn)真分析，根據(jù)《GTS1 型數(shù)字探空儀工作原理和使用方法》和有關(guān)技術(shù)規(guī)定進(jìn)行處理。

［1］中國(guó)氣象局監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)司.L 波段(1)高空氣象探測(cè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)操作手冊(cè)［M］.北京:氣象出版社，2005.

［2］中國(guó)氣象局大氣探測(cè)技術(shù)中心.L 波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)常見技術(shù)問(wèn)題綜合解答［M］.北京:氣象出版社，2006.

［3］唐承乾.GTS 1 型數(shù)字式探空儀日常檢查與故障分析排除［J］.陜西氣象，2008(6):39.

［4］劉永蓮.L 波段雷達(dá)—電子探空儀系統(tǒng)的幾點(diǎn)實(shí)用技巧［J］.廣西氣象，2004，25(4):44－45

［5］陳樂(lè)，等.GTS1 型數(shù)字探空儀的使用技巧［J］.技術(shù)與市場(chǎng)，2010，17(12):6.

［6］謝林慶，等.淺談L 波段測(cè)風(fēng)雷達(dá)—GTS1 型數(shù)字探空儀頻率的調(diào)整［J］.福建氣象，2010，2:47－48.

［7］蓋曉東，等.GTS1 型數(shù)字式電子探空儀基值測(cè)定過(guò)程中故障分析及處理［J］.黑龍江氣象，2010，27(2):37－38.