宋伍亮

摘 要 2011年昌北機場大氣透射儀自建成投入運營使用至今，期間多次發(fā)生由不同原因引發(fā)的設備故障，為了有效保障和維護設備的運行，本文針對該故障從設備安裝環(huán)境、維護角度及天氣對設備的影響進行了詳細的分析與總結。

關鍵詞 大氣透射儀;安裝環(huán)境;故障分析;總結

引言

大氣透射儀在民航氣象應用中的主要功能是探測光學能見度MOR，同事具備探測天氣現(xiàn)象的功能，接收機端配備有背景光亮度儀LM21，因此該設備還可提供背景光亮度數(shù)據(jù)。據(jù)了解，昌北國際機場自2011年大氣透射儀投入運行貽始時間已長達八年之久，期間雖經歷過設備搶修，緊急維護，但設備總體一直處于較平穩(wěn)的運行狀態(tài)。本文將針對該設備近年來出現(xiàn)的故障告警現(xiàn)象進行全方位的分析探討、歸納總結，希望為相關從業(yè)人員及讀者提供維護經驗和幫助。

1LT31工作原理、系統(tǒng)結構及邏輯

LT31為大氣透射儀，同時還配備了天氣現(xiàn)象儀PWD22，從探測原理上講，既應用到了MITRAS的探測原理，也應用到了前散射原理，是透射探測和前散射探測的結合。理論上透射測量在低能見度時比較精確，前散射測量高能見度時比較精確，而LT31正是透射和前散射測量相互彌補，在高能見度下LT31透射儀測量始終與前散射PWD測量進行校準，而在低能見度下則一直輸出透射儀自身測量出的MOR值。

LT31有測量CPU和主CPU，測量CPU負責接收機、發(fā)射機的測量單元各模塊控制和信號處理計算，并將測量參數(shù)發(fā)送給主CPU，主CPU負責全局指令和收集各測量單元的測量參數(shù)做全局處理，包括收發(fā)機測量CPU所有的測量參數(shù)、背景光數(shù)據(jù)與PWD前散射參數(shù)，并且負責狀態(tài)的診斷、成品數(shù)據(jù)輸出和維護端口連接，而發(fā)射機與接收機之間的信息傳遞、通訊則為RS485[1]。

2昌北機場設備安裝地點環(huán)境概述

南昌昌北國際機場位于江西省南昌市正北方向21千米處，機場基準點（跑道中心）坐標為北緯28?51'48"，東經115?53'53"。機場有水泥質主跑道一條，長度為3400米，寬度為45米，跑道坡度為0.24%，跑道呈023?—203?真方向，中心海拔高度為43.74米，設有可調跑道燈光及珂提供跑道視程的RVR設備，實施一類精密進近。該跑道安裝配備三套大氣透射儀分別位于03、21、MID跑道位置。由兩路市電供應，并配有UPS系統(tǒng)，以保證LT31的持續(xù)穩(wěn)定運行。

3大氣透射儀歷年故障特征統(tǒng)計分析

（1）2016年5月份03跑道、2016年6月份21跑道、2017年3月份MID跑道LT31發(fā)射機窗口發(fā)射機模塊（也叫窗口污染檢測模塊，它的作用：測量窗口的事跡透明度;在短期內補償窗口污染;探測鏡頭中可能出現(xiàn)的堵塞情況;產生相關的警告/錯誤信息）LTL211老化告警， 2016年9月份21跑道、2017年8月份03跑道、2018年5月份MID方向接收機窗口發(fā)射機模塊LTL211老化告警;雖然此時的AWOS數(shù)據(jù)仍處于可用狀態(tài)，因為在該模塊老化告警后進一步出現(xiàn)的將是污染檢測模塊故障，AWOS數(shù)據(jù)不可用。但為了預防后期大氣透射儀產生突發(fā)故障，機務員在出現(xiàn)老化告警將會及時選擇適好天氣更換污染檢測模塊。更換后對設備進行粗細校準及能見度校準，如果更換的是不同型號的單元，同時還需進入Lever3，更改大氣透射儀的相關參數(shù)配置[2]。

（2）2016年8月昌北機場21跑道自動觀測監(jiān)控終端顯示LT31數(shù)據(jù)全部丟失。立刻趕赴跑道現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)LT31發(fā)射機、接收機均處于停機狀態(tài)，檢查供電系統(tǒng)有正常的市電輸入到設備，檢查電源板輸入正常，但是無輸出，檢查電源板上的保險絲，發(fā)現(xiàn)3.15A保險絲燒斷。更換保險絲送電，保險絲仍燒斷，繼續(xù)檢查電源板，發(fā)現(xiàn)板上的壓敏電阻已損壞，更換新的電源板后設備恢復正常。

（3）2016年12月份，氣象機務員在對03跑道LT31做月維護時，當完成能見度校準過程時發(fā)現(xiàn)顯示的OFFSET值為0，屬于不正常情況，而在校準過程中的步驟完全正確，也并未出現(xiàn)報錯現(xiàn)象，自動觀測監(jiān)控界面也并未出現(xiàn)告警現(xiàn)象。Offset為0表示接收機靈敏度很差。比較MID和21跑道offset值均在1000—2000之間;更換接收機主接收模塊后Offset值恢復正常。

（4）2017年4月份21跑道、2017年5月份MID方向、2018年3月份21跑道主發(fā)射模塊老化告警，數(shù)據(jù)不可用，故障代碼為E4000000EA0000000000。

（5）2017年8月份03跑道大氣透射儀故障，代碼為E400080000000E080100，發(fā)射機接收機同步線纜故障，造成offset值error。打開發(fā)射機接收機電源信號盒，更換同步線纜（整機出現(xiàn)接收機同步錯誤，但重啟發(fā)射機接收機后兩端風機均能正常啟動，更換同步信號線纜問題仍存在（同步線纜四顆線芯，兩根調制，兩根時鐘），根據(jù)上述現(xiàn)象初步判斷為時鐘信號傳輸存在問題，于是檢查發(fā)射機接收機機箱內接線發(fā)現(xiàn)發(fā)射機端同步信號線路中存在一根線芯接觸松動，重新接上后恢復正常。

（6）2017年9月份R21方向大氣透射儀發(fā)射機風機不轉：導致的原因可能為風機電機故障;啟動電容故障;供電故障更換啟動電容后恢復正常。2018年1月份21跑道發(fā)射端風機故障。

（7）2018年5月份。03跑道LT31狀態(tài)紅色告警，故障代碼E8008800W00C0000000E本場雷雨天氣。（檢查動力提供線路;檢查通信線路;檢查信號處理模塊，檢查防雷模塊，防浪涌模塊，發(fā)現(xiàn)防雷、防浪涌模塊全部故障。保險絲燒斷）更換后恢復正常。

（8）2018年9月份21跑道LT31上的PWD22雨感器故障，更換后對其進行干濕校準及能見度校準。

根據(jù)以上時間發(fā)生的故障告警統(tǒng)計可知2016年發(fā)生了窗口發(fā)射模塊告警3起，主接收模塊故障告警一起、電源故障一起，通訊信號傳輸故障一起;2017年發(fā)生了窗口發(fā)射模塊故障告警2起、主發(fā)射模塊老化告警2起、風機故障一起;2018年窗口發(fā)射模塊告警一起、主發(fā)射模塊告警一起，動力傳輸故障一起、PWD22感雨器故障一起。故障占比如下圖所示。

由圖可知設備模塊老化故障占比達到67%，電源及通信故障占比達到20%，都主要天氣原因導致。由昌北機場氣候志可知雷暴天氣集中在四月份至八月份。而故障告警比較集中發(fā)生在三、五、八、九月份，此時發(fā)生雷暴天氣次數(shù)也增多，影響了設備的電源及通信。增加了故障發(fā)生率[3]。

4結束語

本文回顧了歷年大氣透射儀LT31所有故障，通過簡要對比分析可大致得出以下結論;①自動觀測系統(tǒng)自建成以來穩(wěn)定運行時間大致五年左右;2016年開始陸陸續(xù)續(xù)出現(xiàn)相應的故障告警等相關情況。從故障告警統(tǒng)計表可知窗口發(fā)射模塊單元比較容易老化，經過詢問廠家相關的單元模塊無具體的使用壽命。其老化不僅受該模塊本身使用壽命決定，更大程度是由它所處的運行環(huán)境所決定。LT31窗口檢測發(fā)射機產生單獨的光束，穿透V型窗口，測量單元機箱內的反射面將光束反射到窗口接收機。測量污染程度后，透光率用于該污染值修訂。當能見度較低時，由其工作原理可知污染檢測單元需要發(fā)射高功率Led用于測量窗口污染，從而加速模塊單元的老化。②通過統(tǒng)計分析可知雷雨季節(jié)增加了設備的故障發(fā)生率。所以在使用前需要做好設備的防雷以降低設備在雷雨季節(jié)產生的故障從而導致的降低設備運行率;同時雷雨季節(jié)打雷閃電產生的強電流也會影響信號的傳輸，所以在信號傳輸方面使用的線纜務必使用屏蔽線纜，避免強電及外界產生的雜波影響信號傳輸，提高設備運行的穩(wěn)定性。③在運行上：通過分析可知在一定的固定資產額度下，我們可以優(yōu)先進行窗口發(fā)射單元、主發(fā)射單元。主接收單元備件的采購，且窗口發(fā)射單元需要保證一定數(shù)量的備件，其次是感雨器、風機電容、保險絲，電源供電元器件及相應的易損耗材采購。在設備的維護過程中尤其是換季維護特別要對設備電源及信號防雷檢查到位及其根據(jù)昌北機場的能見度變化趨勢可至設備的運行穩(wěn)定期大致在五年左右，之后故障告警率陡增，在逐一更換相應的模塊單元及進一步的改善設備的防雷后，設備的故障告警率又呈下降趨勢進入第二個穩(wěn)定期。

參考文獻

[1] 晏珂.大氣透射儀MOR數(shù)據(jù)驟降的分析與處理[J].空中交通， 2018（6）：57.