雷神二次雷達油位告警信號分析

劉海天

摘 要 油位探測器作為二次雷達的一個小部件，卻發(fā)揮著非常重要的作用，一旦出現(xiàn)油位過低告警，雷達的就會立刻停機，從而實現(xiàn)對雷達天線的保護作用，但有時候因探測器的損壞而會出現(xiàn)誤報警。文章通過對雷神二次雷達天線系統(tǒng)和油位告警信號的分析，使大家對油位探測器出現(xiàn)故障時的檢測和應(yīng)急措施能有所幫助。

關(guān)鍵詞 雷達；油位探測器；油位告警；天線系統(tǒng)

中圖分類號：V351 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）01-0044-02

近些年隨著飛行流量的急劇增長，雷達設(shè)備已經(jīng)作為空中交通管制的一個重要保障手段，每個雷達站都有安裝防雷裝置于設(shè)施，但雷達設(shè)備仍然可能因遭受雷擊而損壞，而油位探測器因位于天線塔上，容易被雷擊而損壞，一旦油位探測器被雷擊損壞，就可能出現(xiàn)油位過低誤告警，從而造成雷達停機。本文將從雷達天線系統(tǒng)和油位告警信號流程、油位探測器調(diào)整進行分別闡述。

1 雷神二次雷達天線系統(tǒng)

雷神二次雷達天線系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)鉸鏈（turning gear）、驅(qū)動馬達（drive motor）、油位探測器（oil level sensor）、方位數(shù)據(jù)產(chǎn)生器（azimuth data generator unit）、變頻器（inverter unit）、安全單元（safety unit）、天線驅(qū)動控制單元（antenna drive control unit）等部件構(gòu)成，如圖1所示。

1.1 驅(qū)動馬達（drive motor）

雷神雷達天線驅(qū)動馬達是一個功率為7 kW的三相交流馬達，它驅(qū)動天線的轉(zhuǎn)動，馬達的轉(zhuǎn)速可變，由變頻器（inverter unit）控制。馬達的最大轉(zhuǎn)速為1450轉(zhuǎn)/分，它通過26：1和4：1的兩個變速齒輪驅(qū)動天線。

1.2 油位探測器（oil level sensor）

油位探測器的作用是檢測第二變速齒輪箱中的潤滑油是否低于最低油位線。當(dāng)油位高于最低油位線時，油位探測器處于導(dǎo)通狀態(tài)，輸入和輸出電壓為24 V，當(dāng)油位低于最低油位線時，油位探測器處于斷開狀態(tài)，輸出為0 V。它有一個紅色指示燈和一個綠色指示燈，紅色指示燈亮?xí)r表示輸入電壓正常，綠色指示燈亮?xí)r表示處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)油位探測器檢測到低油位時，變頻器輸出將被禁止，馬達會停止工作。

1.3 方位產(chǎn)生器（azimuth data generator unit）

方位產(chǎn)生器的作用是產(chǎn)生雷達天線方位信號，天線底部的PCR部件給方位產(chǎn)生器提供了sin和cos信號，方位產(chǎn)生器輸出64k ACP信號和正北標志信號給詢問機，詢問機提供24v直流電給方位產(chǎn)生器。

1.4 安全單元（safe unit）

安全單元控制3相電源輸出到驅(qū)動馬達和變頻器，其上面有一個安全開關(guān)，當(dāng)安全開關(guān)轉(zhuǎn)到unsafe時，安全單元將會切斷驅(qū)動馬達的電源并禁止詢問機發(fā)射。

1.5 變頻器（inverter unit）

變頻器通過改變?nèi)嚯娫吹念l率和幅度，來控制天線驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)速，使天線即使受到風(fēng)力的影響，仍然能夠平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動。

1.6 天線驅(qū)動控制單元（antenna drive control unit）

天線驅(qū)動控制單元控制驅(qū)動馬達的運轉(zhuǎn)和停止，在它的控制下三相電源通過安全單元和變頻器輸送到驅(qū)動馬達，同時它提供了一個24 V油位告警檢測信號，來檢測油位是否正常。

由圖1所示，三相電源依次通過安全開關(guān)、天線控制單元、變頻器到達驅(qū)動馬達，而油位告警信號線依次經(jīng)過油位探測器、油位探測器連接盒、安全開關(guān)、天線控制單元。當(dāng)驅(qū)動控制單元檢測到油位告警信號時，給變頻器傳送一個控制信號，使變頻器切斷驅(qū)動馬達電源。

2 油位告警信號流程

如圖2所示，天線驅(qū)動單元提供24 V油位檢測信號，其輸送路徑為天線驅(qū)動單元的TS1 12->安全單元的TB1 12->TB1 pin6->油位探測器連接盒的R pin1->油位探測器，其返回路徑為油位探測器->油位探測器連接盒的BL pin2->安全單元的TB1 pin5->TB1 pin11->天線驅(qū)動單元的TS1 11，此路徑為一個循環(huán)路徑，當(dāng)油位正常時，此路徑形成回路，天線驅(qū)動控制單元的TS1 12處的測量電壓為24 V，TS1 11處的測量電壓略低于24 V，同時，天線驅(qū)動單元給逆變器提供24 V控制信號，當(dāng)出現(xiàn)油位告警時，逆變器將會切斷驅(qū)動馬達的電源。

當(dāng)天線因雷擊出現(xiàn)停轉(zhuǎn)，無法啟動馬達，油位又顯示正常，我們可以用萬用表檢查天線驅(qū)動控制單元的TS1 12和TS1 11處的電壓，如果兩處電壓不正常，斷開TS1 12和TS1 11處的連接線，再測量兩處的電壓，如電壓為24 V和0 V，則可判斷油位探測器故障。當(dāng)出現(xiàn)油位探測器故障而無法開機時，我們可采取應(yīng)急措施，用一根連接線短接TS1 12和TS1 11連接點，甩開油位探測器，形成回路，此時可啟動馬達。（注：本做法為不安全做法，只能作為應(yīng)急使用）如果采用此做法，必須每日檢查油位情況，確保轉(zhuǎn)臺油位處于正?？潭龋駝t，油位偏低而沒有告警提示，將會對轉(zhuǎn)臺造成損壞，那樣的話損失就會更大。在短接24伏時，要將安全開關(guān)放在安全位置，否則馬達突然開啟可能會造成傷害。

下面列出了天線系統(tǒng)各單元油位告警信號線的連接點及電壓。

3 更換和調(diào)整油位探測器的方法

這項工作要求非常精細，所以要小心，在松開蓋子時不要損壞油位探測器。參照圖紙和操作程序，確認旋松整個探測器蓋子時要小心謹慎。

所需工具：

1）非常小的改刀（大約2.5 cm長），用于調(diào)整探測器控制器，因為他非?？拷D(zhuǎn)臺支架。建議攜帶一套小的鐘表改刀，剪下所需要的長度。

2）一個小手電筒，當(dāng)你松開油位探測器時旁邊的人可以為你照明。一個小鏡子，你需要用他來看清楚LED和調(diào)整螺絲，旁邊的人可以為你拿著這個小鏡子。

3）一些適當(dāng)?shù)陌馐?，小的一個用于電纜壓緊螺母，當(dāng)你放回時，要小心不要擰的太緊。22MM扳手用于第2齒輪箱的放油塞。一個接油桶。

4）在調(diào)整工作完成以后，用在現(xiàn)場的油泵補充適量的油到齒輪箱中。

5）最后用棉紗清理干凈益處的機油。

在更換油位探測器之前，必須確保馬達電源和詢問機電源開關(guān)已關(guān)閉。更換步驟如下：①放干第二齒輪箱里的機油；②斷開油位探測器上的連線；③旋開探測器（32 mm扳手）；④取下油位探測器，將其浸入一個裝有潤滑油的小盒子里；⑤將新的油位探測器裝上，并在螺紋處涂上密封劑；⑥重新連接電纜；⑦重新裝入第二齒輪箱的潤滑油；⑧檢查是否有漏油。

在調(diào)整油位探測器前，確保馬達電源已關(guān)閉。調(diào)整步驟如下： ①松開PG7電纜密封套管；②用手旋松蓋子，無需扳手；③將電纜穿過密封套管和蓋子；④電纜到接線端子上；⑤設(shè)置選擇器滑動開關(guān)至最小電平-低位1；⑥連接電源電壓（注：紅燈亮）；關(guān)閉TG（在天線驅(qū)動控制單元上，將開關(guān)從RUN搬到OFF位，這樣可以停止馬達的轉(zhuǎn)動，而保持油位探測器電源，以便調(diào)整）。等30分鐘，然后放油至第2齒輪箱油表（玻璃管）的最低位置；⑦同時，觀察第二齒輪箱的油位觀察管，補充合適等級的機油，直到油位的低位標記線；⑧反時針調(diào)節(jié)靈敏度控制電位器直到綠燈熄滅。然后慢慢順時針旋轉(zhuǎn)直到綠燈亮；⑨調(diào)整控制器，繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)1/2圈；⑩然后加油直到油位表（玻璃管）的中間位置（最小和最大之間）。

4 結(jié)束語

通過以上的分析，我們可知油位告警信號是通過驅(qū)動控制單元的24 V循環(huán)回路來判斷是否告警，當(dāng)油位過低或油位探測器故障都會造成回路中斷，造成告警，通過檢測天線控制單元的12和11兩處的連接點，可以快速判斷是否是油位探測器故障造成雷達停機。再根據(jù)檢測結(jié)果，采取應(yīng)急措施或更換備件的方法恢復(fù)雷達的運行。

參考文獻

[1]Equipment Manual for Condor Antenna Drive Subsystem.Raytheon Systems Limited.endprint