淺談波導(dǎo)充氣機(jī)在微波通信中的使用與維護(hù)

胡振興

?

淺談波導(dǎo)充氣機(jī)在微波通信中的使用與維護(hù)

胡振興

在微波通信系統(tǒng)中，微波收發(fā)信機(jī)通過(guò)饋線與收發(fā)天線連接。天線架設(shè)在一定高度的發(fā)射塔上，連接天線與微波收發(fā)信機(jī)的饋線長(zhǎng)數(shù)十米，長(zhǎng)期處在與地面及室內(nèi)有較大不同的高空環(huán)境。如果波導(dǎo)管內(nèi)氣體潮濕，不僅會(huì)使水汽凝結(jié)銹蝕波導(dǎo)管內(nèi)壁，更會(huì)由于傳輸介質(zhì)的差異造成微波通信質(zhì)量下降。波導(dǎo)充氣機(jī)可實(shí)時(shí)檢測(cè)波導(dǎo)管內(nèi)的氣壓，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的氣壓值自動(dòng)向波導(dǎo)管內(nèi)充入一定壓力的潔凈干燥氣體，并使管內(nèi)相對(duì)管外保持正壓，防止外部潮濕空氣及水分進(jìn)入，避免饋線受潮，對(duì)信號(hào)產(chǎn)生吸收、衰減（嚴(yán)重時(shí)將使載波變形）等影響，從而使傳輸特性穩(wěn)定。對(duì)于高頻段及高濕度地區(qū)來(lái)說(shuō)，波導(dǎo)充氣機(jī)的作用更加重要。

一、工作原理

波導(dǎo)充氣機(jī)主要由充氣氣泵、電磁閥、氣壓監(jiān)測(cè)器、主控電路、顯示和操作電路、電源電路、干燥劑等組成，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)充氣機(jī)即進(jìn)入自動(dòng)充氣狀態(tài)，給波導(dǎo)管充氣的氣流由氣泵產(chǎn)生，氣體從透明的充氣管進(jìn)入塑料桶經(jīng)干燥劑干燥，除去氣流中的潮濕成分，干燥后的氣流進(jìn)入波導(dǎo)管進(jìn)行充氣。

充氣流程：（1）氣壓監(jiān)測(cè)器用于測(cè)量當(dāng)前的氣壓，并將氣壓值顯示在顯示電路上。當(dāng)氣壓低于設(shè)定的氣壓下限值時(shí)，繼電器吸合觸點(diǎn)，氣泵電源接通開(kāi)始工作，電磁閥開(kāi)啟，進(jìn)入充氣階段。（2）當(dāng)氣壓升高至高于設(shè)定的氣壓上限值時(shí)，主控電路控制氣泵和電磁閥關(guān)閉，充氣結(jié)束，氣路處于保壓檢測(cè)狀態(tài)。（3）當(dāng)氣壓再次下降至設(shè)定的氣壓下限值時(shí)，電磁閥和氣泵再次啟動(dòng)，如此循環(huán)使系統(tǒng)壓力維持在設(shè)定的氣壓上下值之間。工作流程如圖1所示。

二、日常維護(hù)

1.漏氣檢測(cè)

啟動(dòng)“漏檢”開(kāi)關(guān)，觀察30s后，氣壓無(wú)明顯下降（1～2kPa），說(shuō)明充氣機(jī)本身無(wú)漏氣，工作正常。應(yīng)注意充氣機(jī)不能長(zhǎng)時(shí)間處于“漏檢”狀態(tài)，以免氣泵長(zhǎng)時(shí)間工作導(dǎo)致溫度過(guò)高，將出氣口的膠管熔化引起漏氣。

2.充氣泵檢查

將充氣口多次開(kāi)合，能聽(tīng)到類(lèi)似于“咔咔”之類(lèi)的響聲，說(shuō)明氣泵工作正常。也可以拆開(kāi)機(jī)箱，取下出氣管，用手感覺(jué)氣泵出氣狀況來(lái)判定氣泵好壞。

3.充氣管檢查

打開(kāi)機(jī)箱，檢查內(nèi)部充氣管是否存在脫落、打結(jié)或彎折等現(xiàn)象，尤其注意氣泵出氣口處，脫落會(huì)造成充氣機(jī)漏氣，打結(jié)或彎折嚴(yán)重會(huì)造成氣壓過(guò)高。

4.運(yùn)行狀態(tài)觀察

顯示和操作電路實(shí)現(xiàn)氣壓顯示、工作狀態(tài)指示、漏檢指示和接收漏檢按鈕指令，它與主控電路板之間使用彩色排線相連。通過(guò)它可以看到目前饋線中的氣壓值、機(jī)器本身的故障指示、充氣指示和操作指示。

5.干燥劑更換

充氣機(jī)常采用藍(lán)色顆粒狀變色硅膠作干燥劑，從充氣機(jī)的正面可以觀察到干燥劑的顏色，來(lái)判斷干燥劑的潮濕程度。如果顏色已呈粉紅色，說(shuō)明干燥劑已經(jīng)受潮，需要將干燥劑取出進(jìn)行烘干，當(dāng)顏色由紅變藍(lán)時(shí)才能重新使用，也可直接換裝新干燥劑。

換裝新干燥劑操作：用手或一字改錐按逆時(shí)針?lè)较蛐_(kāi)機(jī)殼底部鋁蓋，倒出干燥劑，然后用支撐物將機(jī)箱倒置架起使加料孔朝上。利用漏斗將新干燥劑灌入加料孔至九成滿(mǎn)，清除孔周?chē)榱：笾匦滦o鋁蓋。應(yīng)注意避免將干燥瓶從機(jī)箱內(nèi)拆出后裝填干燥劑，否則會(huì)影響整機(jī)系統(tǒng)氣密性。

6.干燥劑再生

（1）將干燥劑倒入耐高溫容器中（干燥劑彈性很大不宜使用淺底面寬容器），置于烘箱或微波爐內(nèi)恒溫加熱，蒸發(fā)出干燥劑內(nèi)水分，至干燥劑恢復(fù)成藍(lán)色。因干燥劑長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中會(huì)受潮，需將其裝到密封盒內(nèi)，待下次更換時(shí)使用。

如在采購(gòu)方式選擇上，公開(kāi)招標(biāo)限額以上項(xiàng)目采用公開(kāi)招標(biāo)，在公開(kāi)招標(biāo)限額以下項(xiàng)目視情況選擇公開(kāi)招標(biāo)、競(jìng)爭(zhēng)性磋商、競(jìng)爭(zhēng)性談判等方式，“慎用單一來(lái)源采購(gòu)，鼓勵(lì)并引導(dǎo)第三方公司參與下的維保服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)構(gòu)建?！笔♂t(yī)院辦公室副主任、原招標(biāo)科科長(zhǎng)唐通軍向記者介紹。

（2）在夏季時(shí)也可直接將干燥劑倒入淺容器內(nèi)平鋪開(kāi)，直接置于烈日下暴曬，使干燥劑中的水分蒸發(fā)，恢復(fù)至藍(lán)色，待下次使用。

需要說(shuō)明的是干燥劑不可無(wú)限次使用，當(dāng)發(fā)現(xiàn)干燥劑再生后顏色變淺或有碎裂時(shí)，應(yīng)停止使用。

圖1　工作流程圖

三、波導(dǎo)充氣機(jī)常見(jiàn)問(wèn)題分析與處理

1.電磁閥和充氣泵不啟動(dòng)

若測(cè)量電源板電壓正常則故障可能由繼電器引起。電磁閥和充氣泵由固態(tài)繼電器JGX-3F供電，輸入端負(fù)極電壓6V大于正極電壓5V時(shí)電磁閥和充氣泵不啟動(dòng)。輸入端正極對(duì)地電壓若為0左右，負(fù)極對(duì)地電壓為-5V左右時(shí)，表明繼電器輸入端正常，此時(shí)檢查固態(tài)繼電器輸出端是否開(kāi)路。

2.開(kāi)機(jī)告警

充氣機(jī)在工作中有一個(gè)充氣上限值（13.8kPa）和下限值（3.8kPa），閉合電源開(kāi)關(guān)時(shí)氣壓值為0，沒(méi)有達(dá)到下限值而產(chǎn)生告警，這是為提醒氣管漏氣而設(shè)計(jì)。兩種方法抑制上述告警：（1）在開(kāi)機(jī)之前將清除開(kāi)關(guān)按入，等到氣壓值高于低壓下限值時(shí)再把清除開(kāi)關(guān)按出；（2）把輸出充氣管彎到90°～180°之間，等到氣壓值高于低壓下限值時(shí)使充氣管恢復(fù)原狀。

測(cè)量電源板輸出端交流電壓，若空載值低于200V，則可能由電壓過(guò)低導(dǎo)致。輸出端逆變交流電壓應(yīng)為260V左右，電壓低可能由250V100μF電容容量下降和T1、T2、T3、T4三極管某個(gè)元件擊穿所致。

4.電磁閥與充氣泵反復(fù)啟動(dòng)

測(cè)量電源板輸出交流電壓值，若其上下浮動(dòng)較大，會(huì)導(dǎo)致比較器LM324輸入端電壓變化，固態(tài)繼電器JGX-3F輸入端電壓亦隨之波動(dòng)，其輸出端控制電磁閥和充氣泵不斷啟動(dòng)和停止。電壓不穩(wěn)可能由16V100μF電解電容C17、C18、C19、C20中某個(gè)電容容量減少引起。

5.氣壓不符合設(shè)定值

（1）可能因充氣管被堵塞引起，應(yīng)打開(kāi)充氣機(jī)面板，檢查充氣管道是否通暢。（2）把所有出氣嘴封閉后看充氣機(jī)是否漏氣，若漏氣可能是電磁閥導(dǎo)致，應(yīng)更換電磁閥，或者將其里面彈簧拉長(zhǎng)，閥心橡皮處貼一層直徑3mm圓形絕緣膠布。若出氣嘴封閉后不再漏氣則漏氣為充氣管導(dǎo)致。順充氣管查找漏氣點(diǎn)，著重檢查饋線連接處。找到漏氣點(diǎn)后將其作密封處理，可用A、B膠填封后再用膠帶纏裹將漏氣點(diǎn)封堵。（3）沒(méi)有設(shè)定正確的氣壓上下限值或上下限值倒置，應(yīng)重新正確設(shè)置氣壓上下限值，設(shè)定的氣壓上限值不應(yīng)超過(guò)氣泵充氣能力。繼電器輸入電壓受三極管控制，三極管受比較器LM324控制，比較器受微調(diào)電位器W5（下限值）、W6（上限值）控制。應(yīng)配合輔助調(diào)節(jié)W1、W2、W3、W4、W7和W8，調(diào)節(jié)W5使氣壓下限值為3.8kPa，調(diào)節(jié)W6使氣壓上限值為13.8kPa。

6.氣壓回跌

分氣壓上升至預(yù)定上限值停止充氣后壓力迅速下降，是由于充入一定量的空氣后造成充氣管內(nèi)部近端與遠(yuǎn)端存在一定壓力差導(dǎo)致，通常情況下內(nèi)口徑越小長(zhǎng)度越長(zhǎng)則上述壓力回跌值越大。

7.告警

（1）過(guò)壓告警，當(dāng)某種原因使氣壓達(dá)到告警壓力上限時(shí)，會(huì)觸發(fā)告警切斷氣泵電源。（2）漏氣告警，當(dāng)因氣管破裂等原因造成漏氣時(shí)，會(huì)導(dǎo)致充氣機(jī)連續(xù)工作，其連續(xù)運(yùn)行超過(guò)一定時(shí)間將觸發(fā)告警，使本機(jī)呈保護(hù)性關(guān)閉狀態(tài)。此告警狀態(tài)持續(xù)一段時(shí)間后，會(huì)自動(dòng)解除告警，繼續(xù)充氣，直到氣壓達(dá)到設(shè)定上限值，再次成為保壓狀態(tài)，反復(fù)如此使告警和充氣過(guò)程不斷循環(huán)下去。此功能應(yīng)用于無(wú)人值守站發(fā)生漏氣時(shí)維護(hù)人員無(wú)法及時(shí)處理的情況。此種方式能最大限度的維持氣壓，又使充氣泵和電磁閥得以冷卻。（3）保險(xiǎn)絲熔斷、電磁閥和繼電器損壞時(shí)會(huì)顯示告警。

8.無(wú)顯示

充氣正常，無(wú)氣壓和充氣次數(shù)顯示，可能由數(shù)碼管和控制模塊本身故障或連接線接觸不良導(dǎo)致：（1）檢查主板和前面板之間的連接線是否插緊。（2）取出控制面板，將數(shù)碼發(fā)光管重新插拔或更換發(fā)光管。（3）無(wú)顯示可能由數(shù)碼管控制集成塊TC14433BEPG引起。

四、結(jié)語(yǔ)

波導(dǎo)充氣機(jī)是微波通信系統(tǒng)的重要組成部分，在淮河流域內(nèi)的微波通信站點(diǎn)配備數(shù)量較多，所處環(huán)境條件和設(shè)備運(yùn)行狀況有較大不同。加強(qiáng)波導(dǎo)充氣機(jī)的管理和維護(hù)，是提高微波電路通信質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，也是防汛通信網(wǎng)暢通的重要保障■

（作者單位：淮委通信總站233001）