自動氣象觀測系統(tǒng)大氣透射儀LT31故障維修案例

【摘? 要】VAISALA公司生產(chǎn)的自動氣象觀測系統(tǒng)目前普遍應(yīng)用于國內(nèi)各民航機場，為飛行機組、塔臺管制員、氣象觀測員提供能見度、風(fēng)向風(fēng)速、修正海壓、氣溫、濕度、降水量等氣象數(shù)據(jù)，是塔臺管制員指揮飛機起降和氣象觀測員發(fā)布?xì)庀髨笪牡闹匾罁?jù)。在這些氣象要素中，最重要的數(shù)據(jù)莫過于跑道視程（Runway Visual Range，以下簡稱RVR），代表著航空器上的飛行員，能夠看到跑道中線燈或邊線燈的最大距離。所以RVR也是管制員最為關(guān)心的數(shù)據(jù)，而作為RVR數(shù)據(jù)的采集設(shè)備，大氣透射儀LT31的維護維修工作就變得尤為重要。

【關(guān)鍵詞】 LT31;自動氣象觀測系統(tǒng);大氣透射儀;空管;氣象;跑道視程;維護維修;VAISALA

引言

大氣透射儀采用測量發(fā)射機和接收機之間的水平空氣柱的平均消光系數(shù)而計算出能見度，它直接對兩點之間的空氣的大氣透射率進行測量。通常民航機場采用的是“雙端式”大氣透射儀，發(fā)射機和接收機之間的距離稱之為基線，民航機場應(yīng)用的基線通常為30米。

大氣透射儀的物理結(jié)構(gòu)最核心的特點是采用了“單元+模塊”的設(shè)計，整個大氣透射儀分為發(fā)射單元、接收單元、支撐單元、測量單元、接口單元，而各個單元中，尤其是測量單元，采用了模塊化設(shè)計，由幾個不同功能的模塊組合在一起從而實現(xiàn)測量單元的光信號測量、計算、污染檢測、對準(zhǔn)、加熱等功能。而研究各個模塊的功能、故障代碼和故障現(xiàn)象，就是每個氣象機務(wù)員必須要做的功課。在這里列舉兩例呼倫貝爾海拉爾機場大氣透射儀故障的維修案例。

1.窗口發(fā)射模塊

1.1故障現(xiàn)象

某日，值班機務(wù)員發(fā)現(xiàn)自動氣象觀測系統(tǒng)監(jiān)控界面09#跑道LT31狀態(tài)指示燈是紅色，但數(shù)據(jù)界面中該位置的MOR和RVR數(shù)據(jù)仍然有效無異常。

1.2故障分析

狀態(tài)指示燈變紅，說明該設(shè)備存在異常狀態(tài)，打開事件監(jiān)視器Event Monitor，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)三行告警信息：

LT31 OVERALL WARNING

LT31 RECEIVER WARNNING

LT31 WTU LIGHT SOURCE AGING WARNNING

以上事件信息是比較典型的模塊故障告警信息，通過以上三行事件信息，我們分析得出以下結(jié)論：

（1）故障位置出現(xiàn)在接收機;

（2）具體原因是接收機窗口發(fā)射模塊光源老化;

（3）設(shè)備狀態(tài)目前是“告警”而并非“故障”，依然可以正常工作采集數(shù)據(jù)，這也就是為什么MOR和RVR數(shù)據(jù)有效無異常的原因。

1.3故障處理

找到故障點在之后，下一步就是要替換掉已老化的窗口發(fā)射模塊。該模塊位于測量單元內(nèi)，需要將測量單元整體取下，操作如下：

（1）取下上部接口單元蓋并用提供的鑰匙打開接口單元。

（2）松開測量頭蓋板兩側(cè)的各三個鎖緊螺絲，然后從測量頭上小心移除蓋板。

（3）測量單元是用兩個緊固螺絲固定的。通過支撐單元的缺口處，可以擰松這兩個4號六角螺絲。

隨后將測量單元拿回維修車輛內(nèi)進行更換模塊，操作如下：

（1）松開蓋板的六角緊固螺絲，將蓋板移除。

（2）移除光學(xué)單元，斷開位于LTC112板后端的插頭。

（3）注意不要弄臟測量單元窗口，并且在更換過程中檢查是否需要清潔窗口。

（4）更換窗口發(fā)射模塊LTL212，緊固螺絲，用綁帶固定線纜。

（5）將光學(xué)單元安裝回測量單元內(nèi)，注意光學(xué)單元應(yīng)該與測量單元內(nèi)壁保持水平。

（6）緊固測量單元蓋板，并安裝回支撐單元上。

由于LT31系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置原因，只要更換任意模塊，系統(tǒng)默認(rèn)變更了安裝地點，所以更換模塊上電之后，需要對大氣透射儀進行粗調(diào)和精調(diào)，以及進行零校準(zhǔn)和能見度校準(zhǔn)。而在完成這些步驟后依然存在告警信息，此時細(xì)心的機務(wù)員發(fā)現(xiàn)，替換上的新模塊，與舊模塊型號不同，舊模塊型號為LTL211，而新模塊型號為LTL212。

帶著這個疑問咨詢了設(shè)備廠家工程師，原來新型號模塊需要在EEPROM中寫入高級參數(shù)才能使用，所以有了以下操作：

（1）輸入打開串口命令OPEN LT;

（2）進入高級模式LEVEL 3并且輸入密碼;

（3）CONFIGURE LTM211.LIMIT_WINTXDERA_OFF 10

CONFIGURE HEATER.SHUTDOWNTEMP 40;

（4）配置已更改，退出LEVEL 3命令CLOSE;

（5）此時再用status命令查看設(shè)備狀態(tài)，告警信息消除，系統(tǒng)狀態(tài)變?yōu)镺K。

2.主發(fā)射模塊

2.1故障現(xiàn)象和分析

某日機務(wù)員值班時，接到塔臺管制員電話，27#跑道RVR無數(shù)據(jù)，機務(wù)員立即查看自動氣象觀測系統(tǒng)狀態(tài)，該點狀態(tài)指示燈變紅，數(shù)據(jù)為“///”且邊框為紅色，事件監(jiān)視器中顯示一系列告警信息，全部關(guān)于發(fā)射單元，其中有一項明確指出了故障位置和類型：TRANSMITTER MAIN TRANSMITER LED ERROR，表示發(fā)射機主發(fā)射模塊故障，其余告警信息都是由于該項故障導(dǎo)致的連鎖告警，只要解決主發(fā)射模塊故障就可以恢復(fù)設(shè)備狀態(tài)。

2.2故障處理

主發(fā)射模塊安裝在發(fā)射機測量單元內(nèi)，首先將測量單元拆卸下來，并將光學(xué)單元從中取出，VAISALA原廠的主發(fā)射模塊型號為LTL111，最新備件型號為LTL112。

拆卸步驟與窗口發(fā)射模塊相同，模塊更換完畢之后，接下來進行粗調(diào)和精調(diào)，以及零校準(zhǔn)和能見度校準(zhǔn)，其中由于模塊型號變化，需要高級命令將參數(shù)寫入配置中，進行如下操作：

（1）打開串口OPEN LT;

（2）進入高級模式LEVEL 3并且輸入密碼;

（3）CONFIGURE LTM111.LIMIT_MAINTXDERA_OFF 10

（4）CONFIGURE HEATER.SHUTDOWNTEMP 40

（5）此時已寫入配置，退出LEVEL 3模式，用status命令或者menu菜單中查看設(shè)備狀態(tài)，告警信息消除，設(shè)備狀態(tài)恢復(fù)正常。

3.結(jié)束語

大氣透射儀LT31的故障點，通常出現(xiàn)在發(fā)射機和接收機兩部分中，而且模塊較多、型號相近，有通用的模塊也有不通用的模塊，這就需要機務(wù)員在故障分析中，準(zhǔn)確的讀懂事件信息中的內(nèi)容，熟練掌握各模塊的型號和英文縮寫，這樣就可以在日常的故障排查中節(jié)省寶貴的時間。其次，年份比較久的LT31中，原廠模塊與最新產(chǎn)模塊的型號不同，需要進行配置寫入工作，這點需要機務(wù)員注意。這些年來呼倫貝爾海拉爾機場的自觀系統(tǒng)大氣透射儀中的模塊幾乎全部更換過，屬于故障率相對高的部件，所以本文挑選了其中兩個典型模塊的故障維修與大家交流分享。

參考文獻

[1]VAISALA USERS GUIDE LT31

作者簡介：邱豐（1989.3-），男，漢族，山東人，本科，工程師，研究方向為民航自動氣象觀測系統(tǒng)的維護維修，從事民航空管氣象設(shè)備保障工作。