端木虹　趙剛

【摘要】 隨著中國民用航空氣象事業(yè)的飛速發(fā)展，對航空飛行安全的氣象保障能力也提出了越來越高的要求。氣象探測技術(shù)和手段的提高是預(yù)報準(zhǔn)確率和氣象服務(wù)質(zhì)量提高的基礎(chǔ)保障。氣象自動觀測系統(tǒng)是民航氣象基本業(yè)務(wù)和氣象服務(wù)保障的主要探測設(shè)備之一，其探測能力和自動化水平的提高也使之成為了保障航空飛行安全必不可少的主要手段。因此空管氣象安全保障對氣象自動觀測系統(tǒng)的正常運行也提出了更高的要求。本文主要以MIDAS IV氣象自動觀測系統(tǒng)的云高儀CL31為例，簡述其發(fā)射機出現(xiàn)故障后的分析、定位及排查。

【關(guān)鍵詞】 氣象自動觀測系統(tǒng) CL31發(fā)射機 故障分析

一、引言

氣象自動觀測系統(tǒng)主要用于探測風(fēng)速風(fēng)向、能見度、溫度、濕度、氣壓、云高等氣象要素，CL31是氣象自動觀測系統(tǒng)的一個重要的組成部分，主要用于探測獲取云高或垂直能見度數(shù)據(jù)。CLT311發(fā)射機是該傳感器的關(guān)鍵部位。本文將以芬蘭VAISALA公司的MIDAS IV氣象自動觀測系統(tǒng)的CL31為例，簡述其發(fā)射機出現(xiàn)故障后的簡單分析、定位及排查。

二、CL31概述及測量單元的基本組成

CL31主要是通過發(fā)射機將高速光脈沖（100ns）射向天空，通過接收機監(jiān)測微粒產(chǎn)生的后射散光，來確定反射層的高度。因此發(fā)射機故障，會對云高或者垂直能見度數(shù)據(jù)的采集造成影響。其測量單元主要包括外圍機殼、CLW311窗口、CLH311內(nèi)部加熱器、CLR311接收機、CLO311光學(xué)部件、CLE311云高儀引擎主板、CLM311激光檢測屏、CLT311發(fā)射機、備用電池及CLP交流電源。

CL31測量單元的組成（見圖1）。

三、故障分析及排查

3.1 故障現(xiàn)象

CL31經(jīng)常出現(xiàn)窗口污染告警，但清潔后告警消失。之后初次發(fā)現(xiàn)EVENT MONITOR中出現(xiàn)CL31的發(fā)射機告警，告警信息為“TRANSMITTER EXPIRES”，即發(fā)射機有效期滿。監(jiān)控CL31傳感器告警燈由綠色變?yōu)榧t色。

3.2 故障分析

由于設(shè)備安裝使用不到一年，且告警期間采集數(shù)據(jù)正確，因此初步判斷窗口污染嚴(yán)重時，CL31進行了窗口污染檢測，根據(jù)污染程度的不同，發(fā)射機會自動調(diào)節(jié)發(fā)射功率，保證所采集數(shù)據(jù)的正確。清潔過窗口后，經(jīng)過一段時間的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)告警信息并未消除，由此認(rèn)為可能由于西北風(fēng)沙大，窗口污染頻繁，導(dǎo)致窗口污染檢測點發(fā)生漂移引起發(fā)射機告警，因此需要對CL31窗口污染檢測進行校準(zhǔn)。

3.2.1 校準(zhǔn)

（1）進行窗口清潔；（2）使用維護線連接J4端口，打開維護終端，使用超級終端進行連接，傳輸配置為9600，8，N，1。連接后使用open命令，建立通訊，鍵入advanced命令，進入到高級命令模式；（3）鍵入set factory win_clean命令后，自動執(zhí)行校準(zhǔn)，顯示OK，校準(zhǔn)完成。校準(zhǔn)后繼續(xù)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)告警信息仍未消除，此時考慮可能是發(fā)射機出現(xiàn)故障，但需要進一步檢測。

3.2.2 檢測排查

（6）此處推薦通過status命令也可查看發(fā)射機當(dāng)前發(fā)射功率信息。

還可以通過version命令，提前記錄下傳感器的版本信息，傳感器正常時的一些參數(shù)或者出廠的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，便于出現(xiàn)故障時，進行參數(shù)對比，有助于故障的分析定位。

3.2.3 發(fā)射機更換

（1）打開測量單元的門，在CLE311云高儀引擎主板 （見圖1）上有個“CLT ok”LED燈是滅的，表示發(fā)射機故障；（2）關(guān)掉所有的電源開關(guān)，包括電池開關(guān)；（3）依次斷開CT3839電源線纜和連接CLE311云高儀引擎主板的發(fā)射機帶狀線纜；（4）向右旋轉(zhuǎn)松開黑色圓環(huán)（圖1發(fā)射機上方有個黑色圓環(huán)），如果需要，可以用2.5mm的艾倫內(nèi)六角扳手作為撬杠。將發(fā)射機取出；（5）換上新發(fā)射機，并擰緊黑色圓環(huán)。安裝發(fā)射機時需保證貼有標(biāo)簽的一面朝向測量單元的門；（6）依次連接到CLE311云高儀引擎主板的帶狀線纜和CT3839電源線纜；（7）打開所有電源開關(guān)，監(jiān)控“Laser on”LED燈開始以2秒為間隔閃爍，同時CLE311云高儀引擎主板上的6個診斷LED燈全部點亮。（8）更換完成后進行CL31的校準(zhǔn)，用status命令查看傳感器狀態(tài)，確定恢復(fù)正常，無其他故障告警信息。

注：以上所翻譯更換步驟如有誤差，請參看CL31用戶手冊的Chapter 8 Repair章的Replacing Ceilometer Laser Transmitter CLT311小節(jié)。

四、建議及總結(jié)

4.1 建議

（1）發(fā)現(xiàn)告警，沉著冷靜，理清思路，勇于打破習(xí)慣思維，首先查看解讀狀態(tài)信息，初步判斷故障部位，少走彎路；（2）學(xué)習(xí)掌握部分高級命令，利于故障原因的深入細致分析和故障部位的準(zhǔn)確定位；（3）養(yǎng)成提前留存?zhèn)浞菹到y(tǒng)正常運行時的各類信息資料的習(xí)慣，善于靈活應(yīng)用對比方法，參考系統(tǒng)正常運行時的信息，及時判斷排查故障。

4.2 總結(jié)

本文僅以氣象自動觀測系統(tǒng)中的CL31云高儀為例簡述了CL31發(fā)射機故障的分析、定位及排查，希望能對氣象自動觀測系統(tǒng)的維護人員有些許幫助，從而更高效發(fā)揮氣象自觀系統(tǒng)在航空飛行安全中的氣象保障作用。

參 考 文 獻

[1] 周建華，張中鋒，莊衛(wèi)方. 航空氣象業(yè)務(wù). 北京：氣象出版社，2011

[2] MIDAS-IV Automated Weather Observing System Vaisala Ceilometer CL31 USERS GUIDE. VAISALA，2004.