大氣透射儀MITRAS污染檢測的故障檢修分析

黃歡

摘要：跑道視程是機場運行的過程中的一個相當關鍵的標準，在這個標準中，所有的大型航空公司都在使用，MITRAS大氣透射儀能夠進行大氣透射率的測量得出氣象光學能見度MOR，能夠對大氣背景的光亮度進行分析，加上跑道燈光強度的信息，即可運算出跑道視程RVR。

關鍵詞：大氣透射儀；MITRAS；污染檢測；故障檢修

為了能夠更好地滿足民航組織對RVR的精確度的需求，MITRAS能夠確保穩定的發射光，而且能夠對鏡面的污染進行補償，而且能夠確保光收發機的穩定性，其技術在國際上都是領先的。鏡面污染會導致透射率的減弱，所以，也會造成RVR的準確度的降低，所以，為了能夠有效地避免這種不良的影響，就要對鏡面的污染進行分析，盡量提高鏡面污染透射率的準確度。為了能夠提高RVR數值的精確性，就要進行污染的補償檢測，從而能夠對MITRAS的故障進行分析。

為了能夠更好地滿足民航組織對RVR的精確度的需求，MITRAS能夠確保穩定的發射光，而且能夠對鏡面的污染進行補償，而且能夠確保光收發機的穩定性。其技術在國際上都是領先的。鏡面污染會導致透射率的減弱，所以，也會造成RVR的準確度的降低，所以，為了能夠有效地避免這種不良的影響，就要對鏡面的污染進行分析，盡量提高鏡面污染透射率的準確度。為了能夠提高RVR數值的精確性，就要進行污染的補償檢測，從而能夠對MITRAS的故障進行分析。

1 功能介紹

圖1為架設在跑道邊的MITRAS實物圖，該設備是測量氣象光學能見度MOR的儀器，上圖所示MITRAS另外配備有背景光亮度儀，所以該設備還可提供背景光亮度數據BL。

2 原理與邏輯結構

2.1 原理

測量原理如圖2所示：色溫為2700K的白熾燈發出的平行光束的光通量從經大氣衰減至起始值的5%所經過的距離即為MOR值。

2.2 邏輯結構

邏輯結構如圖3所示，發射機LP11閃光燈控制單元控制閃光燈（可見光）每秒閃光一次，經基線距離的大氣衰減后給接收機檢測。發射機檢測的閃光燈原始強度和接收機檢測到衰減后的強度，另外需加上發射機和接收機的窗口鏡面污染因素，經計算得出最終的MOR值，窗口鏡面污染由LP11和LR11各自的污染檢測單元負責檢測。另外還有主處理器單元負責控制和數據計算，加熱單元負責內部加熱和窗口加熱，MODEM負責對外通訊，RS232串口端口負責本地通訊，20毫安異步電流環負責收發機之間通訊，這樣就組成了一套完整的大氣透射儀。

2.3 污染檢測

污染檢測結構如圖4所示，污染檢測燈發出光亮，通過棱鏡折射部分檢測原始發光強度，經棱鏡直射部分又在窗口鏡面經過多次折射后檢測強度，通過比對計算得出污染系數。

污染的檢測能夠精確地定量大氣透射儀鏡面上的塵埃物質，而且能夠分析出造成透射率降低的原因，所以，用來對大氣透射率衰竭的補償，在對污染進行檢測的過程中，由于檢測單元受到了鏡面的污染，所以，在運用大氣透射儀進行污染處理的時候，需要借助處理器，將補償的修正量計算出來，并且要通過分析大氣透射儀獲得的數據，從而分析大氣透射率，從而能夠分析出補償后的大氣透射率。

在對污染進行檢測的過程中，一般要運用污染的檢測板，還要運用光接收器，當光的信號傳入的時候，就應該對處理器的信號進行分析，從而能夠加強控制信號，使光線能夠從燈泡向分離器轉化，當光線進入到透射儀中，能夠在玻璃的內部進行多次的反射，從而能夠折射到棱鏡上，這時，在透射儀鏡面上的灰塵等污染就會在光線的影響下變小，接收到的光能夠轉化為信號，從而形成電流的信號。

由于光分離器的光線的路徑有很多種，在某一個路徑中會有電流直接經過，這時，燈泡的強度就會非常大，可以進行補償計算。在中央處理器控制的過程中。光信號的電平比較高的時候，燈泡的電壓也比較大，如果光信號的電平比較低，那么燈泡的電壓也會比較小。

3 基線及測量范圍

圖5所示，MITRAS分單基線和雙基線兩種，單基線MITRAS配備臺個發射機一臺接收機，雙基線MITRAS配備一臺發射機和兩臺接收機，即長基線接收機和短基線接收機。雙基線實際意義：使測量范圍更大精度更高，圖6所示，測量范圍從2/3短基線距離（B2）至50倍長基線距離（B1）。單基線對應MOR及RVR范圍：雙基線對應MOR及RVR范圍：

4 板件模塊與實物展示

主要板件包括：LPT11過壓保護模塊；LPF11閃光燈控制模塊；LPB11主板模塊；LPH11加熱模塊；LPD11污染檢測模塊；LP111閃光燈光強檢測模塊；DMX21調制解調器；LPP11供電模塊；LPC11中央處理器模塊。

主機箱如圖7所示，箱門右上角為維護端口，端口通信方式為RS232串行口，端口通訊參數設置為300_7_E_1，箱門底部有五個航空接口，分別連接電源、收發機間通信信號和對外信號，窗口部分的測量和加熱，背景光亮度儀端口等，內部如同臺式機機箱，有電源，主板，CPU等，主機箱內部板件在圖8中均已標明，剩余板件均安裝在窗口測量部分。LP11發射機跟LR11接收機內部結構幾乎相同，LR11接收機僅缺少閃光燈、閃光燈控制模塊LPF11及DMX21，其余板件通用，部分板件需調節跳線及撥鈕來決定使用端（發射、長接收、短接收）或實現不同功能需求，維護人員如遇故障需更換板件只要遵循新板件與故障板件跳線撥鈕設置一致即可。

5 具體的案例分析

5.1 案例一

（1）故障現象

在室內的各個AWOS中。顯示出的都是傳感器提供的RVR丟失的問題，而且在RVR丟失的過程中都會有大量的警告信號，從而分析MITRAS的運行狀態。

（2）分析

通過對故障的分析，可以看出在設備運行的狀態中，當設備發生故障警告的時候，就會出現污染檢測等長期亮的問題，而且檢測燈在長期的工作。而且檢測燈出現了老化的問題，導致發射光的強度變大，而且超過的允許的范圍，這時，按照技術守則上分析，應該對被污染的檢測燈進行更換，也可能是由于發射光的信號將通路阻隔，鏡面的污染比較嚴重，導致發射光變弱。

（3）檢查處理

當遇到這類故障的時候，就可以采用tcon的命令來檢測，分析鏡面污染的情況，然后分析出SIGNAL的數值為1400，所以，在對污染檢測的過程中，其燈光的強度只有900，比最小值還要小，所以，鏡面的污染導致了檢測光的強度的減弱是主要的故障原因。

將MITRAS的接收機面拆開，可以發現在前面的鏡面中，干凈的鏡面中的參考信號不多，在將機器檢查后，發現SIGNAL的信號幾乎沒有太大的變化，然后警告卻沒有消失。

然后將整個污染面拆開，可以發現，固定的發射燈的小螺絲出現了松動的問題，所以，應該對發射燈的位置進行調節，在調節的過程中，對螺絲固定，在開機檢查后，發現MITRAS的工作狀態恢復了正常，而且AWOS的數值也恢復了正常。

（4）結論

從這類故障可以看出，發射燈安裝的位置會對污染產生很大的影響，所以，在安裝發射燈的時候，應該先選好位置，防止鏡面的污染。

5.2 案例二

（1）故障分析

在室內的各個AWOS中都顯示傳感器上RVR的數據出現了丟失。而且出現了警告現象，在進行MITRAS檢查的過程中，發現發射機出現了一定的故障。

（2）故障的分析和處理

通過對上述故障的分析，可以看出其故障發生的機制與案例一差不多，在對現場進行勘查的過程中，發現發射機的檢測燈損壞。

運用tcon進行檢查，可以發現SIGNAL的數值為150，REF的數值為40，通過對此類情況的分析，可以看出，污染檢測的燈光一直不亮，其原因主要有電源接觸不良，而且電源上的觸發信號出現了問題，而且電路的污染檢測燈自身也出現了故障。

在對觸發信號進行檢查的過程中，發現信號都是正常的，在對10VDC進行檢查的時候，受到了空間的限制，所以，不能對所有的線路進行檢測，而且接頭也沒有檢測到故障。在分析外部的10DVC的電壓的時候，分析電路的圖像和印刷的圖版的時候，發現在圖版上也不能找到檢測的信號，所以，故障還是沒有被排除，應該對接觸不良的電源進行更換，如果故障還是沒有被排除，就要對圖版進行更換，在更換后，發現MITRAS的運行恢復了正常。

（3）故障總結

在圖版上10VDC的電壓不與任何的元件連接，只能夠在印刷版上實現連接，所以。在故障發生的時候。一般都不會分析圖版出現了問題，而一般更多的會考慮電源的問題，所以，應該先對圖版進行故障的檢測，然后再對印刷版上的連接線進行分析，確保線路的連接是正常的，再分析電源是否是接觸不良的。

結語：

本文通過對大氣透射儀的運行原理和相關的故障進行分析，從而能夠提高大氣透射儀檢測的準確性，分析出大氣透射儀的測量數據在傳輸過程中存在問題，但是，產生這樣的原因卻是不同的，所以，在維修的過程中應該先對數據進行測試。然后進行全面地分析，從而判斷故障發生的原因。在進行污染檢測的過程中，應該對鏡面污染進行預防，從而可以獲得準確的SIGNAL數值，能過對通路上的鏡面污染進行清除，按照技術手冊的要求進行處理，實現對檢測燈的更換，從而能夠防止鏡面污染。