大氣透射儀MITRAS故障樹的初步建立

王晶紅

摘 要：大氣透射儀MITRAS 是測量跑道視程（RVR）的氣象探測設備，保證MITRAS可靠、準確地運行，是保障飛行安全的重要因素。文章對MITRAS的常見故障進行了分析，并建立MITRAS故障樹，以指導機務員進行故障分析及定位。

關鍵詞：氣象自動觀測系統；大氣透射儀；MITRAS；故障樹分析

引言

目前，我國民用航空機場均有不同種類的氣象探測設備，給預報員、管制員及飛行人員等提供數據依據。跑道視程是機場重要的一個氣象要素，飛行安全需要準確、及時地獲取跑道視程數據。VAISALA自動氣象觀測系統中，用來測量跑道視程的設備為大氣透射儀，很多機場配備的為型號MITRAS的大氣透射儀。因此，保證大氣透射儀MITRAS可靠、準確地運行，是保障飛行安全的重要因素。大氣透射儀是集光學、電子、機械為一體的精密儀器，大氣透射儀一旦出現故障，自動氣象觀測設備維護機務員通常是采用查詢技術手冊及依靠經驗的方式進行分析處理。并且，機務員必須盡快解決故障，以保障飛行安全。因此，需要分析與總結設備故障現象及造成故障的各種原因、因素以指導機務員迅速、準確的進行故障定位。故障樹分析是通過對可能造成產品故障的硬件、軟件、環境、人為因素進行分析，畫出故障樹，從而確定產品故障原因的各種可能組合方式和（或）其發生概率的一種分析技術，其目的是幫助判明潛在的故障或計算產品發生故障的概率，以便采取相應的改進設計措施，或指導故障診斷、改進運行和維修方案。文章采用故障樹分析與建立的方法對大氣透射儀MITRAS進行故障原因的分析、總結，為機務員故障診斷與定位提供依據與方法。

1 大氣透射儀MITRAS

1.1 跑道視程的定義

跑道視程（RUNWAY VISUAL RANGE），簡稱RVR，是指在跑道中線上，航空器上的飛行員能看到跑道面上的標志或跑道邊界燈或中線燈的距離。跑道視程是根據氣象光學距離、跑道背景光強度和跑道燈光強度算出的數值。其中，氣象光學距離（METEROLOGICAL OPTICAL RANGE），簡稱MOR，是指一束2700K的白熾平軸光在大氣中傳播，衰減至其初始值的5%時，所經過的距離。

1.2 大氣透射儀MITRAS原理簡介

大氣透射儀MITRAS由發射機和接收機組成，發射機的光束對準接收機鏡頭中心，由發射機發出光束，經過大氣衰減，被接收機接收到并測量光強，接收機處理器在發射機處理器的控制下，完成初始測量和數據的內部交換操作，計算出MOR值。測量到的MOR數據受主機時序控制，定時向主機發送數據，并在主機上通過跑道背景光強度和跑道燈光強度算出RVR值。圖1即大氣透射儀MITRAS。

1.3 大氣透射儀MITRAS結構組成

大氣透射儀由發射機和接收機組成，單基線透射儀包括一個發射機和一個接收機，雙基線透射儀包括一個發射機和兩個接收機，文章以單基線大氣透射儀為例進行分析。發射機主要包括：閃光控制單元LPF11、光強檢測單元LPI11、污染檢測單元LPD11、加熱控制單元LPH11、處理器板LPC11、電源供給單元LPP11、MODEM板、過壓保護單元LPT11。接收機主要包括：光強檢測單元LPI11、污染檢測單元LPD11、加熱控制單元LPH11、處理器板LPC11、電源供給單元LPP11、過壓保護單元LPT11。發射機和接收機具體原理框圖分別如圖2、圖3所示。

1.4 大氣透射儀MITRAS常見故障

大氣透射儀MITRAS常見故障模式為：一個RVR值丟失、全部RVR值丟失、RVR值明顯偏低。

三種故障模式，對應的故障部位及原因各個不同，以下將建造故障樹進行詳細分析。

2 大氣透射儀MITRAS故障樹的建立

2.1 基本概念及符號

故障樹指用來表明產品哪些組成部分的故障或外界事件或它們的組合將導致產品發生一種給定故障的邏輯圖。故障樹中常用事件的符號見表1。

故障樹中常用的邏輯門是邏輯“與門”和邏輯“或門”，其他邏輯門在某種程度上都可以簡化為邏輯“與門”和邏輯“或門”。符號如表2所示。

2.2 建樹步驟

建樹工作需要對整個系統及各個組成部分有透徹的了解，然后逐步深入、逐級分析。

（1）廣泛收集并分析系統及其故障的有關資料及信息；（2）選擇頂事件；（3）建造故障樹。

對于復雜系統，建樹時按系統逐級展開。

2.3 大氣透射儀MITRAS的故障樹

以上各節已對大氣透射儀MITRAS的原理及結構框圖做了詳細介紹，并確定其常見故障為：一個RVR值丟失、全部RVR值丟失、RVR值明顯偏低。

可將以上三種故障模式作為頂事件，逐級分析如下。

以一個RVR丟失為頂事件的故障樹如圖5所示。

以全部RVR丟失為頂事件的故障樹如圖6所示。

以RVR值明顯偏低為頂事件的故障樹如圖7所示。

3 結束語

文章根據大氣透射儀MITRAS的日常維護與故障處理中常見的問題進行分析，建立了MITRAS的故障樹，對機務員及時、準確的進行故障診斷及定位提供思路。同時，還能使技術人員對設備有更深入地了解，對系統結構、功能及維修的知識更加系統化。但是，文章只是進行了初步分析，對MITRAS的故障樹建立還比較簡單，仍存在不足之處，還須深入研究，以建立更完整、更準確的故障樹并定量、定性分析，從而更準確地對機務員排故提供指導并改進維修方案等。

參考文獻

[1]楊為民.可靠性維修性保障性總論[M].國防工業出版社.