多普勒天氣雷達日常維護使用與故障維修

鄭文烤

摘 要：多普勒天氣雷達因其功能強大被廣泛應用在氣象部門中，為保障雷達系統工作效率，工作人員也要掌握雷達工作原理，熟練維護維修技術，防止故障發生，本文通過介紹多普勒天氣雷達日常維護使用與故障維修，能夠有效提高雷達工作性能，延長其使用壽命，使雷達長期保持著穩定的工作狀態。

關鍵詞：多普勒天氣雷達；日常維護；故障維修

中圖分類號： TN966.5 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）04-181-2

0 引言

隨著我國對多普勒天氣雷達系統的研究發展，其早已成為我國天氣預測的重要檢測工具。由于多普勒天氣雷達長期地處于運行狀態，受環境的影響以及設備本身因素，其故障的發生也被人們所關注，為減少故障率，設備的日常維護使用及故障維修成為重點。本文著重介紹日常維護的基本內容以及常見故障的維修。

1 多普勒天氣雷達日常維護類別

多普勒天氣雷達是一種相干雷達，其特點是工作周期比較長。因此，多普勒天氣雷達的維護工作主要分為日維護、周維護、月維護、年維護以及不定期保養，這些維護工作確保能發現設備問題并及時解決問題。通過維護工作使設備始終在正常狀態下運行。在日維護中需要每天在開機時對設備進行通電檢查，在設備運行中發現問題及時排除，對故障點要進行跟蹤檢查，確保徹底排除故障。在多普勒天氣雷達工作中，日常開機步驟就包括檢查項目，如開機前檢查設備外表情況、開機后檢查監控分機面板各項指示燈是否正常等，如發現異常，則對故障現象進行準備記錄，以便維護人員處理。對于在日維護中出現的一般故障，雷達操作員就可進行排除，而在多普勒天氣雷達在長期的運行中，也會針對設備進行各種維護以便保持設備狀態。

1.1 發射系統維護

在多普勒天氣雷達正常工作狀態下，發射機不會存在故障，在出現了元件故障時也可輕易排除。為了防止發射機故障的發生，一般在每三個月的時候進行一次防御性維護，其主要維護內容是清灰處理，即清理發射機柜的進風口、出風口以及聚焦線圈進風口濾塵網中的灰塵。脈沖變壓器油箱要每年檢測一次，其目的是檢查油箱中介電強度如何，每隔半年定期檢測電表讀數以及測試點波形、參數。同時也要定期檢測控制板3AI上指示燈功能是否正常[1]。

1.2 天線系統維護

每半年檢查一次天線座的水平，在發現天線座超出誤差的范圍需要及時調整。天線座的清潔工作也是維護的項目之一，每三個月做一次天線座清潔工作，清理表面時需要使用清水，在清理內部時禁止使用含水成分的液體，用吸塵器清理內部即可，在做清潔工作時注意密封墊以及各部位端蓋是否正常。定期檢查天線座的使用情況，將方向門蓋板及其它需要檢測點蓋板摘除，檢測內部插頭和連接處是否存在松動情況以及臟污情況，清除內部元件灰塵，檢測清理完畢后將天線座各個蓋板復原，按時將減速箱及方位油池換一次油，保證天線座的潤滑狀態。

1.3 其他設備的維護

為保證多普勒天氣雷達的整體運行性能，應按時檢查維護其他附屬設備，包括檢查維護UPS、油機及配電箱。定期檢測UPS電池段的電壓是否在正常范圍內，在長期工作狀態下，需要人為控制中斷供電，保證UPS帶負載進行供電，從而使其工作壽命延長[2]。定期檢測電瓶電壓及柴油發電機水位狀態、油位，按時更換機油過濾器，在冬季寒冷時期需要添加防凍液，使設備保持在正常的溫度工作。定期檢測配電箱各接線柱及開關工作狀態，注意電壓是否正常。

2 多普勒天氣雷達的故障維修

2.1 回波故障檢修

現階段我國多普勒天氣雷達有K波段、S波段、C波段、X波段之分，又分為固定站和車載移動兩類，其基本雷達原理和基本信號流程都是類似的。而終端實時回波顯示在出現問題時會直接影響雷達的運行能力，而在監控程序各測試點沒有任何故障顯示報告，回波故障系統涉及各個系統難以排除。以C波段多普勒天氣雷達中遇到典型回波故障為例，分析其故障及檢修過程。

故障情況為多普勒天氣雷達在探測時發現強度場回波強度減弱，且當天實際情況已有降水，而回波顯示強度與實際情況不符，面對這種情況，如圖1回波信號流程可知此故障涉及系統繁多，排除過程比較復雜。在檢修過程中按照先外后內的檢修原則檢測各個系統的相關部件來篩選排除故障。首先要檢測高壓電流、電壓的大小，若存在高壓電流、電壓較小的情況會導致發射功率降低影響回波信號的強弱；用示波器檢測試接收機監控面板上的對數視頻信號監測點，其幅度會隨著回波信號的強弱變化波形產生起伏，若與在常規狀態下的回波波形保持一致，則此支路正常無故障；回波信息強度處理是由信號處理器完成處理的，而在信號處理器中若基本模板的C30處理器損壞則不能完成正常工作，在檢測此系統可以嘗試調換新的基本版看是否恢復正常。若至此仍找不到故障器件，可重點測試對數中放和視頻放大器I上，其功能對LOG支路信號起放大作用[3]。拆開對數中放輸出端X542同軸電纜，用示波器進行檢測其信號幅度，之后檢測視頻放大器I，分別檢測視頻放大器I的X544、X543、X545輸出信號端，對比其輸出端的幅度，若相同支路的末級HA5002運算放大器出現故障會導致輸出信號放大幅度低于正常值，且造成終端回波信號強度信息減弱。若發現此支路出現故障則更換視頻放大器I即可排除。

2.2 發射機故障檢修

多普勒雷達發射系統由發射配電電路、發射監控分機、固態調節器、磁場電源分機、固態放大器等多個部分組成，其簡化方框圖如圖2所示：

通過示意圖可知，發射機按模塊化設計，出現故障時可輕易檢測任何模塊。在發射機使用過程中發現，夏季設備發生故障率要比其他季節高，其原因是多普勒天氣雷達發射機使用功率較大，在工作過程中設備本身會產生高熱，若在高溫時期長期使用，則有較大的概率導致系統內部模塊的部件參數發生變化，在高溫工作下易發生故障的部件有放電開關組件、聚焦線圈電源、發電機高壓電源等，這些部件出現故障都會嚴重影響發電機的正常工作。而為避免以上故障的發生，可根據當地溫度及雷達機房的具體情況，在高溫天氣增加降溫空調，工作人員及時關注雷達機房情況及結合工作情況，定期關閉雷達發射機的高壓，減少連續工作時間，延長發射機的使用壽命，采取多種處理方式來保障發射機的正常使用，有效提高發射機工作效率。

3 結論

通過本文論述可知，為了更好地使用通過對多普勒天氣雷達的日常維護檢測能夠有效地避免設備出現故障，而對雷達故障維修可使設備延長壽命，減少排除故障時間周期，在使用雷達工作過程中認真做好日常維護，定期檢測，對保障設備的正常運行有著良好的效果。

參 考 文 獻

[1] 李明元，陳明林，左經純，等.新一代多普勒天氣雷達（CINRAD/CD）方位伺服系統典型故障分析及處理[J].氣象，2012（01）：123-128.

[2] 崔福濤，原久淞，孫永聯，等.營口新一代多普勒天氣雷達發射機故障處理淺析[J].企業技術開發，2016（03）：81-82.

[3] 李進.移動724XD型X波段脈沖多普勒天氣雷達維護與故障分析[J].機電信息，2013（30）：62-63.