自動氣象觀測系統大氣透射儀LT31故障維修案例

【摘? 要】VAISALA公司生產的自動氣象觀測系統目前普遍應用于國內各民航機場，為飛行機組、塔臺管制員、氣象觀測員提供能見度、風向風速、修正海壓、氣溫、濕度、降水量等氣象數據，是塔臺管制員指揮飛機起降和氣象觀測員發布氣象報文的重要依據。在這些氣象要素中，最重要的數據莫過于跑道視程（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也是管制員最為關心的數據，而作為RVR數據的采集設備，大氣透射儀LT31的維護維修工作就變得尤為重要。

【關鍵詞】 LT31;自動氣象觀測系統;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射機和接收機之間的水平空氣柱的平均消光系數而計算出能見度，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，發射機和接收機之間的距離稱之為基線，民航機場應用的基線通常為30米。

大氣透射儀的物理結構最核心的特點是采用了“單元+模塊”的設計，整個大氣透射儀分為發射單元、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，采用了模塊化設計，由幾個不同功能的模塊組合在一起從而實現測量單元的光信號測量、計算、污染檢測、對準、加熱等功能。而研究各個模塊的功能、故障代碼和故障現象，就是每個氣象機務員必須要做的功課。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.窗口發射模塊

1.1故障現象

某日，值班機務員發現自動氣象觀測系統監控界面09#跑道LT31狀態指示燈是紅色，但數據界面中該位置的MOR和RVR數據仍然有效無異常。

1.2故障分析

狀態指示燈變紅，說明該設備存在異常狀態，打開事件監視器Event Monitor，發現出現三行告警信息：

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論：

（1）故障位置出現在接收機;

（2）具體原因是接收機窗口發射模塊光源老化;

（3）設備狀態目前是“告警”而并非“故障”，依然可以正常工作采集數據，這也就是為什么MOR和RVR數據有效無異常的原因。

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射模塊。該模塊位于測量單元內，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）更換窗口發射模塊LTL212，緊固螺絲，用綁帶固定線纜。

（5）將光學單元安裝回測量單元內，注意光學單元應該與測量單元內壁保持水平。

（6）緊固測量單元蓋板，并安裝回支撐單元上。

由于LT31系統內部設置原因，只要更換任意模塊，系統默認變更了安裝地點，所以更換模塊上電之后，需要對大氣透射儀進行粗調和精調，以及進行零校準和能見度校準。而在完成這些步驟后依然存在告警信息，此時細心的機務員發現，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備廠家工程師，原來新型號模塊需要在EEPROM中寫入高級參數才能使用，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命令查看設備狀態，告警信息消除，系統狀態變為OK。

2.主發射模塊

2.1故障現象和分析

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

2.2故障處理

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

拆卸步驟與窗口發射模塊相同，模塊更換完畢之后，接下來進行粗調和精調，以及零校準和能見度校準，其中由于模塊型號變化，需要高級命令將參數寫入配置中，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菜單中查看設備狀態，告警信息消除，設備狀態恢復正常。

3.結束語

大氣透射儀LT31的故障點，通常出現在發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，這就需要機務員在故障分析中，準確的讀懂事件信息中的內容，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省寶貴的時間。其次，年份比較久的LT31中，原廠模塊與最新產模塊的型號不同，需要進行配置寫入工作，這點需要機務員注意。這些年來呼倫貝爾海拉爾機場的自觀系統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的維護維修，從事民航空管氣象設備保障工作。