淺談波導充氣機在微波通信中的使用與維護

胡振興

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淺談波導充氣機在微波通信中的使用與維護

胡振興

在微波通信系統中，微波收發信機通過饋線與收發天線連接。天線架設在一定高度的發射塔上，連接天線與微波收發信機的饋線長數十米，長期處在與地面及室內有較大不同的高空環境。如果波導管內氣體潮濕，不僅會使水汽凝結銹蝕波導管內壁，更會由于傳輸介質的差異造成微波通信質量下降。波導充氣機可實時檢測波導管內的氣壓，并根據預先設定的氣壓值自動向波導管內充入一定壓力的潔凈干燥氣體，并使管內相對管外保持正壓，防止外部潮濕空氣及水分進入，避免饋線受潮，對信號產生吸收、衰減（嚴重時將使載波變形）等影響，從而使傳輸特性穩定。對于高頻段及高濕度地區來說，波導充氣機的作用更加重要。

一、工作原理

波導充氣機主要由充氣氣泵、電磁閥、氣壓監測器、主控電路、顯示和操作電路、電源電路、干燥劑等組成，打開電源開關充氣機即進入自動充氣狀態，給波導管充氣的氣流由氣泵產生，氣體從透明的充氣管進入塑料桶經干燥劑干燥，除去氣流中的潮濕成分，干燥后的氣流進入波導管進行充氣。

充氣流程：（1）氣壓監測器用于測量當前的氣壓，并將氣壓值顯示在顯示電路上。當氣壓低于設定的氣壓下限值時，繼電器吸合觸點，氣泵電源接通開始工作，電磁閥開啟，進入充氣階段。（2）當氣壓升高至高于設定的氣壓上限值時，主控電路控制氣泵和電磁閥關閉，充氣結束，氣路處于保壓檢測狀態。（3）當氣壓再次下降至設定的氣壓下限值時，電磁閥和氣泵再次啟動，如此循環使系統壓力維持在設定的氣壓上下值之間。工作流程如圖1所示。

二、日常維護

1.漏氣檢測

啟動“漏檢”開關，觀察30s后，氣壓無明顯下降（1～2kPa），說明充氣機本身無漏氣，工作正常。應注意充氣機不能長時間處于“漏檢”狀態，以免氣泵長時間工作導致溫度過高，將出氣口的膠管熔化引起漏氣。

2.充氣泵檢查

將充氣口多次開合，能聽到類似于“咔咔”之類的響聲，說明氣泵工作正常。也可以拆開機箱，取下出氣管，用手感覺氣泵出氣狀況來判定氣泵好壞。

3.充氣管檢查

打開機箱，檢查內部充氣管是否存在脫落、打結或彎折等現象，尤其注意氣泵出氣口處，脫落會造成充氣機漏氣，打結或彎折嚴重會造成氣壓過高。

4.運行狀態觀察

顯示和操作電路實現氣壓顯示、工作狀態指示、漏檢指示和接收漏檢按鈕指令，它與主控電路板之間使用彩色排線相連。通過它可以看到目前饋線中的氣壓值、機器本身的故障指示、充氣指示和操作指示。

5.干燥劑更換

充氣機常采用藍色顆粒狀變色硅膠作干燥劑，從充氣機的正面可以觀察到干燥劑的顏色，來判斷干燥劑的潮濕程度。如果顏色已呈粉紅色，說明干燥劑已經受潮，需要將干燥劑取出進行烘干，當顏色由紅變藍時才能重新使用，也可直接換裝新干燥劑。

換裝新干燥劑操作：用手或一字改錐按逆時針方向旋開機殼底部鋁蓋，倒出干燥劑，然后用支撐物將機箱倒置架起使加料孔朝上。利用漏斗將新干燥劑灌入加料孔至九成滿，清除孔周圍碎粒后重新旋緊鋁蓋。應注意避免將干燥瓶從機箱內拆出后裝填干燥劑，否則會影響整機系統氣密性。

6.干燥劑再生

（1）將干燥劑倒入耐高溫容器中（干燥劑彈性很大不宜使用淺底面寬容器），置于烘箱或微波爐內恒溫加熱，蒸發出干燥劑內水分，至干燥劑恢復成藍色。因干燥劑長時間暴露在空氣中會受潮，需將其裝到密封盒內，待下次更換時使用。

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（2）在夏季時也可直接將干燥劑倒入淺容器內平鋪開，直接置于烈日下暴曬，使干燥劑中的水分蒸發，恢復至藍色，待下次使用。

需要說明的是干燥劑不可無限次使用，當發現干燥劑再生后顏色變淺或有碎裂時，應停止使用。

圖1　工作流程圖

三、波導充氣機常見問題分析與處理

1.電磁閥和充氣泵不啟動

若測量電源板電壓正常則故障可能由繼電器引起。電磁閥和充氣泵由固態繼電器JGX-3F供電，輸入端負極電壓6V大于正極電壓5V時電磁閥和充氣泵不啟動。輸入端正極對地電壓若為0左右，負極對地電壓為-5V左右時，表明繼電器輸入端正常，此時檢查固態繼電器輸出端是否開路。

2.開機告警

充氣機在工作中有一個充氣上限值（13.8kPa）和下限值（3.8kPa），閉合電源開關時氣壓值為0，沒有達到下限值而產生告警，這是為提醒氣管漏氣而設計。兩種方法抑制上述告警：（1）在開機之前將清除開關按入，等到氣壓值高于低壓下限值時再把清除開關按出；（2）把輸出充氣管彎到90°～180°之間，等到氣壓值高于低壓下限值時使充氣管恢復原狀。

測量電源板輸出端交流電壓，若空載值低于200V，則可能由電壓過低導致。輸出端逆變交流電壓應為260V左右，電壓低可能由250V100μF電容容量下降和T1、T2、T3、T4三極管某個元件擊穿所致。

4.電磁閥與充氣泵反復啟動

測量電源板輸出交流電壓值，若其上下浮動較大，會導致比較器LM324輸入端電壓變化，固態繼電器JGX-3F輸入端電壓亦隨之波動，其輸出端控制電磁閥和充氣泵不斷啟動和停止。電壓不穩可能由16V100μF電解電容C17、C18、C19、C20中某個電容容量減少引起。

5.氣壓不符合設定值

（1）可能因充氣管被堵塞引起，應打開充氣機面板，檢查充氣管道是否通暢。（2）把所有出氣嘴封閉后看充氣機是否漏氣，若漏氣可能是電磁閥導致，應更換電磁閥，或者將其里面彈簧拉長，閥心橡皮處貼一層直徑3mm圓形絕緣膠布。若出氣嘴封閉后不再漏氣則漏氣為充氣管導致。順充氣管查找漏氣點，著重檢查饋線連接處。找到漏氣點后將其作密封處理，可用A、B膠填封后再用膠帶纏裹將漏氣點封堵。（3）沒有設定正確的氣壓上下限值或上下限值倒置，應重新正確設置氣壓上下限值，設定的氣壓上限值不應超過氣泵充氣能力。繼電器輸入電壓受三極管控制，三極管受比較器LM324控制，比較器受微調電位器W5（下限值）、W6（上限值）控制。應配合輔助調節W1、W2、W3、W4、W7和W8，調節W5使氣壓下限值為3.8kPa，調節W6使氣壓上限值為13.8kPa。

6.氣壓回跌

分氣壓上升至預定上限值停止充氣后壓力迅速下降，是由于充入一定量的空氣后造成充氣管內部近端與遠端存在一定壓力差導致，通常情況下內口徑越小長度越長則上述壓力回跌值越大。

7.告警

（1）過壓告警，當某種原因使氣壓達到告警壓力上限時，會觸發告警切斷氣泵電源。（2）漏氣告警，當因氣管破裂等原因造成漏氣時，會導致充氣機連續工作，其連續運行超過一定時間將觸發告警，使本機呈保護性關閉狀態。此告警狀態持續一段時間后，會自動解除告警，繼續充氣，直到氣壓達到設定上限值，再次成為保壓狀態，反復如此使告警和充氣過程不斷循環下去。此功能應用于無人值守站發生漏氣時維護人員無法及時處理的情況。此種方式能最大限度的維持氣壓，又使充氣泵和電磁閥得以冷卻。（3）保險絲熔斷、電磁閥和繼電器損壞時會顯示告警。

8.無顯示

充氣正常，無氣壓和充氣次數顯示，可能由數碼管和控制模塊本身故障或連接線接觸不良導致：（1）檢查主板和前面板之間的連接線是否插緊。（2）取出控制面板，將數碼發光管重新插拔或更換發光管。（3）無顯示可能由數碼管控制集成塊TC14433BEPG引起。

四、結語

波導充氣機是微波通信系統的重要組成部分，在淮河流域內的微波通信站點配備數量較多，所處環境條件和設備運行狀況有較大不同。加強波導充氣機的管理和維護，是提高微波電路通信質量的重要環節，也是防汛通信網暢通的重要保障■

（作者單位：淮委通信總站233001）