氣象自動觀測系統(tǒng)CL31發(fā)射機(jī)的故障分析及排查

嚴(yán)鵬浩

呂梁機(jī)場有限責(zé)任公司 山西 呂梁 033102

一、氣象自動觀測系統(tǒng)概述

現(xiàn)階段,氣象自動觀測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的主要功能有探測空氣能見度、探測風(fēng)速風(fēng)向、預(yù)測大氣濕度、判斷大氣氣壓、預(yù)測溫度、探測云高等。CL31(即激光云高儀)是氣象自動觀測系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分,對于探測云高、獲取垂直能見度數(shù)據(jù)具有重要的使用價值。激光云高儀傳感器實現(xiàn)探測功能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)即為CLT311 發(fā)射機(jī)。

CL31測量單元主要由CLH311內(nèi)部加熱器、CLE311云高儀引擎主板、CLW311 窗口、CLR311接收機(jī)、CLO311光學(xué)部件、CLM311激光檢測屏、備用電池、外圍機(jī)殼、CLT311發(fā)射機(jī)以及CLP交流電源[1]。氣象自動觀測系統(tǒng)的CL31的工作原理為：首先,CL31激光云高儀在運行過程中會通過發(fā)射機(jī)向天空發(fā)射級別為100ns的高速光脈沖;其次,對大氣中微粒產(chǎn)生的后射散光自動觀測系統(tǒng)會利用接收機(jī)進(jìn)行監(jiān)測;最后,通過接收機(jī)監(jiān)測獲取到的數(shù)據(jù)確定反射云層的具體高度。由此可見,CL31發(fā)射機(jī)在運行過程中發(fā)生故障,將會在極大程度上影響云高以及垂直能見度數(shù)據(jù)的采集工作,嚴(yán)重降低監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性。

二、氣象自動觀測系統(tǒng)CL31發(fā)射機(jī)故障分析及排查

(一)CL31發(fā)射機(jī)故障現(xiàn)象。在氣象自動觀測系統(tǒng)運行過程中,系統(tǒng)管理工作人員發(fā)現(xiàn)CL31 窗口會不定時、無規(guī)律地發(fā)出污染告警,在執(zhí)行清潔操作后污染告警自動消失。在后續(xù)的工作中,工作人員在EVENT MONITOR 界面中首次發(fā)現(xiàn)CL31的發(fā)射機(jī)報警,告警信息對話框顯示為“TRANSMITTER EXPIRES”,即氣象自動觀測系統(tǒng)提示發(fā)射機(jī)不在有效期范圍之內(nèi),與此同時CL31監(jiān)控傳感器的警示燈由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色[2]。

(二)CL31發(fā)射機(jī)故障分析及校準(zhǔn)。在發(fā)現(xiàn)CL31故障后,相關(guān)工作人員首先對設(shè)備的管理狀態(tài)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)該套CL31設(shè)備安裝并投入使用時間總和不足一年,且在系統(tǒng)發(fā)出故障警示的期間,設(shè)備監(jiān)測獲取的氣象數(shù)據(jù)并未出現(xiàn)錯誤。因此,工作人員初步判斷設(shè)備故障告警發(fā)出的原因為：CL31窗口污染嚴(yán)重,發(fā)射機(jī)根據(jù)污染的程度對發(fā)射功率進(jìn)行了自動調(diào)節(jié),雖然確保了采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,但依舊觸發(fā)了發(fā)射機(jī)故障告警。在進(jìn)行窗口清潔并運行一段時間后,系統(tǒng)告警并未解除,工作人員進(jìn)一步判斷故障告警發(fā)出的原因可能是窗口污染檢測點在風(fēng)沙較大、污染嚴(yán)重的情況下發(fā)生漂移,進(jìn)而觸發(fā)了系統(tǒng)發(fā)射機(jī)告警。在此情況下,工作人員進(jìn)一步對CL31窗口污染檢測進(jìn)行校準(zhǔn),但校準(zhǔn)執(zhí)行后系統(tǒng)告警信息仍未消除,此時考慮系統(tǒng)發(fā)出告警的原因可能是發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障。

設(shè)備管理工作人員在對發(fā)射機(jī)進(jìn)行故障檢測排查時,首先通過維護(hù)終端建立與CL31的通訊,并輸入status命令。指令輸入后系統(tǒng)狀態(tài)碼顯示0W///////////////000020008080,即雖然Transmitter的狀態(tài)為OK,但系統(tǒng)仍存在一個發(fā)射機(jī)有效期滿告警[3]。接著輸入get failure status命令,指令輸入后Transmitter 狀態(tài)顯示為Expire WARN,系統(tǒng)狀態(tài)為WARNING。工作人員繼續(xù)鍵輸入get failure dig指令,系統(tǒng)信息顯示為Laser Power Fail,即氣象自動觀測系統(tǒng)發(fā)射機(jī)發(fā)射功率存在問題。經(jīng)過上述一系列檢測操作最終確定,此次CL31故障告警發(fā)出的原因為發(fā)射機(jī)發(fā)射功率異常。在此基礎(chǔ)上,工作人員鍵入get params factory命令,獲取標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率為409;鍵入get sensors命令,獲取當(dāng)前發(fā)射機(jī)發(fā)射功率為286。由此可見,當(dāng)前CL31發(fā)射機(jī)的實際運行功率極大程度上低于CL31標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率,發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障[4]。

(三)CL31發(fā)射機(jī)故障排查及發(fā)射機(jī)更換。為要全面排查氣象自動觀測系統(tǒng)CL31發(fā)射機(jī)故障,維護(hù)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及氣象數(shù)據(jù)獲取的可靠性,系統(tǒng)及設(shè)備維護(hù)工作人員對故障發(fā)射機(jī)進(jìn)行了更換處理。具體步驟如下：第一步,操控系統(tǒng)打開測量單元門,檢測CLE311云高儀引擎主板上的指示燈,指示燈處于熄滅狀態(tài)則發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障;第二步,關(guān)掉系統(tǒng)中CL31所有設(shè)備的電源開關(guān)并按照安全操作順序斷開CT3839 電源線纜和發(fā)射機(jī)帶狀線纜[5];第三步,使用2.5mm 內(nèi)六角扳手操作發(fā)射機(jī)上方黑色圓環(huán)向右旋轉(zhuǎn),取出故障發(fā)射機(jī);第四步,更換發(fā)射機(jī),確保貼有標(biāo)簽的一面朝向測量單元門并旋緊黑色圓環(huán);第五步,按照安全操作順序連接帶狀線纜和電源線纜并依次打開電源開關(guān),確保診斷LED 燈全部點亮;第六步,對更換發(fā)射機(jī)的CL31 重新進(jìn)行校準(zhǔn),查看傳感器運行狀態(tài),確保系統(tǒng)無其他故障告警信息。

結(jié)束語

在后續(xù)的氣象觀測工作中,相關(guān)工作人員在面對設(shè)備故障時應(yīng)沉著冷靜、條理清晰地進(jìn)行故障分析及排查。首先,應(yīng)對設(shè)備運行狀態(tài)信息解讀,判斷故障位置;其次,應(yīng)進(jìn)一步根據(jù)故障現(xiàn)象分析并探究故障原因;最后,采取科學(xué)有效的措施開高效的故障排查工作,維護(hù)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與可靠性。