自动气象观测系统大气透射仪LT31故障维修案例

【摘  要】VAISALA公司生产的自动气象观测系统目前普遍应用于国内各民航机场，为飞行机组、塔台管制员、气象观测员提供能见度、风向风速、修正海压、气温、湿度、降水量等气象数据，是塔台管制员指挥飞机起降和气象观测员发布气象报文的重要依据。在这些气象要素中，最重要的数据莫过于跑道视程（Runway Visual Range，以下简称RVR），代表着航空器上的飞行员，能够看到跑道中线灯或边线灯的最大距离。所以RVR也是管制员最为关心的数据，而作为RVR数据的采集设备，大气透射仪LT31的维护维修工作就变得尤为重要。

【关键词】 LT31;自动气象观测系统;大气透射仪;空管;气象;跑道视程;维护维修;VAISALA

引言

大气透射仪采用测量发射机和接收机之间的水平空气柱的平均消光系数而计算出能见度，它直接对两点之间的空气的大气透射率进行测量。通常民航机场采用的是“双端式”大气透射仪，发射机和接收机之间的距离称之为基线，民航机场应用的基线通常为30米。

大气透射仪的物理结构最核心的特点是采用了“单元+模块”的设计，整个大气透射仪分为发射单元、接收单元、支撑单元、测量单元、接口单元，而各个单元中，尤其是测量单元，采用了模块化设计，由几个不同功能的模块组合在一起从而实现测量单元的光信号测量、计算、污染检测、对准、加热等功能。而研究各个模块的功能、故障代码和故障现象，就是每个气象机务员必须要做的功课。在这里列举两例呼伦贝尔海拉尔机场大气透射仪故障的维修案例。

1.窗口发射模块

1.1故障现象

某日，值班机务员发现自动气象观测系统监控界面09#跑道LT31状态指示灯是红色，但数据界面中该位置的MOR和RVR数据仍然有效无异常。

1.2故障分析

状态指示灯变红，说明该设备存在异常状态，打开事件监视器Event Monitor，发现出现三行告警信息：

LT31 OVERALL WARNING

LT31 RECEIVER WARNNING

LT31 WTU LIGHT SOURCE AGING WARNNING

以上事件信息是比较典型的模块故障告警信息，通过以上三行事件信息，我们分析得出以下结论：

（1）故障位置出现在接收机;

（2）具体原因是接收机窗口发射模块光源老化;

（3）设备状态目前是“告警”而并非“故障”，依然可以正常工作采集数据，这也就是为什么MOR和RVR数据有效无异常的原因。

1.3故障处理

找到故障点在之后，下一步就是要替换掉已老化的窗口发射模块。该模块位于测量单元内，需要将测量单元整体取下，操作如下：

（1）取下上部接口单元盖并用提供的钥匙打开接口单元。

（2）松开测量头盖板两侧的各三个锁紧螺丝，然后从测量头上小心移除盖板。

（3）测量单元是用两个紧固螺丝固定的。通过支撑单元的缺口处，可以拧松这两个4号六角螺丝。

随后将测量单元拿回维修车辆内进行更换模块，操作如下：

（1）松开盖板的六角紧固螺丝，将盖板移除。

（2）移除光学单元，断开位于LTC112板后端的插头。

（3）注意不要弄脏测量单元窗口，并且在更换过程中检查是否需要清洁窗口。

（4）更换窗口发射模块LTL212，紧固螺丝，用绑带固定线缆。

（5）将光学单元安装回測量单元内，注意光学单元应该与测量单元内壁保持水平。

（6）紧固测量单元盖板，并安装回支撑单元上。

由于LT31系统内部设置原因，只要更换任意模块，系统默认变更了安装地点，所以更换模块上电之后，需要对大气透射仪进行粗调和精调，以及进行零校准和能见度校准。而在完成这些步骤后依然存在告警信息，此时细心的机务员发现，替换上的新模块，与旧模块型号不同，旧模块型号为LTL211，而新模块型号为LTL212。

带着这个疑问咨询了设备厂家工程师，原来新型号模块需要在EEPROM中写入高级参数才能使用，所以有了以下操作：

（1）输入打开串口命令OPEN LT;

（2）进入高级模式LEVEL 3并且输入密码;

（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）此时再用status命令查看设备状态，告警信息消除，系统状态变为OK。

2.主发射模块

2.1故障现象和分析

某日机务员值班时，接到塔台管制员电话，27#跑道RVR无数据，机务员立即查看自动气象观测系统状态，该点状态指示灯变红，数据为“///”且边框为红色，事件监视器中显示一系列告警信息，全部关于发射单元，其中有一项明确指出了故障位置和类型：TRANSMITTER MAIN TRANSMITER LED ERROR，表示发射机主发射模块故障，其余告警信息都是由于该项故障导致的连锁告警，只要解决主发射模块故障就可以恢复设备状态。

2.2故障处理

主发射模块安装在发射机测量单元内，首先将测量单元拆卸下来，并将光学单元从中取出，VAISALA原厂的主发射模块型号为LTL111，最新备件型号为LTL112。

拆卸步骤与窗口发射模块相同，模块更换完毕之后，接下来进行粗调和精调，以及零校准和能见度校准，其中由于模块型号变化，需要高级命令将参数写入配置中，进行如下操作：

（1）打开串口OPEN LT;

（2）进入高级模式LEVEL 3并且输入密码;

（3）CONFIGURE LTM111.LIMIT_MAINTXDERA_OFF 10

（4）CONFIGURE HEATER.SHUTDOWNTEMP 40

（5）此时已写入配置，退出LEVEL 3模式，用status命令或者menu菜单中查看设备状态，告警信息消除，设备状态恢复正常。

3.结束语

大气透射仪LT31的故障点，通常出现在发射机和接收机两部分中，而且模块较多、型号相近，有通用的模块也有不通用的模块，这就需要机务员在故障分析中，准确的读懂事件信息中的内容，熟练掌握各模块的型号和英文缩写，这样就可以在日常的故障排查中节省宝贵的时间。其次，年份比较久的LT31中，原厂模块与最新产模块的型号不同，需要进行配置写入工作，这点需要机务员注意。这些年来呼伦贝尔海拉尔机场的自观系统大气透射仪中的模块几乎全部更换过，属于故障率相对高的部件，所以本文挑选了其中两个典型模块的故障维修与大家交流分享。

参考文献

[1]VAISALA USERS GUIDE LT31

作者简介：邱丰（1989.3-），男，汉族，山东人，本科，工程师，研究方向为民航自动气象观测系统的维护维修，从事民航空管气象设备保障工作。