L波段雷达探空仪（精选8篇）
L波段雷达探空仪 篇1
引言
探测资料完整、准确, 实现了该地高空气象探测的数字化和自动化。L波段雷达目前在新疆地区探空台站已经全面运行, 但是受到各个方面的影响和限制, 对雷达进行实时保护的任务显得更加艰巨, 而L波段雷达的正常运行也是关系探空资料的采集和是否准确的关键。因此, 对雷达进行全面、仔细的检修与维护是探空站的重要工作。
1 L波段雷达
L波段雷达是我国新型高空气象探测雷达, 它探测精度和自动化程度高、体积小而且安装简易。它能够准确的探测高空温度、气压、湿度等气象要素和高空风向、风速的变化。且操作简单, 处理数据快速准确, 工作效率高, 能够为天气预报提供准确的高空气象资料。它的探测任务主要是由探空气球携带的探空仪来完成的。探空仪是由多种灵敏的感应元件组成, 感应元件的电参量随空气中压、温度、湿度的变化而变化。由此可见这一新型仪器给气象探测带来的便利, 但是由于对雷达的维护相对要求也较高, 而探空站配备的设备不齐全, 对人员技术要求高等条件的限制对雷达的维护维修增大了难度。
2 雷达工作状态判断
2.1 在无信号输入的状态下
软件操作面板上的增益 (在输入功率相等的条件下, 实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度) 应该处在自动状态, 显示值为110d B, 频率指数在正常状态下 (1675±6MHz) , 雷达通讯指示灯红色亮起, 这些基本上可以判断雷达的主要部件处于正常。
2.2 在有信号输入时
首先将基测箱和探空仪相接, 并把雷达天线和频率调整到最佳状态, 使雷达可以接收到探空仪信号, 这时在探空讯号接收区应该有所显示, 蓝色的雷达指示灯呈现动态, 并伴随在脉冲指示区显示有脉冲运动。这些特征基本可以判断雷达接收系统正常, 可以进行正常的通讯。
3 常见的故障现象
在判断了雷达正处在工作状态后, 一些常见的故障还是会影响雷达的正常工作。虽然雷达本身装有智能的自我检测系统, 但是在实际工作中, 多部位的故障还是会使雷达的检测功能受到挑战, 各种五花八门的故障还是要依靠人工检测。
3.1 小发射机出现自激信号
小发射机工作时如果出现自激信号, 则有可能是小发射机或者是前置高放的问题, 这时要切断小发射机的电源, 如果自激信号消失, 恢复正常, 则故障部位为小发射机, 只要针对小发射机进行维修即可。如果自激信号依然存在, 则故障部位即为前置高放, 再对前置高放进行更换即可。
3.2 磁控管效能降低
如果在雷达工作过程中发现发射机的功率无故降低, 那么故障的原因可能是磁控管的效能降低而导致的, 这时只要对磁控管进行更换即可恢复正常。
3.3 如果示波器上2km精扫基线消失
故障可能为没有2km精扫触发, 这时打开雷达故障显示的开关, 若精扫触发显示灯亮起叉号, 则这时更换主控箱里面的测距装置就可以解决故障。
3.4 当茅草低于标准值时
可能是高频组件性能指标降低, 对高频组件进行维修或者更换高频组件即可解决;若是高频电缆的接插件接触不好, 那么对电缆的插头重新加橡皮圈紧固即可排除故障。
3.5 摄像机和防雨罩发生短路
当调整摄像头时, 上面的焦距、距离、亮度按钮没有反应, 无法调整摄像机, 这种情况可能是摄像机和防雨罩发生了短路, 只要拆下两者相连接的螺钉, 重新将摄像头进行固定, 再盖上防雨罩就可以恢复正常了。
3.6 校正好的光电轴突然偏离很大, 四条亮线参差不齐
由于L波段雷达是天线控制, 当雷达自动跟踪正常时, 即使调好了探空仪发现方波幅度还是有点偏差。故障的原因可能是天线座和差箱的开关上的二极管接触不好。这时打开天线座和差箱, 将和差箱内的器件重新进行固定, 即可排除故障。在放球的过程中, 如果亮线也是出现参差不齐, 原因可能是零点漂移或者分硬件故障。解决的方法是:当雷达将天控改为手动控制, 转动天线四条亮线可以摇齐属仰角﹑方位零点漂移, 如果不能摇齐, 则这种情况属于硬件的故障。
程序方波已经产生, 但没有送到和差箱上去, 这可能是线路上出现问题了。这可以通过万用表测量程序方波的对地电阻 (往和差箱端测量) , 正常情况下它对地正向 (黑表笔接地) 应该有电阻, (红表笔接地) 反向应该开路。如果发现有一路正反向都没有电阻, 说明这一路线路有问题, 这时对照框图进行判断便能解决问题。解决方法是找出线路在哪段出了问题, 将线路恢复正常。
程序方波已经送达和差箱, 但和差箱里的开关管套出了问题, 这时可以通过万用表对开关管套 (接在和关差箱上) 进行测量, 看程序方波上、下、左、右正向对地的电阻是不是一样, 如果不是一样的则是不正常的。如果发现其中有一路正向对地电阻和其他的不一样, 那就说明这一路开关管套有问题, 这种情况故障可能就是开关管套有问题, 当然也有可能是装在开关管套上的二极管VK105有问题, 解决办法是:通过对VK105的测量则可以很快就判断出好坏与否。将VK105进行更换即可排除故障, 恢复正常。
3.7 仰角﹑方位零点漂移的调整
示波器探头接CH2, 扫描旋钮调直至出现扫描线, 并且将示波器调到显示正中状态, “VOLTS/DIV”旋钮调至0.1档, 示波器探头调至1∶1, CH2输入信号和垂直放大器的藕合方式调至“DC”档。
用探头测芯片D20 (1角) , 出现一宽亮线, 亮线偏离示波器中间基线, 调天控板11-6上RP6电位器 (仰角) , 亮线调回中间即可。
用探头测芯片D20 (7角) , 出现一宽亮线, 亮线偏离示波器中间基线, 调天控板11-6上RP5电位器 (方位) , 亮线调回中间即可。
4 结语
在L波段雷达工作的过程中不仅要对各个部件的故障进行实时关注, 它的日常维护和清洁也是保证雷达正常工作性能良好的重要一点。在实际中, 灰尘、腐蚀等外界因素引起的故障也会是雷达失去原来性能的重要原因。因此, 在雷达的日常检查中应当仔细、认真的对其进行规范的清洁, 以减少故障发生, 将故障排除在初级阶段。经过一些经验的总结, 对L波段雷达的检修在于清楚它的使用规范, 了解它的工作原理和基本构造;再者, 对雷达的检修要认真、耐心, 让检修能力得到提升, 使雷达能够正常有效地发挥它的作用, 为气象探测工作做出贡献, 为气象现代化建设做出贡献, 为国家、人民做出贡献。
摘要：L波段雷达系统在新疆奇台县的建立, 为奇台县北塔山气象站的高空空气状态 (风向、风速) 和气象要素 (气压、温度、湿度) 的变化每天定时地进行探测、收集、整理。本文主要对L波段雷达工作过程中需要进行维护维修的一些简单检查方法、技巧和经验进行了介绍, 以及在灾害性天气等条件下易发生的一些小故障的分析和处理方法等进行全面总结。
关键词：L波段雷达,常见故障,检查方法,解决方法
参考文献
[1]汤洁旺.L波段雷达故障隔离及排除方法集锦[J].广西气象, 2006.
[2]梁建平, 王成刚, 等.L波段雷达探测系统使用应注意事项[J].广西气象, 2004 (25) .
L波段雷达探空仪 篇2
关键词：L波段雷达；常见问题及解决方法
引言：
L波段雷达探测系统是我国自主研制的全新探空系统，主要由数字探空仪和二次侧风雷达构成，能够对从地面到高出地面三十千米左右的高空风向、风速、气压以及温度等气象要素进行检测，具有探测速度快、探测精确度、探测方便的特点，为云南气象预报工作、防灾减灾工作以及潜在的自然灾害提供了全面、及时的数据信息。L波段雷达自从2001年试运行以来，广大气象探测人员对其使用的注意事项、常见问题、基本操作方法以及出现问题的解决方法等进行了探讨和总结，文章对其在探测工作中可能出现的故障问题进行分析，并以如何解决故障问题提出自己的策略思考，旨在实现L波段雷达在气象检测中的充分利用。
一、方位角度指示变化不正常
方位角度指示变化不正常的原因主要是以下几方面导致的：第一，由于方位粗细精确搭配不当导致的。针对这种问题，有关操作人员可以对11-8板进行粗细精确搭配，具体表现如下：将S1拨码开关的第一个码拨到开（on）的状态，之后计算粗读数和精读数之间的差值时候在10和20之间，一旦发现差值不在10到20之间，要及时利用S2拨码开关的前4位进行重新搭配。第二，由于方位、仰角标准定值经常变化导致。方位、仰角标准定值经常变化的原因一般是同步机的夹板夹的不紧或者同步机的轮子系统遭到破坏导致。针对这种问题，有关操作人员可以要对同步机的夹板螺钉进行拧紧处理，或者及时更换同步机的显示界面。另外，当天线转动时，方位角的指示出现错误，有关人员可以将11-8板的拨码开关拨到粗精搭配状态。对于手摇天线出现的粗精数据变化，有关人员可以将同步机轴和方位旋转轴进行重新固定，从而促进二者工作的有序进行。
二、方位角的数值发生不规则变化
方位角的数值发生不规则变化发生的原因主要是模块（SDC）和粗同步机不好。此时可从如下三个方法出发来解决这种不规则变化的问题：第一，将11-8板上的S1拨码开关第一位拨到打开（on）的状态，并对天线进行缓慢的转动，在转动的过程中观察方位的粗读数是否发生了有规律的变化。一旦方位的粗读数没有发生变化或者变化没有规律性，就说明粗同步机的存在故障，就此有关人员应该及时更换同步机。第二，粗精搭配正常的状况下如果仍出现方位角数值不规则的变化，就说明11-8单板本身存在故障，有关人员应该及时更换故障模块。第三，清洗同步机电刷或汇流环刷架。1方位角显示数值跳变，具体表现为数据显示的不稳定，在0到99之间出现了不规律的跳动，这种现象产生的原因是模块和粗同步机衔接的问题。具体的解决策略为：第一，用浓度高的酒精对汇流环刷架以及同步机的电刷进行清洗；第二，对11-8板上的S1拨码的开关进行调节，在拨到on的时候，缓慢转动天线，并观察数据变化，一旦出现变化不规律的问题，要及时更换设备。
三、放球过程中方位驱动器发出告警
在发射机和方位驱动电机都被装置在天线座里的情况下，二者之间会产生干扰，因此，需要采取一定的屏蔽的措施。一旦屏蔽效果不理想，就会导致发射机的高频信号对方位驱动电机产生干扰，影响发射机的信号获得，其方位会发出过速告警。遇到这种情况一般要将方位驱动电机及其插头进行重新包裹，尽量将驱动机上的电缆线装在对应的屏蔽罩力，从而实现良好的屏蔽效果，有效减少发射机信号对驱动电机的干扰。
四、放球过程中仰角驱动器告警
打开驱动分机的盖板，观察仰角驱动器显示情况，如14号告警，通常为UVW短路或电机损坏；如16号告警，一般为力矩过紧；如22号告警，则为编码器故障。此时解决的方法主要有三个：1、检查驱动齿轮箱，若内部损坏，则返厂维修；2、检查编码器连线，针对汇流环脏问题，要将刷架及时卸载，并要用高浓度的酒精清洗液对汇流环和刷架进行清洗；3、检查相关线路或更换电机。
五、方位角和仰角卡死现象
大多数故障都是仰角死位的情况，通常可以采取以下措施：用酒精清洗汇流环及其碳刷；插紧驱动箱内编码器的插头；做好驱动电机上两根电缆的屏蔽防护，防止发射机对方位角驅动电机的编码器信号产生干扰。另外，如果斜距跟不上、温、压、湿信号出现飞点，且经常在某一方位出现，可能是雷达转到该方位接触不好，应检查是否有线脱落。
六、雷达出现高仰角丢球现象
第一，如果是在建站开始阶段就经常出现高仰角丢球的现象，有关人员要对高仰角状态下的天线的摆动幅度进行观察，一旦摆动幅度过大，就要考虑其根源被极化的问题。针对这种问题，有关人员可以通过调整馈源极化方向来解决。第二，有关人员要观察四条亮线是否亮得整齐，根据是否亮的整齐来判断程序方波有没有出现跳变状况，进而对前置高放是否工作进行确定。
七、雷达天线出现死位
第一，雷达天线仰角、方位被锁死，发生不动的现象。针对这种问题，有关操作人员要及时关闭后再重启电机驱动箱开关。第二，仰角、方位数字不动而雷达天线还在转动问题。针对这种问题，有关人员可以先用手动来控制天线，之后再按关机步骤对雷达的一切开关进行关闭。
八、L波段雷达使用注意事项
第一，对天线操纵杆的推动不能用太大的力，且推动的速度不能过快或过慢。其中，当仰角在0度或者90度的时候，推动速度要缓慢，当转到极限角度时要停止推动。第二，对于操纵杆的推动，当出现意外声音时，要及时停止。第三，对于雷达的使用要注意和人群的远离，进而减少对人员的不必要伤害。第四，在观测时如果突然出现电源中断，有关人员要及时关掉电源，等待供电再进行观测操作。
小结
综上所述，L波段雷达的使用会出现一些问题，为了保证其使用的有效，需要有关人员对可能导致其发生故障的原因进行分析，并探索出解决问题的有效策略，从而将雷达使用故障扼杀在使用初期，保证其设备的稳定工作。
参考文献
[1]中国气象局监测网络司.L波段高空气象探测系统业务操作手册[M].北京：气象出版社，2005.
[2]中国气象局监测网络司.L波段高空气象探测系统设备维护、维修手册[M].北京：气象出版社，2004.
[3]戴丽琼、黄宜辉、吴立新.L波段高空气象探测资料审核要点[J].现代农业科技.2009（20）：306-307，318.
[4]马丁.L波段雷达常见故障分析与处理方法[J]
L波段探空雷达常见故障与维修 篇3
1 L波段探风雷达的维修特点
由于探空雷达主要观测高空的气象数据变化,对数据的时效性要求十分严格。不仅施放探空气球的时间固定,而且要在规定时间内传输计算处理后的观测数据,因此,在这个过程中,一旦出现雷达故障问题,留给雷达检修的时间就很短暂,所以L段雷达的检修过程需要坚持“快”的原则,不仅需要快速的发现故障,还需要快速确定故障的位置和原因,最后快速除故障,使雷达恢复正常运行。根据实际经验,我们总结出三字要领:稳准狠。
稳,顾名思义就是检修的过程要稳中求胜,不能慌张。能够迅速的发现故障的要点,正确掌握故障的主要原因。因为只有把握好故障出现的具体原因,才能对故障进行有效的排查,才能事半功倍。
准,就是发现故障的工作要做到准确无误。要充分利用雷达自身的检测功能和排查系统,结合得到的所有信息,去伪存真,真正地发现雷达出现问题的所在,做到故障的检修准确无误,不影响探空工作的时间要求。
狠,也就是行动力度要大。在出现故障后,立即分析处理,一旦找到雷达的问题之处,迅速动手解决问题,在探空业务要求的规定时间内完成对雷达故障的发现、检修和排查工作,保证L波段探空雷达的正常运行。
2 L波段探风雷达常见故障和维修方法
2.1机械故障
2.1.1在手动转动雷达方位时,天线方位不动,同时驱动器不告警
可能原因与排除方法:
打开驱动箱盖子发现,摇动操纵杆时,驱动器的显示都是正常的,也就是该电机是转动的,而天线却不转,因此基本可以判断是连轴器接触不好。将连接驱动电机和方位齿轮的连轴器重新紧固即可。
2.1.2故障现象:雷达出现高仰角丢球现象
解决方法:雷达出现高仰角丢球可能是和差箱下面的29芯电缆内部程序方波导线可能接触不好,当低仰角时导线接触上,跟踪正常,当天线高仰角的时候,导线断开,雷达换相规律不正常,造成丢球,把电缆插头拆开,并把导线重新焊接好,就可以解决问题,雷达正常工作。
2.2显示故障
仰角数据有突变现象,雷达软件上显示的仰角数据与雷达实际的仰角不符。
解决方法:
(1)用示波器检查同步机送到雷达的信号发现该信号不对,更换同步机,并进行粗精搭配,仰角零点标定,雷达仰角就能够正常显示了。
(2)同步机正常时,仰角数据还是乱跳并与实际读数不一致,则是同步机轴上的压块没有压紧,造成天线转动的同时同步机并没有随之转动,把压块压紧后,雷达就可以正常工作。
2.3接收系统故障
2.3.1信号不稳
现象:信号野值很多,有时致使记录无法整理,偶尔正常。
可能原因与排除方法:
(1)检查中频通道盒、高频组件;
(2)检查限幅器,包括和差箱内的;
(3)检查WT8线缆。
2.3.2故障现象:放球时有时出现信号突失现象
解决方法:出现信号突失现象可能是由于从高频组件到中频通道盒的中频信号电缆插头松动,接触不好,把插头重新紧固,雷达就可以正常工作。
3 L波段探空雷达天线装置的维护保养
由于L波段探空雷达的天线装置处于整个装置的最前端,又常常裸露在外,易受到外界环境的侵蚀。如果这部分不能正常工作,整个雷达的灵敏度都将下降。因此,想要保持L波段探空雷达的正常运行,对雷达天线装置的维护和保养十分重要。下面是几点需要重点维护的方面:
3.1除尘和防氧化
因为雷达天线装置常年处于风吹日晒的室外,灰尘对装置的污染较大。需要定期对装置表面的灰尘进行清理,免得灰尘影响发射和接收信号的稳定。同时,对电路各种插接件上的灰尘也需要进行及时的清理,包括各个电缆、天线和元件的接头部分,要经常检查氧化的情况,如果发现接头的氧化现象,需要采用三氯甲烷进行清洗,去除表面氧化物,露出金属质地,保证接头的紧密接触。
3.2防潮
因为室外常常会有雨雪的影响,在天线的接头处易受潮湿空气的影响。在潮湿的环境中,潮气会慢慢渗入天线座里,把天线座里的元件氧化,影响接头的性能。此外,发射机机箱也有一定的空隙,密封性不好,就会让潮气侵入。所以,天线座和发射机机箱处需要做好防潮工作。可以采用袋装的干燥剂,放置在天线座和发射机机箱内,配以定期的检修,就可以保证天线座和发射机的元件处于干燥的环境中,能够正常的工作。
3.3防锈蚀和防磨损
为了保证雷达天线的正常性能,要定期给天线涂刷防护漆。当雷达工作时间较长后,要及时更换润滑油,使天线转动顺畅,保持最好的状态,进而避免雷达故障的发生。
4结束语
由于L波段探空雷达的故障很多情况是因平时保养不当而引起的,所以为了预防雷达故障的多发,要注重日常的保养工作,需要把恶劣天气对天线造成的影响降到最低,才能避免雷达的故障发生。又因为L波段探空雷达的电路集成程度很高,电路图难以理解和掌握,加上参考资料过于简单,在雷达出现问题时容易慌乱。这就需要技术人员在平时多多注意细节问题,许多的故障在详细思考、分析和总结后,基本可以解决出现的故障问题,能够保证探空雷达的正常运行。
参考文献
[1]杨绍勇,王正飞,王峰.L波段测风雷达故障分析与检修方法[J].高原山地气象研究,2013,33(04).
L波段雷达探空仪 篇4
随着新型“L波段雷达--电子探空仪”系统在全国范围内的推广应用, 高空气象观测业务的整体水平较之原先的“701雷达--机械式探空仪”系统时代有了质的飞跃;新型高采样率、高度自动化的测报业务软硬件系统的采用, 使观测员从过去紧张、繁重的手工操作中解放出来, 日常值班工作强度得以明显减轻。本文通过对一次特殊探测施放处理过程的多方面探讨, 来剖析高空气象观测员在应急情况下应该具备的业务思路, 进而反思当前高空气象观测业务中与众不同的能力需求。
1 观测实况
1.1 气球施放及观测活动实况
邢台站2010年8月10日20:00高空综合探测, 施放瞬间地面风速为3m/s, 能见度15.0km, 无天气现象;放球后数秒钟内风向突变 (经查, 地面自动站瞬时风速最高达到4.5m/s) , 气球出现大幅摇摆, 导致探空仪被距离放球点数10m外的一座约20m高的避雷塔架挂住, 无法继续飞升;观测员发现后立即设法攀爬上高塔, 尽力解开缠绕着的仪器和球绳, 经过反复尝试终于重新放飞气球, 此时距最初放球脱手、探测开始的时间已超过了15min;观察到气球重新飞升后的各种探空和测风数据接收处理正常, 经过讨论、权衡, 值班观测员决定继续进行后续观测, 直至球炸后探测终止。
1.2 现场观测数据处理
原始测风秒数据序列所示, 0:00~0:03为正常观测记录, 从0:04开始一直到15:18雷达仰角、方位角、距离和高度数据基本保持不变, 此段时间即为探空仪被缠挂在避雷塔上停止飞升时的观测数据, 15:19以后, 各种测风数据重新恢复正常变化, 此后的数据即为解开缠绕的绳索后正常飞升的气球定位数据;探空温、压、湿秒数据记录与之类似, 从施放4s后开始3条曲线呈直线上升、一直延续到15:19以后才重新恢复正常。
考虑到气球被重新放飞后各项观测数据均保持正常, 而探空仪被缠绕前的有效观测时间不足4s, 不会影响到发报要素、几乎可以忽略不计;经过讨论、权衡后, 值班观测员最终决定采用“放球时间订正”功能, 将“放球时间”后延至原观测记录的15:18, 从而删除掉了之前的那一截气球停滞上升、存在重复 (无效) 观测数据的时段。
2 事后研讨
这次特殊的高空观测过程及其观测数据的处理考虑, 在事后很长一段时间都激起了区内多个台站业务人员的热烈讨论, 焦点问题主要集中在以下3个方面:
2.1 为何不选择“重放球”
遇到类似的特殊施放过程, 大多数观测员往往首先想到应该“重放球”、完整地开展另外一次全新的观测, 这样可以有效免除一系列特殊数据处理过程。但反对方可以轻易地举出几个方面的理由:
即便考虑“重放球”, 也必须首先将缠挂住的探空仪重新放飞, 否则必定存在2个近距探空仪的同频干扰问题, 新探空仪的基测都不能够正常完成;而现场的情况是, 在第一反应就是解开缠绕住的探空仪的情况下, 过了15min才使气球重新放飞;此后观测员即便是以最快的速度回到地面, 立即着手进行重放球的各项准备工作, 到一切准备就绪一般也需要20min左右的时间。这样的结果就是, 能够重放球时已经临近8:00, 重放的结果必然导致探空TTAA报的发报时效很可能超过规定的8:30, 从确保观测数据的时效性来看, 这样做是得不偿失的。
从气球重新飞升后获取的探空和测风资料来看, 后续的实况观测数据都是正常有效的、跟前几个时次的定时观测资料的比较来看也是合理的, 完全废弃不用的理由并不十分充分。
2.2 是否有更好的处理方法
从前面的讨论中可以得出一个基本事实:这个特殊高空观测施放过程的症结在于, 实况观测数据中存在一段冗余数据, 如何能够将它合理地删除掉、而又不影响其前后的有效数据?现行高空气象测报软件里是否提供了这种功能?
分析对比一下就可以发现, “删除下沉记录”处理在以下几个方面优于其他几种方法:放球时间和放球点没有被人为改变, 正点施放后的1~3s那段反映真实情况的探测数据并没有被删除, 维持了整份记录的客观性和完整性;不存在“重放球”过程产生的观测资料的“一致性”不佳、观测数据和报文的传输时效性不好等问题;也不会造成有效观测数据的废弃和浪费;采用的是系统提供的正常处理功能, 操作简单, 不会产生其他副作用。
3 结语
针对特殊的“气球施放后意外停滞、此后又重新飞升恢复正常观测”的高空气象观测事件, 最合理的处置方法应该是:气球重新放飞后继续保持观测数据的记录正常整理, 并使用测报软件系统提供的“下沉记录删除”功能将气球停滞期间产生的冗余数据删除, 从而获得最客观、完整的观测结果。
在现行高空气象观测业务系统中应尽快引入加密量得风层测风算法, 并尽量设法完整地保存各种特殊情况下的观测数据, 以便提高高空观测数据的客观性和完整性。
高空观测活动存在着大量的偶然性和不确定性;在面对突发状况时, 观测员应利用自己所学的业务知识、以及平时积累的工作经验, 在确保观测资料“3性”要求以及数据传输时效性的前提下, 合理发掘测报软件的强大功能, 灵活处置特殊观测记录, 以获取最佳的观测效果。
高空气象观测业务的特殊性, 使得高空业务员必须努力培养和具备更高的综合素质和业务应变能力, 这样才能适应现代高空气象业务发展的客观需求;在当前新设备、新系统、新数据处理方法不断推广应用的条件下, 这种能力要求不仅没有被降低, 在某种程度上反而更高了。
参考文献
[1]中国气象局监测网络司.L波段 (1型) 高空气象探测系统业务操作手册[M].北京:气象出版社, 2005:37-38, 79-80, 92.
L波段雷达探空仪 篇5
L波段雷达是用于高空大气综合性的探测雷达。它与数字式电子探空仪相配合，能测定高空的风向、风速、气温、气压、湿度等气象要素，为气象服务提供准确的气象资料。利用跟踪探空气球来测定风场信息的，探空气球上带有无线电回答器(简称回答器)，测量时L波段雷达在地面向它发出询问信号，回答器就对应地发回回答信号，根据每一对询问与回答信号之间的时间之隔和回答信号的来向，就可以测定每一瞬间探空气球在空间的位置，即它离雷达站的直线距离、方位角、仰角，然后根据气球随风飘移的情况，测算出高空的风向、风速，再根据L波段雷达距离数据和角度数据及坐标数据, 就知道了探空气球在空中飘移的快慢和方向，也就可以计算出空中不同高度的平均风速和风向来。另外探空气球上带有无线电回答器升空，是利用气球上携带的探空仪来完成的，探空仪是由温、压、湿反应灵敏的感应元件及转换电路所组成，敏感元件的电参量随着空气中温、压、湿度的变化而变化。而转换电路则对变化的电参量进行采样、编码而形成探空码，然后用此探空码去控制回答器，再由回答器将探空码发回地面，雷达接收机把它接收下来，这样就得到了空中温、压、湿气象要素。
（二）L波段探空雷达天线装置的维护
L波段雷达天线装置，包括天线阵、天线座、和差箱、俯仰减速箱、近程发射机和摄像装置等。雷达天线装置就如人的“眼睛”，“眼睛”不好，“行走”困难, 要想充分发挥雷达的性能，延长雷达的使用寿命，雷达天线装置的维护，是不可缺少的一环。L波段雷达天线装置的维护，可从如下方面进行。
1. 防尘和电气接头检查
由于雷达天线装置安装在室外，受日晒雨淋，天线装置外表和馈线系统外表灰尘较大，应及时除尘清洁。为使雷达的发射和接收信号总处于最佳的工作状态，天线抛物面的清洁尤为重要。因天线抛物面承担着信号的发射和接收，过多的尘埃会影响雷达信号的传输，因此，要定期(季度或半年)清洁天线抛物面的清洁。定期(季度或年)检查各电缆和天线装置内各接揷元件的接头，看是否有被氧化。若电缆插头有氧化现象，可用无水酒精擦洗，并反复多次接揷电缆插头，使它们接触良好，尤其要定期(季度或半年)用无水酒精清洁汇流环，由于汇流环长时间的使用，容易产生碳垢，造成接触不良，所以，汇流环的清洁与否，直接影响着信号上下中转的正常。
2. 防潮
L波段雷达天线座设计有一个耳机对话孔，在雨季或较潮湿天气时，若经常揷拨耳机，潮气容易进入天线座内。使天线座内各接揷元件接头氧化、腐蚀，容易造成接触不良。和差箱、近程发射机箱等的密封也不很完美，潮气也会进入，因此，要做好天线座、和差箱、近程发射机箱等的防潮工作，最好是把探空仪湿度片瓶里的干燥剂集中起来，烘干后用布袋装好，放到天线装置各箱里面，并定期干燥更换。以保证各箱内的元器件都工作在较干燥的环境里，确保它们的正常工作。
3. 防腐和机件润滑
雷达天线装置安装在室外，受自然界影响较大。日晒雨淋，天线装置外表的防锈漆受损后，器件易被腐蚀、氧化(尤其在雨季)，严重时影响到雷达性能发挥和使用寿命，因此，应及时给天线装置做好补漆等护理工作，并定期(季度或年)给天线座各有关部分进行加油、换油，保证天线转动系统的灵活运转，使雷达的工作性能时刻保持在最佳工作状态，从而做到预防和减少雷达故障的发生。
（三）常见故障分析和维修
1. 故障现象：
校正好的光电轴突然偏离很大，四亮线两两不齐。
分析与维修：雷达四亮线两两不齐，但雷达自动跟踪等一切正常。到天线瞄准镜看(当时天空无云)，发现校正好的光电轴突然偏离较大。由于L波段雷达天线的控制，是通过和差环所获取的角误差信号或手动信号来完成的。当雷达自动跟踪正常，即对准了探空仪时，示波器上的四条亮线是两两对齐的，“上”、“下”、“左”、“右”的程序方波幅度是一样的，用示波器检查11-6揷板 (天控板) “上”、“下”、“左”、“右”的程序方波，发现方波幅度有点偏差，首先怀疑天线座和差箱的开关管套上的二极管VK105是否接触不良，打开天线座和差箱，发现箱内有积水 (因前几天下过雨) ，擦干水后，用电吹风把和差箱内的器件全部吹干，重新校正光电轴的一致性，故障排除。
2. 故障现象：
上一时次雷达工作正常，但下次雷达正常开机时，雷达天线失控，自转不停，有时并伴有示波器测角四亮线显示方式与距离显示方式[4]自动不停的切换。
分析与维修：关闭雷达电源，根据故障现象分析，由于雷达天线能转动，可初步判断雷达的同步电机正常，雷达天线的转动，因受天控板(11-6号板)控制，所以，考虑天控板是否正常。更换天控板，开机后，雷达天线控制正常，测角四亮线模式与测距模式也恢复正常，雷达工作正常。下班后，更换原来天控板，重新开机后，雷达天线受控，天线控制正常。但测角四亮线模式与测距模式还自动不停的切换。由此可知，此故障的出现，不是天控板(11-6)造成的。检查主控制箱电源。打开主控箱电源箱盖，经仔细检查并测量主控箱的+5V、+12V、+15V、-15V、～110V电源，发现+5V电源有接触不良现象，且+5V电源有点偏低(+4.8V左右)，经向厂家咨询，厂家提议最好把+5V电源调高至+5.1V左右。调好并上紧+5V输出电源接触头螺钉，重新开机，雷达一切正常，故障排除。
3. 故障现象：
按下“高压”按钮后，发射机电流表无指示，或有一会儿后又掉回零，且自检警示过压短路。
分析与维修：造成发射机高压加不上电的原因有以下三方面：(1)测距板(11-3)有没有发射触发脉冲;(2)终端板(11-4)是否有送出加发射高压指令;(3)发射/显示板(11-2)本身是否工作正常。根据这个思路，先用备份板 (11-3;11-4;11-2) 替换法，发现发射/显示板(11-2)工作不正常。根据11-2板的单元电路图(9a)，结合故障现象有过压短路警示, 调整好示波器，用示波器对(坏的11-2板)2XP1的第12脚测量为低电平方波(下称低电平)，根据电路原理，测得集成块D6第18脚为低电平，D6第2脚也是低电平;因D3B是个与非门电路，根据与非门电路原理，D3B第4脚为高电平，D3B第3脚应为低电平。但实际测得D3B第4脚为高电平，D3B第3脚也是高电平，测集成块D4第13脚为高电平, 但测集成块D4第2脚却为低电平, 这就相互矛盾，根据集成块D4为74HCTLS77型号的原理可知，集成块D4第13脚和第2脚的电位应一致, 换上好的11-2板测得的集成块D4第13脚为低电平，D4第2脚也为低电平, 故判断集成块D4坏了, 更换集成块D4，故障解除。
4. 故障现象：
L波段雷达在地面自动跟踪时，向右方向跟踪速度很慢，但放球后，只要气球不是往右方向的角度变化很大，雷达还能自动跟踪。
故障分析和排除：根据L波段雷达自动跟踪的原理，即雷达天线可以从上、下、左、右四个方向自动转动，是根据软、硬件结合的控制单元将调制在载波上的角误差信号解调下来，使天线朝着误差减小的方向运动，完成自动跟踪的功能，当L波段雷达天线没有对准目标，即雷达的电轴没有对准目标，这样雷达的天线的射频信号有相位差，所以就有角误差信号产生，使雷达天线朝角误差信号产生方向运动，根据L波段雷达的自动跟踪工作原理分析，从程序方波、和差箱开关管套、及电缆线三方面进行检查。
(1）先看看雷达的程序方波是否正常
关闭雷达电源，打开主控箱，用转接板接好11-6板。开雷达主电源、驱动电源，用示波器测量11-6板xp1的第3、4、5、6脚，测得雷达的上、下、左、右四程序方波，四程序方波正常，这说明主控箱的11-6插板正常。
(2）检查和差箱开关管套
关闭雷达电源，拨开11-6板，用万用表测量转接板xp1的第3、4、5、6脚空载时的电阻阻值, 当万用表正极(红表笔)接地时，测得转接板xp1的第3、4、5、6脚空载时的电阻阻值是一样的，为无穷大;当用万用表的负极(黑表笔)接地时，测得转接板xp1的第3、4、5脚空载时的电阻阻值是一样的，但第6脚的阻值比其他三路的电阻明显大些，因此，怀疑和差箱的天线右路的PIN开关管套上的二极管VK105有问题，打开和差箱，取下天线右路的二极管VK105进行测量，二极管VK105正常。
(3）检查电缆线
首先，检查和差箱到主控箱间的电缆线。拧下接和差箱电缆WT9电缆头，根据和差箱电路图XS3所示，找到第10、11、12、13脚。用万用表正极接地，用万用表负极分别测量第10、11、12、13脚，发现它们的阻值都一样。同样，调换万用表表笔再测量上述四根电缆线芯，它们的阻值也一样，因此，排除室内到和差箱电缆线的问题。根据在室内测量11-6板时得出天线右的阻值与其他三路阻值的不同的，天线右的开关二极管VK105又是好的结论，所以，怀疑天线右的调相器[4,5]到天线间有问题。拧开天线右的调相器，发现该调相器里的直导体很松动。由于直导体的松动，导致天线右的调相器与电缆接触不好，上紧调相器的直导体，接好电缆线，回到室内。再测量转接板(11-6板上的)空载时xp1第3、4、5、6脚的电阻阻值，四路阻值几乎一样(调换表笔测量也一样)。至此，故障原因终于查明。准备一探空仪，雷达地面自动跟踪正常，放球后，雷达自动跟踪正常，调整好光电轴，雷达恢复正常。
根据上述故障现象及排除过程，可以分析出产生故障的原因：由于雷达自动跟踪过程中，有时天线抖动较大，使得调相器的直导体松动，导致了调相器与电缆的接触不良，造成角误差信号错误，使雷达自动跟踪不正常。
5.故障现象：
L波段雷达地面方位自动跟踪较慢，但只要不是方位角度近距离变化很大(一秒钟方位角变化5、6度以上)，自动跟踪还基本能工作。
故障的分析与排除：首先，根据雷达自动跟踪的原理，结合雷达故障的原因，先怀疑11-6板的程序方波是否正常。用转接板接好11-6板，开雷达主电源、驱动电源，用示波器测量11-6板xp1的第3、4、5、6脚，测得雷达的上、下、左、右四程序方波的幅度大小一样，这说明主控箱的11-6插板正常。关闭雷达电源，拨开11-6板，用万用表测量转接板上xp1的第3、4、5、6脚的空载阻值，正向时，四路阻值一样，为无穷大;反向时，第5、6脚的阻值比第3、4脚的阻值明显大些，怀疑和差箱左、右两路的开关二极管VK105有问题。打开和差箱，取下左、右两路的开关二极管，量得两二极管为好的。拧下WT9电缆头，发现电缆头受潮，且有铜锈。用电吹风吹干电线头，用无水酒精清洗干净电缆头铜锈，吹干，接好WT9电缆，到室内从新测量转接板xp1上的第3、4、5、6脚的正、反向阻值，四路阻值基本一样，用探空仪地面检查，雷达自动跟踪正常。
由上述故障现象和排除过程，得出产生此故障的原因：由于电缆头受潮，导致电缆线的接触不良，使雷达自动跟踪出现异常。
6. 故障现象：
L波段雷达地面自动跟踪正常，当仰角升高一定角度后，仰角自动跟踪失败(即无法自动跟踪)，当仰角降低到某一角度后，雷达又能自动跟踪。
首先，根据故障现象分析，因雷达在地面自动跟踪正常，可初步判断主控箱11-6板工作正常。加上雷达方位自动跟踪正常，低仰角自动跟踪，所以，天线座里的电机应该是好的。因此，故障很有可能出在电缆线上。关闭雷达电源，打开主控箱，拨开11-6板，接上转接板，测量转接板xp1的第3、4、5、6脚的空载阻值，低仰角时，正向四路阻值都差不多一样(反向也一样)，但当仰角升高大40度时，再测量转接板xp1的第3、4、5、6脚的空载阻值，发现第3、第4脚断开，(反向也一样)。到天线座下，拧下WT9电缆插头，测量第10、11、12、13线芯，发现第10、11线芯有断接现象，至此，可判断，WT9电缆线到室内主控箱间某一电缆线已损坏。打开天线座，用万用表测量WT9电缆线第10、11线芯，确定为WT9电缆损坏。由于雷达设计的原因，WT9电缆线不能单独更换(要四根电缆线一齐换)，重新更换，雷达故障排除。
通过上述故障现象和故障排除的经验，可分析故障产生的原因：WT9电缆线，连接着天线座与和差箱，由于天线工作时的转动和日常的风吹，使电缆线经常产生晃动，时间长，电缆线容易受到损坏，从而造成雷达工作的异常。
小结：
L波段气象高空探测雷达可以说是易学难修。因其集成化程度较高，电路原理图等资料不够详细，在日常工作中经常碰到问题，如高压加不上，误报警等，这些故障，大部分情况下是由发射分机的脉冲变压器坏和主控箱的插板造成的，所以，机务员要多加分析，善于总结，确保高空探测雷达的正常运行。
摘要：L波段探空系统是我国自主研制的新一代气象仪器装备, 由数字探空仪和L波段雷达配合, 可探测0～30千米高空的风向、风速、气温、气压、湿度等气象要素, 具有探测精度高、采样速率快、使用方便等特点, 是我国高空气象探测系统的新型雷达。文章通过对L波段探空雷达的日常维护方法和工作中出现的故障现象, 进行分析判断及经验总结, 提出多种L波段雷达维护维修方法和技能。
关键词：L波段雷达,维护,故障,维修
参考文献
[1]南京大桥机器厂.GFE (L) 1型二次测风雷达原理与维修[J].2003:3.
[2]中国气象局监测网络司.L波段高空气象探测系统设备维护、维修手册[J].2004, 10:34.
[3]中国气象局监测网络司.L波段 (1型) 高空气象探测系统业务操作手册[M].气象出版社, 2005:97.
[4]中央气象局.高空气象观测手册[J].1979, 2:35.
[5]空军雷达学校气象雷达教学组.701测风雷达原理和维修[M].气象出版社, 1980, 12:25.
L波段探空系统问题解答 篇6
L波段 (1) 型高空气象探测系统是GFE (L) 型雷达-GTS1型数字式电子探空仪高空气象探测系统的简称。于2009年1月1日投入我站使用。L波段 (1) 型探测系统的使用, 不仅提高了高空探测的质量和精度, 而且基本实现了探测数据采集、监测和集成的自动化, 减少了错情的发生。但是, 虽然此系统的自动化程度提高了, 可我们在实际放球和审核纪录时, 还是会发现有一些问题出现。本文通过曾出现的问题, 提出处理意见和方法, 供大家参考。
2 放球前易出现的问题
2.1 探空仪检查
探空仪进过长途运输和存放, 其电路和机械可能出现一些毛病, 因此再取出探空仪之后, 首先应检查盒部分支架上的温度传感器 (即热敏电阻) 级连线有无断裂现象, 发射板、智能转换板及盒部件有无虚焊、漏焊现象, 从而避免基测时出现不合格仪器而延迟放球, 或施放虚焊仪器而造成重放球。
2.2 探空仪参数检查
放球前, 首先保证待施放仪器参数文件在lardarpara下, 然后在放球前的45分钟调入此仪器的参数文件。在调入探空仪参数文件时, 一定认真校对仪器序列号、校正年月及探空仪参数文件数据, 以免释放后, 由于人为原因造成仪器不合格等事故。这里需要重申, 当调入的探空仪参数文件数据与厂家提供的纸质所列参数不一致时, 应立即更换探空仪。
2.3 基测、瞬间数据检查
基测和瞬间作为高空气象资的获取至关重要。基测或瞬间数据输入错误, 在放球后发现, 作为一种补救措施可在“放球软件”或“数据处理软件”中进行修改。但修改后会影响观测记录, 需要对观测记录进行重新整理。更为重要的是放球后修改基测或瞬间数据, 可能造成仪器不合格, 以至于造成重放。因此基测、瞬间数据正确与否, 对资料整理有系统性影响。
3 放球中出现的问题
3.1 探空数据
我们知道以往用的59-701探测系统一分钟采集7组数据左右。而L波段探测系统一分钟采集近50组数据。相比之下, L波段系统采集的数量大、密集, 因此记录中有非点的可能性就大。若飞点处理不好, 直接影响纪录的准确性。比如, 一份记录有一飞点正好温度为0℃, 那么系统自动将其选为零度层。而后又出现真实的零度点, 但按规范零度层应选高度最低地点, 所以此份记录零度层就失去了真实性。不仅这样, 飞点对规定层、特性层影响也会很大。因此, 值班员应时刻监视记录, 明确判定飞点, 果断正确的处理。
3.2 测风数据
定向天气雷达是通过跟踪气球飞升过程中的仰角、方位角、斜距或高度计算风向、风速的。放球过程中, 因信号不好会造成球坐标数据不正确。此时不要人为加以修改, 会影响量得风层的计算。可用删除、恢复球坐标数据点功能键作删除处理。如果测风数据突跳的秒数据影响整分钟数据的计算, 可将其做删除处理。
4 球炸后出现的问题
4.1 测风与探空不同步
L波段探测系统采集量大, 它能将每秒的探空数据和球坐标数据采集下来。但在微机处理时, 探空终止时间会以秒为单位, 侧风终止时间以分钟为单位, 而且球坐标是整分钟后的2秒采样。比如, 球炸为70分或70分01秒时, 进行了终止处理后, 则探空终止时间为70分或70分01秒, 而侧风终止时间就为69分。遇到这种情况无需人工干预, 它实属正常。
4.2 高表上放球次数与实际次数不符
当某一时次进行了重放, 则必须在原有时次上增加一次施放次数。因此, 当我们在“地面参数”下的“测站放球参数”中已修改为合适次数, 就不要再次点击“地面参数”按钮。若再次点击, 就会出现上述情况, 因为放球软件一直到球炸都在接收数据并存盘 (每1~5秒存一次) 。
结束语
L波段高空气象探测系统虽然实现了角度自动跟踪、自动测距、自动采集和近距离抓球等功能, 但一些基数据还需要我们人为输入, 尤其出现特殊情况更需要我们认真冷静对待, 保证气球正点施放, 获取完整、高质量的观测资料。
参考文献
[1]中国气象局监测网络司.L波段 (1型) 高空气象探测系统业务操作手册[M].北京:气象出版社, 2005.
L波段气象雷达浅谈 篇7
为了更好的使用和维护雷达了解其工作原理是至关重要和必不可少的。L波段雷达主要应用于探空观测,而探空观测则离不开气象五要素 :风向、风速、温度、气压、湿度。
1.1故障判断
雷达由于是大功率设备,结构也较为复杂,我们都知道层次越多的设备越难制造得尽善尽美,而检测也不可能短期内检查出大部份问题,包括制造工艺问题、设计问题、材料问题、特殊气候问题也需要在实际工作里加以完善,因此故障相对于其它设备多发也就不足为奇了。
判断故障首先必须要求机务工作人员对雷达各个部分的结构构成、线路走向、工作流程、工作原理以及对多发故障点电路的了解程度有很深入的了解,由大方向和简单的入手,层层剥茧直到把问题解决。最怕一开始就往困难处想,这样很容易掉进死胡同里拔不出来。另外有维修经验的同志都知道,使用替换法可以很快判断出故障地方并加以处理,所以必须保管好每个雷达备件并登记,务必做到齐备,如果一旦不齐加上台站离厂家较远尽量提早订购。万用表和示波器是我们的好帮手必须熟练运用。根据我的经验现斗胆将我的处理故障步骤总结如下,以作抛砖引玉,共同讨论。
1.1.1确定故障现象,力可能对故障进行一个具体详尽的描述,还有对故障发生瞬间做一个全面咨询了解来进行初步分析判断。
1.1.2要做到看、闻、听、摸。雷达一旦有故障必须对雷达各个连线、外观、电子元件、电脑终端显示等查“看”有无脱落、明显损坏及显示异常等,“闻”值班室及雷达底座有无烧焦味道,仔细“听”雷达发射机、主控箱、电机等有无异常响声。关机后触“摸”可疑地方的工作温度以检查相关部件有没有工作。根据我的经验大概40%的故障会在这一阶段得到排除,常常可能是接口松脱、线路烧坏和误操作及特殊观测天气引起的等常见故障。即使通过这个步骤不能判断故障点也可疑确定故障的大致位置和查找方向。做好这一步骤的关键是细心和耐心,将会为我们进行接下来的各项检查步骤节省不少时间。
1.1.3在确定好故障方向以后我们就要根据故障现象查看相关系统流程的各路组件工作情况。例如我们发现雷达发射有异常则检查步骤如下 :开机查看电脑软件及主控箱到电脑连接情况——通过示波器查看发射机是否正常工作——检查测距板(3号板)触发脉冲波形——检查发射显示控制板(2号板)——检查发射机电源——检查晶闸管——检查充电电容及所接的二极管——检查防真线——检查脉冲变压器——检查磁控管——检查电磁波传输装置——最后检查天馈线(重点馈源),其它各个系统出问题也应当照此依次检查,除非确定尽量不要节省检查步骤。这要求机务工作人员不但要非常熟悉整套工作流程,还要清楚的知道各种检查方法,当然这个检查过程是非常费时的(常常几小时乃至几天),但只要不懈的努力和积极思考问题总会有办法找出,有时故障点不是单一的,这个时候往往更是考验机务工作人员的耐心。
1.1.4检查出故障点后就需要对损坏设备进行更换或处理。某些地方线路比较复杂需要我们在更换和处理前对各个接口进行记录(最好用笔作图记下)。多数器材和元件都是脆弱的,要做好静电防护,切忌大力拆装。
1.1.5处理完故障后必须开机调试,检查雷达运行的各项参数是否有较大出入。如果偏离正常值太大必须重新检查问题,些许的差距直接关系到整个观测数据的正常有效及雷达的寿命,所以来不得半点虚假,务必做到精益求精。
1.1.6将故障现象、分析情况、检查过程、处理情况、处理结果做好详细的笔记,最好图文并茂以加深印象,当然将故障点拍照则更显形象生动,并思考引起故障的可能原因和理论依据以求达到举一反三的效果,以后出现类似故障可以通过翻阅查找笔记得到很快解决。
2 L 波段高空雷达的使用问题
由于L波段在我国用于气象工作才几年时间,在一些地方还有瑕疵,而造成这些问题的原因是多方面的,这就需要我们气象工作者和雷达厂家一起对雷达进行改良和完善。
2.1雷达过顶问题。这是一个在冬季清晨观测尤其常见的问题,造成这个问题的原因是仪器由地面刚施放,气球在无风状态下飞快掠过雷达仰角80几度甚至90度的时候,雷达天线的转速无法很快进行180度旋转所造成的丢球问题。目前据我所知全国大部分L波段在靠近雷达的地方安装一个经纬仪由人来对过顶无法抓球的问题进行一个弥补,如果在限定时间内无法人工抓球就会被视为无效。某些台站清晨温度极低依然要进行人工补抓,这就在相当程度上造成了工作人员的工作负担,也许适当减轻天线质量或加大电机功率可以减少过顶问题的出现。
2.2雷达旁瓣抓球问题。旁瓣抓球也是经常出现的情况,它的成因是探空仪电磁波的旁瓣在空间中某个角度回波最强,而雷达天线从主瓣丢失则误认为在这个旁瓣最强的角度已经自动跟踪上了旁瓣的探空仪(也就是虚假的一个像),而这个虚假的像在天空有无数个并在频带上呈现均匀分布。由它所散发给雷达的信号对温、压、湿气象要素点影响不大,但却对雷达欺骗了探空仪在高空的真实位置,因此根据它所计算出来的风向、风速有时甚至高达200m/s,可以说是完全错误地、无效地。当雷达误抓上了旁瓣雷达信号,增益将会比斜距一定时的分贝数高出很多,也就是信号弱了很多。而在气球施放时由于增益变化较大我们很难快速发现是否旁瓣抓球而错过了最好纠正时间,而当仪器升高以后发现分贝数过高采取盲抓补救,但再次抓回主瓣的成功率是令人沮丧的。要改善这个问题是很难两全齐美,只有增加雷达频率分辨率和距离分辨率,而做这样的改造都意味着必须大幅提高雷达发射功率才能达到现在的探测距离,在现阶段不太可能。如果根据斜距和增益的正比关系在高空探测软件上开发出一项智能化功能来尽可能的提示工作人员是否旁瓣抓球,不失为一个切实、可行、简单而同样能达到目的的办法。
类似的问题还有很多如冬季探空仪仰角过低下山、发射机内部易打火、电源要求过高艰苦台站无法提供电力保证等问题不在此一一举例。
3 总结
L波段雷达运用于我国气象高空工作不过几年时间,在向全国推广的过程中花费了国家气象局领导、雷达厂家工作人员和各站工作人员的大量心血,虽然无法解决全部问题,但却极大减轻了基本高空台站尤其是艰苦台站的工作强度。
摘要：随着经济的发展气和象探测要求越来越高,以及和国际气象观测接轨,从前主要运用于军事的雷达现在逐渐广泛运用于气象观测及各种民用设备,而我国现阶段高空探测主要是以我国自主研制生产的L波段测风雷达为主。L波段雷达区别于其他雷达显著特点就是波长较长,其波长在18cm左右,相对于其它短波雷达它具有穿透力强、损耗小、所需功率小和观测距离远的特点,能够尽可能减少大气中水汽粒子、尘埃等物质对它信号的衰减,适用于观测低速、简单的运动,由于高空仪器移动速度较慢,多普勒频移现象能够忽略,因此L波段雷达可以基本满足现阶段高空观测的需要,是一款简单实用的高空观测利器。本文主要是以L波段为主来做一个阐述,具体将会讲解到笔者从事几年L波段雷达探测和维护工作的一些经验,同时为了增加本文的立体感,将会对L波段雷达和其他雷达做一个对比讲解。
L波段雷达常见故障维修技巧 篇8
1 放球中仰角驱动器以及方位问题
1) 打开盖板, 仔细观察方位驱动器的显示情况, 存在的问题一般情况下是26号报警。其原因在于处于同一天线座的方位驱动电机以及发射机, 二者之间存在干扰, 如果采用的信号屏蔽系统不好, 发射机的强信号会干扰到方位驱动机的工作, 使其电机内部的编码器运行受到影响, 方位驱动机将显示过速警告, 从而导致天线方位不转动, 其驱动机“A报警”显示红灯信号, 而“A准备好”没有显示, 灯不亮。这一问题的解决方案如下:要解决此故障实际上就是解决信号的屏蔽问题, 从实际操作来说, 即是重新包裹方位驱动机及其插头, 而且将其内2根电缆线都放入屏蔽罩里, 以此达到最好的屏蔽效果。2) 打开盖板, 仔细观察仰角驱动器的显示器, 如果显示的是22号告警, 则是编码器出现了故障;如果显示的是16号告警, 一般情况下, 是由于力矩过紧;如果显示的是14号告警, 一般情况下, 是由于电机损害或UVW出现短路。其3解决问题的方法如下:第一, 22号告警, 则检查编码器的连线是否通畅, 一般情况下, 编码器出问题是因为汇流环不干净或编码器插头接触不良导致, 实际操作即是卸下刷架, 采用大于95%的浓度的酒精来清洗汇流环以及刷架, 清理干净;第二, 16号告警, 则检查驱动齿轮箱, 如果其内部已经损坏, 就应返厂维修;14号告警, 即仔细检查相关电路, 或者更换电机。
2 放球过程之中告警灯亮
导致短时间内的告警灯亮有以下几种情况:第一, 由于气压码的飞点问题, 带来气高的不准确, 所以导致连续告警;第二, 凹口位置不对, 没有跟台阶正上方, 导致同波未跟踪上;第三, 在高原区内, 由于气压高, 会造成未能正确输入地面的瞬间气压, 使放球过程中气压码不变, 导致压高和气高二者之间数据相差太大, 产生了连续告警的状况;第四, 由于仰角的电轴存在误差, 致使雷达所测出的关于仰角角度的相关数据与是实际的角度误差大, 而造成雷达高度与471气高二者之间数据差太大, 引起连续告警;第五, 测距板11-3如果出现问题, 其也会导致放球后期测距出现错误, 引起连续告警。
解决以上故障, 其相应的维修办法即为:第一, 及时修正飞点, 使其准确;第二, 用手动方式来使凹口跟上台阶正上方;第三, 在放球的起始阶段前, 输入正确的瞬间气压数据;第四, 对光电轴进行重新标定;第五, 对测距板11-3板实行重新标定。
3 方位角数据不稳定
具体现象即为:显示数据不稳定, 在0～99之间随意变化。一般来说, 由于模块与粗同步机不好的情况下, 通常会出现角度乱跳的故障问题。
其故障维修的具体方法如下:第一, 用高浓度的酒精清洗汇流环刷架以及同步机电刷, 清理干净;第二, 调整11-8板上的S1拨码开关的状态, 拨到ON位置, 然后缓速转动天线, 仔细观察方位粗读数度数据变化情况, 如果数据不出现变化或变化不规律, 则表明同步机出现了故障, 应该及时更换;第三, 把拨码开关S1第一位拨到OFF, 看其粗精搭配有无问题;若没问题, 则表明11-8板存在故障, 需及时更换。
4 方位角度指示不正常
对于放球过程中方位角度指示有时变化有时不变的情况, 大多是由于方位的粗精搭配不当造成的。其维修方案如下:对11-8板实行粗精搭配, 把S1拨码开关第一位调到ON, 同时检查方位粗读数据减去精度数据, 数值是否在10～20之间, 如果不在此数据范围内, 则应该重新对S1拨码开关的前4位进行搭配。如果是仰角标定值以及方位值频繁变化, 则很有可能是同步机的同步轮系出现故障或其夹板没有夹紧, 解决方法是更换同不面或是牢固夹板螺丝;如果11-7板2817数据变化, 则应更换11-7板或者更换2817。如果在转动天线时, 方位角度指示不对, 应该将11-8拨码开关跳到粗精搭配, 手摇天线时, 如果粗精数据相差值出现变化, 则可能是同步机出现了问题, 此种情况下, 应该打开天线座内的“方位同步仓”, 仔细检查同步机轴是否完全被压与方位旋转轴上面, 如果没有, 应该使其牢固。
5 出现自激信号
如果出现小发射机有自激信号的情况, 一般情况下, 是由于前置高放或小发射机出现故障的缘故。其维修的方法即为:把小发电机电源断开, 如果其自激信号消失时, 即可判定为是小发射机本身出现了故障, 需及时更换;如果其自激信号没有消失, 则为前置高放的问题, 需及时更换。
6 结语
许多情况下, 由于不及时的维修以及不定时的清洁工作, L波段雷达由于受到灰尘污染, 腐蚀以及生锈等影响, 也会影响雷达性能的发挥, 因此, 对雷达不定时, 经常性地清洁维护工作是必需的。同时, 雷达在长时间的工作中, 各个元器件以及零部件也会逐渐衰老, 变质, 因此, 及时地对雷达各部分进行机械的维修检查, 可以很大程度地延长机械的运作时间, 减少各类故障的发生, 避免大的机械故障的出现。只有对雷达的各个方面进行维护, 保证零部件以及元器件的正常运行, 才能让雷达为我国的气象事业做出更大的贡献, 从而以气象服务社会, 推动农业以及工业各方面的发展。
参考文献
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[3]赵卢霞, 王丽, 张小刚.L波段高空气象探测系统特殊问题处理办法[J].气象与环境科学, 2009.