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探析S波段多普勒天气雷达故障维修及维护管理

发表时间：2021/6/16 来源：《探索科学》2021年5月作者：易洛锋

[导读] 本文主结合绵阳市气象局多普勒天气雷达运用实际，对SC波段多普勒天气雷达运行中常见故障维修方式进行分析，并给出了SC波段多普勒天气雷达的维护管理措施，为今后更好地保障多普勒天气雷达的安全稳定运行提供参考。

绵阳市气象局易洛锋 621000

摘要：本文主结合绵阳市气象局多普勒天气雷达运用实际，对SC波段多普勒天气雷达运行中常见故障维修方式进行分析，并给出了SC波段多普勒天气雷达的维护管理措施，为今后更好地保障多普勒天气雷达的安全稳定运行提供参考。
关键词：SC波段多普勒天气雷达；故障维修；维护管理；
        引言
        多普勒天气雷达是各级气象部门综合气象观测体系的极其关键的部分。随着科技的进步，多普勒雷达在国内许多区域得到运用。绵阳市气象局使用的多普勒天气雷达是由国营784厂生产的SC波段雷达，该雷达性能以及技术指标均比较先进，作用距离远，自动化水平较高，工作非常稳定可靠。SC波段多普勒天气雷达是短时天气预报制作的不可或缺的工具，能够有效监测以及识别距离超过250km的冰雹、龙卷、雹云等中小尺度强天气现象，对径向风速测量的范围大于±48m/s，还可以监测450km内的大范围的强降水的目标。绵阳市气象局自运用SC波段多普勒天气雷达以后大幅提高了气象要素、天气现象观测资料的准确性，为大风、强降雨、龙卷、雷暴、冰雹等灾害性天气的预报预警以及人工影响天气作业提供了更为完整、可靠的数据依据[1]。然而，在多普勒天气雷达具体运行过程中，有时候也会出现一些故障，影响气象探测工作的高效开展。因此，本文针对绵阳市SC波段多普勒天气雷达的故障进行分析，并给出了维护管理措施，为今后更好地保障雷达的正常运行提供指导。
        1.SC波段多普勒天气雷达故障维修方式
        1.1发射机系统故障维修方式
        SC波段多普勒天气雷达发射系统故障通常包含下述几个方面。①发射机没有办法稳定正常运行，出现调制脉冲故障。若在发生此类故障之后，选择复位雷达的方式进行处理，此时故障问题得到解决，系统也恢复稳定运行状态，那么就意味着监控系统检测的属于虚故障。通常，这是因为对雷达系统内的一些检测点所设置的开关量较为灵敏，假如检测值和设定值存在异常，往往会产生虚报故障，然而系统的元件并没有出现损坏。所以，若检测到雷达监控系统发生故障的时候，通常应优先选择故障复位的处理方式，若没有办法恢复正常，再接着对故障问题进行仔检查以及处理。②SC波段多普勒天气雷达系统在发出“准加高压”的指令之后，加高压时雷达电源空气开关出现跳闸现象。对于此类故障，通过仔细排查发现调制机柜内的禁止脉冲信号存在接头接触不良的异常现象，使得脉宽调制器无脉冲信号传输，在短时间内输出电压与调脉冲取样信号都出现不同程度的变化，使得调制脉冲波不够稳定，波形存在极大起伏现象，调制器IGBT模块被损坏，并且产生一反馈脉冲电流烧坏驱动板的驱动模块EXB841。维修人员这个时候需要第一时间对受损器件进行更换；针对输入禁止脉冲信号的接头应选择酒精来清洗，之后将其旋紧，保障其呈良好接触状态；选择示波器对EXB841进行换取以后应该对调制器触发脉冲进行调整，确保系统的稳定运行。
        1.2接收系统故障维修方式
        若监测到SC波段多普勒天气雷达接收系统无故障提醒，但终端无回波显示。对于此类故障的排查与维修方式如下：没有故障提示，意味着系统内所设定的监测点的器件运行正常，在查看的时候暂且不考虑，需要先检查没有设置监测点的器件。通过对故障表现形式分析能够判断故障可能发生在没有设定监测点的回波通道上。对接收机的回波通道进行分析能够找出故障发生原因。接收机的前置放大器采取的IFD,然而接收机前段模拟方面的总增益仅仅为43DB,故在对接收机信号进行测试的时候，都没有办法如同模拟接收机那样直接检测，而需要对终端与信号处理器进行仔细检查与测试[2]。利用小功率计检测发现MSTC前可以对回波信号进行接收，在这以后才无信号输出，由这些能够判断MSTC微波组合出现了损坏。所以，工作人员需对受到损坏的MSTC微波组合进行更换，然后在终端上使用MSTC微波组合的控制状态，这样系统便可以恢复正常状态。

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        1.3伺服系统故障维修方式
        在SC波段多普勒天气雷达运行过程中，伺服系统有的时候会出现天线动态错误报警的问题，造成雷达强制待机的故障。通常情况下，产生这个故障的因素有很多。所以，工作人员应选择由难到易的方式进行检测。应先仔细清洗雷达碳刷、滑环，假如故障仍旧未得到及时排除，那么就需选择 RDASOT 软件来检测不同仰角、方位的连续转动状态；假如发现由错误信息，而方位没有异常，仰角出现抖动、角码处于闪烁状态，那么意味着仰角存在异常问题，应接着测试电阻值和波形的情况，假如出现抖动的现象，那么意味着仰角故障的确存在，应即刻进行处理[3]；在对5A6数字板、模拟板进行更换之后，发现故障仍旧没有得到解决，那么需要仔细查看上、下光纤板；假如上、下光纤板存在异常状况，及时更换新的光纤雷达天线，这个时候雷达天线恢复正常。
        2SC波段多普勒雷达维护管理措施
        （1）SC波段多普勒雷达天线罩内部以及机房需要始终处于干燥的状态，以避免雷达机械零件出现锈蚀现象，进而引发各类故障。
        （2）每年需要安排专业的维修维护人员对天线轴进行检查，适时对油脂进行更换，尤其是对于俯仰箱中的轴承以及方位轴等器件需要当作维护的关键点。在对油脂更换之前，需要先用汽油对以往的油脂进行清洁，以避免磨损后产生的金属杂质渗入轴承，影响其正常运行。
        （3）在SC波段多普勒雷达长期运行过程中，方位电机的碳刷往往会有一定的磨损问题。需要提前准备好标准类型的碳刷，以备不时之需。
        （4）工作人员应时常将高频柜打开，清理其灰尘、杂质，保证其绝缘度；观测各监测仪数据显示有无异常，观察所有的插件插接是否良好，各类电缆接头位置有无旋紧，尤其是高压点需要进行紧固处理，观察是有无打火现象，若出现故障需要及时维护管理。
        （5）因为天线经常会出现旋转频，极易被磨损，在汇流环上往往会产生特别多的铜屑。汇流环之间的短路极易产生火花，从而烧坏汇流环上的绝缘层。那么可以选择酒精对汇流环和弹簧触头进行清洁维护，在安装的时候应多压力进行调节，保障弹簧触片受力均匀，促使其处于良好的接触状态[4]。
        （7）伺服功放部分出现故障的几率较大，大部分是因为天线有关的电路以及机械零件所造成的。因而，平时应经常对伺服系统进行检查以及维护，在认真观察基本参数以及运行状态之后，确保其雷达系统的稳定性。
        3结语
        总之，SC波段多普勒雷达在大风、强降雨、龙卷、雷暴、冰雹等灾害性天气的预报预警以及人工影响天气作业等业务中发挥到较为关键的作用。但是，SC波段多普勒雷达在长期运行过程难免会发生故障，从而影响到测报与预报业务的顺利开展。所以，工作人员需要加强SC波段多普勒雷达常见故障的分析与维修，平时还需要采取合理的雷达维护管理措施，有效降低雷达故障的发生几率，保障SC波段多普勒雷达的稳定运行，最大限度地发挥SC波段多普勒雷达的作用。
参考文献：
[1]刘娟,郑伟,谢键,等.CINRAD/SC天气雷达发射机故障综合分析与检修[J].成都信息工程学院学报,2011,26(1).
[2]李卫东,韩波,殷秋云.多普勒雷达常见故障分析与维修[J].江西农业，2017（17）.
[3]魏玉鹏,王庆华,吕学梅.CINRAD/SC天气雷达伺服系统故障分析与排除[J].山东气象,2006,26(1).
[4]刘维成,张宇飞,杨晓军,等.新一代天气雷达故障分析与日常维护[J].甘肃科技,2009,25(23).
作者简介：易洛锋（1985.05）男，汉族，四川省绵阳市人，本科学历，工程师，从事研究方向或职业：探测中心（雷达，网络，自动站）。