大气透射仪MITRAS污染检测的故障检修分析

黄欢

摘要：跑道视程是机场运行的过程中的一个相当关键的标准，在這个标准中，所有的大型航空公司都在使用，MITRAS大气透射仪能够进行大气透射率的测量得出气象光学能见度MOR，能够对大气背景的光亮度进行分析，加上跑道灯光强度的信息，即可运算出跑道视程RVR。

关键词：大气透射仪；MITRAS；污染检测；故障检修

为了能够更好地满足民航组织对RVR的精确度的需求，MITRAS能够确保稳定的发射光，而且能够对镜面的污染进行补偿，而且能够确保光收发机的稳定性，其技术在国际上都是领先的。镜面污染会导致透射率的减弱，所以，也会造成RVR的准确度的降低，所以，为了能够有效地避免这种不良的影响，就要对镜面的污染进行分析，尽量提高镜面污染透射率的准确度。为了能够提高RVR数值的精确性，就要进行污染的补偿检测，从而能够对MITRAS的故障进行分析。

为了能够更好地满足民航组织对RVR的精确度的需求，MITRAS能够确保稳定的发射光，而且能够对镜面的污染进行补偿，而且能够确保光收发机的稳定性。其技术在国际上都是领先的。镜面污染会导致透射率的减弱，所以，也会造成RVR的准确度的降低，所以，为了能够有效地避免这种不良的影响，就要对镜面的污染进行分析，尽量提高镜面污染透射率的准确度。为了能够提高RVR数值的精确性，就要进行污染的补偿检测，从而能够对MITRAS的故障进行分析。

1 功能介绍

图1为架设在跑道边的MITRAS实物图，该设备是测量气象光学能见度MOR的仪器，上图所示MITRAS另外配备有背景光亮度仪，所以该设备还可提供背景光亮度数据BL。

2 原理与逻辑结构

2.1 原理

测量原理如图2所示：色温为2700K的白炽灯发出的平行光束的光通量从经大气衰减至起始值的5%所经过的距离即为MOR值。

2.2 逻辑结构

逻辑结构如图3所示，发射机LP11闪光灯控制单元控制闪光灯（可见光）每秒闪光一次，经基线距离的大气衰减后给接收机检测。发射机检测的闪光灯原始强度和接收机检测到衰减后的强度，另外需加上发射机和接收机的窗口镜面污染因素，经计算得出最终的MOR值，窗口镜面污染由LP11和LR11各自的污染检测单元负责检测。另外还有主处理器单元负责控制和数据计算，加热单元负责内部加热和窗口加热，MODEM负责对外通讯，RS232串口端口负责本地通讯，20毫安异步电流环负责收发机之间通讯，这样就组成了一套完整的大气透射仪。

2.3 污染检测

污染检测结构如图4所示，污染检测灯发出光亮，通过棱镜折射部分检测原始发光强度，经棱镜直射部分又在窗口镜面经过多次折射后检测强度，通过比对计算得出污染系数。

污染的检测能够精确地定量大气透射仪镜面上的尘埃物质，而且能够分析出造成透射率降低的原因，所以，用来对大气透射率衰竭的补偿，在对污染进行检测的过程中，由于检测单元受到了镜面的污染，所以，在运用大气透射仪进行污染处理的时候，需要借助处理器，将补偿的修正量计算出来，并且要通过分析大气透射仪获得的数据，从而分析大气透射率，从而能够分析出补偿后的大气透射率。

在对污染进行检测的过程中，一般要运用污染的检测板，还要运用光接收器，当光的信号传入的时候，就应该对处理器的信号进行分析，从而能够加强控制信号，使光线能够从灯泡向分离器转化，当光线进入到透射仪中，能够在玻璃的内部进行多次的反射，从而能够折射到棱镜上，这时，在透射仪镜面上的灰尘等污染就会在光线的影响下变小，接收到的光能够转化为信号，从而形成电流的信号。

由于光分离器的光线的路径有很多种，在某一个路径中会有电流直接经过，这时，灯泡的强度就会非常大，可以进行补偿计算。在中央处理器控制的过程中。光信号的电平比较高的时候，灯泡的电压也比较大，如果光信号的电平比较低，那么灯泡的电压也会比较小。

3 基线及测量范围

图5所示，MITRAS分单基线和双基线两种，单基线MITRAS配备台个发射机一台接收机，双基线MITRAS配备一台发射机和两台接收机，即长基线接收机和短基线接收机。双基线实际意义：使测量范围更大精度更高，图6所示，测量范围从2/3短基线距离（B2）至50倍长基线距离（B1）。单基线对应MOR及RVR范围：双基线对应MOR及RVR范围：

4 板件模块与实物展示

主要板件包括：LPT11过压保护模块；LPF11闪光灯控制模块；LPB11主板模块；LPH11加热模块；LPD11污染检测模块；LP111闪光灯光强检测模块；DMX21调制解调器；LPP11供电模块；LPC11中央处理器模块。

主机箱如图7所示，箱门右上角为维护端口，端口通信方式为RS232串行口，端口通讯参数设置为300_7_E_1，箱门底部有五个航空接口，分别连接电源、收发机间通信信号和对外信号，窗口部分的测量和加热，背景光亮度仪端口等，内部如同台式机机箱，有电源，主板，CPU等，主机箱内部板件在图8中均已标明，剩余板件均安装在窗口测量部分。LP11发射机跟LR11接收机内部结构几乎相同，LR11接收机仅缺少闪光灯、闪光灯控制模块LPF11及DMX21，其余板件通用，部分板件需调节跳线及拨钮来决定使用端（发射、长接收、短接收）或实现不同功能需求，维护人员如遇故障需更换板件只要遵循新板件与故障板件跳线拨钮设置一致即可。

5 具体的案例分析

5.1 案例一

（1）故障现象

在室内的各个AWOS中。显示出的都是传感器提供的RVR丢失的问题，而且在RVR丢失的过程中都会有大量的警告信号，从而分析MITRAS的运行状态。

（2）分析

通过对故障的分析，可以看出在设备运行的状态中，当设备发生故障警告的时候，就会出现污染检测等长期亮的问题，而且检测灯在长期的工作。而且检测灯出现了老化的问题，导致发射光的强度变大，而且超过的允许的范围，这时，按照技术守则上分析，应该对被污染的检测灯进行更换，也可能是由于发射光的信号将通路阻隔，镜面的污染比较严重，导致发射光变弱。

（3）检查处理

当遇到这类故障的时候，就可以采用tcon的命令来检测，分析镜面污染的情况，然后分析出SIGNAL的数值为1400，所以，在对污染检测的过程中，其灯光的强度只有900，比最小值还要小，所以，镜面的污染导致了检测光的强度的减弱是主要的故障原因。

將MITRAS的接收机面拆开，可以发现在前面的镜面中，干净的镜面中的参考信号不多，在将机器检查后，发现SIGNAL的信号几乎没有太大的变化，然后警告却没有消失。

然后将整个污染面拆开，可以发现，固定的发射灯的小螺丝出现了松动的问题，所以，应该对发射灯的位置进行调节，在调节的过程中，对螺丝固定，在开机检查后，发现MITRAS的工作状态恢复了正常，而且AWOS的数值也恢复了正常。

（4）结论

从这类故障可以看出，发射灯安装的位置会对污染产生很大的影响，所以，在安装发射灯的时候，应该先选好位置，防止镜面的污染。

5.2 案例二

（1）故障分析

在室内的各个AWOS中都显示传感器上RVR的数据出现了丢失。而且出现了警告现象，在进行MITRAS检查的过程中，发现发射机出现了一定的故障。

（2）故障的分析和处理

通过对上述故障的分析，可以看出其故障发生的机制与案例一差不多，在对现场进行勘查的过程中，发现发射机的检测灯损坏。

运用tcon进行检查，可以发现SIGNAL的数值为150，REF的数值为40，通过对此类情况的分析，可以看出，污染检测的灯光一直不亮，其原因主要有电源接触不良，而且电源上的触发信号出现了问题，而且电路的污染检测灯自身也出现了故障。

在对触发信号进行检查的过程中，发现信号都是正常的，在对10VDC进行检查的时候，受到了空间的限制，所以，不能对所有的线路进行检测，而且接头也没有检测到故障。在分析外部的10DVC的电压的时候，分析电路的图像和印刷的图版的时候，发现在图版上也不能找到检测的信号，所以，故障还是没有被排除，应该对接触不良的电源进行更换，如果故障还是没有被排除，就要对图版进行更换，在更换后，发现MITRAS的运行恢复了正常。

（3）故障总结

在图版上10VDC的电压不与任何的元件连接，只能够在印刷版上实现连接，所以。在故障发生的时候。一般都不会分析图版出现了问题，而一般更多的会考虑电源的问题，所以，应该先对图版进行故障的检测，然后再对印刷版上的连接线进行分析，确保线路的连接是正常的，再分析电源是否是接触不良的。

结语：

本文通过对大气透射仪的运行原理和相关的故障进行分析，从而能够提高大气透射仪检测的准确性，分析出大气透射仪的测量数据在传输过程中存在问题，但是，产生这样的原因却是不同的，所以，在维修的过程中应该先对数据进行测试。然后进行全面地分析，从而判断故障发生的原因。在进行污染检测的过程中，应该对镜面污染进行预防，从而可以获得准确的SIGNAL数值，能过对通路上的镜面污染进行清除，按照技术手册的要求进行处理，实现对检测灯的更换，从而能够防止镜面污染。