双流机场云高仪典型故障处理与分析

双流机场云高仪典型故障处理与分析

黄巧

（1.中国民用航空西南地区空中交通管理局，四川 成都，610202）

摘要：CL31云高仪作为双流机场测量云底高度和垂直能见度的重要设备之一，在业务运行中为航空器的起降提供了非常重要的气象数据。双流机场在东、西两条跑道延长线共安装四套CL31云高仪，测出的云底高度和垂直能见度数据实时传输给管制员、观测员、预报员等用户使用。本文描述了CL31云高仪的一次典型故障，对其原因进行分析与研究，并对此次故障的排除过程进行总结。

关键字：云高仪、故障、分析

1．CL31云高仪简介

CL31云高仪用于测量云高和垂直能见度。小而轻的测量单元非常适合移动操作。CL31云高仪运用了脉冲二极管激光LIDAR技术（LIDAR＝Light detection and ranging），在垂直或接近垂直的方向上发送短而有力的激光脉冲。霾、雾、霭、雪幡、降水和云对光反向散射的反射都作为激光脉冲测量天空状况。得到的反向散射分部图（如信号强度与高度对比）被保存起来并进行处理，从而检测云层基线。知道光速及激光脉冲的发送和反向散射信号之间的时间延迟后，就可知云层基线的高度。

CL31云高仪计算公式为: h=ct/2，其中，h为云底高度，c为光速，t为时间差。CL31云高仪可以同时探测三层云高，如果由于天气原因导致云底数据无法测量，会提供垂直能见度。CL31云高仪以33或67纳秒的频率进行重复采样，因此其空间分辨率可达 5或10 米。

2．CL31云高仪供电故障现象和处理

2023年8月，双流机场正处于夏季雷雨高发季节，天气环境高温高湿。8月12日，03时50分，02R端云高仪鼓风机和加热板告警，检查其运行状态信息，发现设备存在告警如图 1所示:

图1 云高仪告警界面

机务人员随即到达现场检查，发现02R端云高仪运行正常，用维护线缆连接云高仪维护口和计算机串口，打开计算机超级终端，将端口配置为：波特率：9600，停止位:1，数据位：8，校验位：none，连接成功后，输入status命令，检查本机状态，发现有：System Status:   WARNING，其他信息均正常。用命令：set control blower on和set control blower off控制鼓风机，但是控制失败，但是鼓风机和加热板均正常工作。由此分析判断将故障定位在命令信号处理传输单元：引擎板。随即机务人员开展更换引擎板工作。在引擎板按照说明要求安装完成后，连接好线缆接插件，并将CL31云高仪上电。通过维护口输出的数据查看更换引擎板后的系统状态信息，发现系统告警已经全部消失，但是此时各用户终端数据仍然显示丢失。因为板件的出厂默认设置与现运行的系统匹配问题，在安装完成后，必须进行如下操作，否则自动气象观测系统中不能正确的获取云高仪数据。

2.1通过维护接口连接进入云高仪系统后，按照先后顺序输入以下命令：advanced，set factory receiver_type CLR311，get params factory。目的是进入高级管理模式，根据更换的板件类型设置型号，同时获取出厂参数。

2.2输入set factory win_clean命令，等待运行10秒后，输入set factory cross_talk命令，再等待10秒后，输入reset命令。

2.3等待云高仪器重启运行后，然后输入status命令，查看系统状态信息，在确定无告警提示后，再开展端口号、端口数据参数、端口类型、数据传输波特率、数据间隔、获取方式等配置，然后重启CL31型云高仪系统。

2.4 重新连接进入CL31型云高仪系统检查系统信息，显示全部正常。

3．故障原因分析

在此次CL31云高仪故障的排除过程中，为准确分析研究故障原因，机务人员先后更换CLB311吹窗器、CLP311交流电源模块和 CLH311加热装置进行检查。检查发现，更换下的CLP311交流电源装置各元器件完好，内部各接头及其输出电压均正常，判断CLP311 交流电源装置无故障。接着检查CLB311吹窗器和CLH311加热装置，通过超级终端，用命令的方式控制其开启和关闭，均正常运行，由此发现CLB311吹窗器和CLH311加热装置正常。在对CLE321云高仪引擎板进行更换前和更换后检查系统运行状态和控制加热、吹窗器等板件时，发现原引擎板控制信号不能正常输出，由此定位了故障板件；进一步通过对CLE321云高仪引擎板的硬件控制信号输出端口进行检查，在系统终端输入命令后，硬件端口无响应，无控制电压输出，但是更换新的引擎板后，硬件端口的输出能立即响应软件终端发送的命令。由此判断CLE321云高仪引擎板控制端口出现故障，随即对其进行更换完成此次维修工作。

4．总结

机务人员在此次CL31云高仪故障的排故和抢修的过程中，能快速找到故障点，并及时更换故障元器件，第一时间恢复设备正常运行，事后对故障元器件进行拆解以寻找引发故障的原因并做出总结，大大提高了CL31云高仪故障的处理能力。

因此熟练掌握进口设备各板件功能，理解各板件电路工作原理，科学测试各信号参数，有助于快速找出设备故障点、缩短维修周期，提高设备运行完好率，确保航空器飞行安全。

5 参考文献

[1] Vaisala company. AviMet Maintenance Manual[Z]. Finland:Vaisala company, 2016.

[2]Vaisala company.Ceilometer CL31 -USER’S GUIDE[Z]. Finland:Vaisala company,M210345en-A December 2017.