湛江-氣象-自動氣象觀測系統(tǒng)維護(hù)維修（學(xué)員手冊）

民航湛江空管站

《midas600自動觀測系統(tǒng)維護(hù)維修》

學(xué)員手冊

目錄

1.學(xué)習(xí)約定...................................................2

2.學(xué)習(xí)指引...................................................2

3.課程安排...................................................3

4.課程結(jié)構(gòu)...................................................4

5.課程內(nèi)容...................................................5

第一單元midas600自動觀測系統(tǒng)概述..........................5

第二單元midas600自動觀測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和信號流程................9

第三單元midas600自動觀測系統(tǒng)各項(xiàng)日常維護(hù)維修.............40

6.附件......................................................48

附件1課堂測試參考答案....................................48

附件2崗位工作指弓|―—維護(hù)表...............................49

附件3擴(kuò)展學(xué)習(xí)資料........................................54

附件4培訓(xùn)后工作計(jì)劃表....................................55

1.學(xué)習(xí)約定

為使培訓(xùn)能夠達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，請閱讀并遵守以下事項(xiàng)：

一、嚴(yán)格遵守課程時間安排，提前5分鐘到課室準(zhǔn)備。

二、課程學(xué)習(xí)中，請將手機(jī)調(diào)到震動或關(guān)機(jī)狀態(tài)。

三、堅(jiān)持全程參訓(xùn)。如中途退出學(xué)習(xí)，請?zhí)崆案嬷虇T。

四、積極配合教員或培訓(xùn)工作人員評估培訓(xùn)效果，主動提出學(xué)習(xí)建議。

五、愛護(hù)培訓(xùn)設(shè)施設(shè)備，如發(fā)現(xiàn)問題主動報(bào)告設(shè)備維護(hù)人員。

六、請自覺保持學(xué)習(xí)場所的衛(wèi)生清潔，營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍。

2.學(xué)習(xí)指引

為了確保培訓(xùn)效果，建議采取以下學(xué)習(xí)方法：

一、認(rèn)真聽講，通過參與案例分析、實(shí)操練習(xí)等活動加深理解。

二、積極分享，并樂于接納來自教員和同事們的見解和建議。

三、精讀教材，梳理知識結(jié)構(gòu)，總結(jié)實(shí)操心得。

四、定關(guān)鍵詞，據(jù)此查閱規(guī)章和崗位技術(shù)資料，擴(kuò)大崗位知識面。

五、主動征求主管領(lǐng)導(dǎo)的支持和反饋，盡快把學(xué)到的技術(shù)技能運(yùn)用于崗位工作實(shí)際。

3.課程安排

課程名稱midas600自動觀測系統(tǒng)維護(hù)維修

1.能夠了解midas600自動觀測系統(tǒng)的工作原理。

課程目標(biāo)2.能夠描述midas600系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和信號流程，清楚認(rèn)識各組成模塊的功能。

3.能夠熟悉midas600自動觀測系統(tǒng)各項(xiàng)日常維護(hù)維修。

1.反應(yīng)評估：通過問卷調(diào)查、座談訪談等評價(jià)學(xué)員滿意度。

培訓(xùn)評估

2.學(xué)習(xí)評估：通過課堂練習(xí)、問題回答和案例分析情況評價(jià)學(xué)員使用能力。

教學(xué)內(nèi)容

1.midas600自動觀測系統(tǒng)概述

2.midas600自動觀測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和信號流程

3.midas600自動觀測系統(tǒng)日常維護(hù)及故障維修

4.課程結(jié)構(gòu)

5.課程內(nèi)容

第一單元midas600自動觀測系統(tǒng)概述

Uv

■I單元重難點(diǎn)

1.自動觀測系統(tǒng)概述

通過介紹自動觀測系統(tǒng)發(fā)展概述和基本類型幫助學(xué)員初步了解自動觀測系統(tǒng)

2.工作原理介紹

通過簡單扼要闡述室外傳感器工作原理和室內(nèi)傳感器工作原理幫助學(xué)員了解自動觀測

系統(tǒng)工作原理。

專業(yè)知識概述

1.1自動觀測系統(tǒng)的發(fā)展概述

1.1.1自動觀測系統(tǒng)概述

自動觀測系統(tǒng)(AutomatedWeatherObservingSystem)是一個自動氣象觀測系統(tǒng)。設(shè)計(jì)

用于空中交通管理員，觀察員，預(yù)報(bào)員，和其他機(jī)場的個人。它測量，處理，顯示，

存儲，發(fā)布?xì)庀笮畔ⅰ?/p>

自動觀測系統(tǒng)系統(tǒng)由跑道上的傳感器，一個或幾個操作員站還有工作站上的軟件組

成。表面氣象傳感器位于跑道上某些測量點(diǎn)，通過中央數(shù)據(jù)單元(CDU)連接在一起，一

個midas600系統(tǒng)可以是一個或者兩個中央數(shù)據(jù)單元，也就是說，可以包含一個或者兩

個中央數(shù)據(jù)單元。自動觀測系統(tǒng)能夠增加觀測資料的時間、空間密度；數(shù)據(jù)的收集、

傳遞更加迅速；數(shù)據(jù)的分析、處理實(shí)現(xiàn)自動化。

2自動觀測系統(tǒng)基本類型

自動觀測系統(tǒng)主要分為以下幾種：midas600、awos2000、MIDASIV和AviMeT

1.2Midas600自動觀測系統(tǒng)的工作原理

Midas600自動觀測系統(tǒng)工作原理主要是將各種非電量氣象參數(shù)轉(zhuǎn)換成電參數(shù)，實(shí)現(xiàn)

采集的自動化。安裝在跑道邊的傳感器采集器通過屏蔽電纜、光導(dǎo)纖維或無線電方式，

連接到室內(nèi)數(shù)據(jù)采集處理器或中央處理單元(CDU)O經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，顯示，存儲，發(fā)

布?xì)庀笮畔ⅰ?/p>

1.2.1Midas600的組成結(jié)構(gòu)

,中央處理單元CDU(s)

,切換單元(Switch-overUnit),用于雙CDUs系統(tǒng)

?傳感器及自動氣象站

?不間斷電源(UPS)

?局域/廣域網(wǎng)(LAN/WAN)

■工作站(OWS,FWS,RCM,WV)

?專用數(shù)據(jù)顯示器:DD50,WD30,WD50(可選)

?AFTN(可選)

?為其它系統(tǒng)所設(shè)的串行數(shù)據(jù)輸出(可選)

為其它系統(tǒng)所設(shè)的TCP/IP數(shù)據(jù)包輸出(可選)

1.2.2Midas600室外傳感器工作原理

氣壓計(jì)

1O13>2

大氣透射儀

P

eJ

qo

叵

a

圖1.1室外傳感器工作原理

1.2.3Midas600室內(nèi)模塊工作原理

圖1.2室內(nèi)模塊工作原理

本單元術(shù)語解釋如下表所示:

CDU中央處理單元

AWOS自動觀測系統(tǒng)

UPS不間斷電源

課堂測試

1.自動觀測系統(tǒng)能夠、;數(shù)據(jù)的收集、傳遞更加迅速；數(shù)據(jù)的分析、

處理實(shí)現(xiàn)自動化。

2.Midas600自動觀測系統(tǒng)工作原理主要是將各種轉(zhuǎn)換成,實(shí)現(xiàn)采集

的自動化。

第二單元midas600自動觀測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和信號流程

單元重難點(diǎn)

1.midas600各模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2.midas600信號流程。

II專業(yè)知識概述

2.1Midas600各模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1.1大氣透射儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

大氣透射儀通常稱為RVR系統(tǒng)，主要由發(fā)射機(jī)(LPU)和接收機(jī)(LR11)組成，如

圖2.1所示。RVR系統(tǒng)直接測量光發(fā)射機(jī)與光接收機(jī)之間的大氣透射率，大氣透射率的

測量通過光發(fā)射機(jī)(LPU)和光接收機(jī)(LR11)之間“有效基線”來完成(我國民航機(jī)

場多采用LP11與LR11相距75米RVR系統(tǒng)，有效基線=75米一0.6米=74.4米)。光發(fā)

射機(jī)的光束對準(zhǔn)光接收機(jī)接收鏡頭，接收機(jī)處理器在發(fā)射機(jī)處理器的控制下，通過之間

的電流通信環(huán)路，完成初始測量和數(shù)據(jù)的內(nèi)部交換操作，LPU和LRU具有相同的固

化程序(存放在處理板LPCH的EPROM中)，處理器受MIDAS主處理器時序控制，定

時通過FSK(300E71)向MIDAS主機(jī)發(fā)送MOR數(shù)據(jù)，并在MIDAS主機(jī)通過跑道背景光強(qiáng)

和跑道燈光強(qiáng)度計(jì)算出RVR值。

圖2.1RVR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

MITRAS硬件結(jié)構(gòu)及信號走向:

圖2.2MITRAS硬件結(jié)構(gòu)及信號走向

光接收（LR11）部分電路框圖:

光如

p

p

P

圖2.3LR11電路框圖

(1)LPC11處理器：

控制LP11與中央處理器之間和LP11與LR11之間的數(shù)據(jù)交換，LPCH操作由8031

微處理器D3控制，程序放在D2之中，LP11和LRH具有相同的固化程序(存放在EPROM

中)，完成光發(fā)射機(jī)功能還是光接收機(jī)功能，取決于LPC11板上的跳線設(shè)置，遠(yuǎn)程FSK

線路維護(hù)終端線路鍵入命令，可使MITRAS工作于不同模式以及完成自檢過程。

(2)LPF11閃光控制單元：

高壓750VAC由過壓保護(hù)單元LPTU提供，調(diào)整后的直流高壓為閃光燈提供足夠的

能量，由LPC11提供的FLASH信號正脈沖為觸發(fā)脈沖，在閃光燈觸發(fā)基座上放電，在次

級產(chǎn)生4KV使氤閃光燈工作，如圖2.4所示。

觸發(fā)脈沖X2TRlGa+,

圖2.4LPF11單元

(3)LPI11工作原理:

發(fā)射光強(qiáng)TM(I)的采集是將閃光燈發(fā)出的光經(jīng)過凸透鏡聚焦到LPHl的V4上；V4

接收光強(qiáng)后，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生發(fā)射光強(qiáng)TM(I)值，如圖2.5所示。

(4)加熱控制LPHH：

對機(jī)內(nèi)和窗口加熱,防止機(jī)內(nèi)和窗口表面受水汽的影響。

跳線：X2一般選擇40度

圖2.6LPH11

(5)直流供電LPPH：

產(chǎn)生+5V,+10V,+12V,—15V電壓，對+5V,+15V,—15V檢查。

(6)過壓保護(hù)LPT11：

防止外部電壓對內(nèi)部線路的過壓損壞。跳線：1—2；3—4；5—6短接，實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)

和接收機(jī)之間數(shù)據(jù)交換由一個數(shù)字電流環(huán)提供(在用)。

（7）污染檢測LPDll：

測量窗口上的塵埃或污染情況，這個數(shù)據(jù)用以補(bǔ)償由于污染所造的透射率的衰減。

（8）LPD11原理框圖：

LIGHT為高電平時，V2導(dǎo)通，燈泡電壓為5V,燈泡亮，光線進(jìn)入窗內(nèi)多次反射（窗

面上的塵埃使光強(qiáng)減弱），由光電管V4測量減弱后的光強(qiáng)經(jīng)A2轉(zhuǎn)換成電壓信號CLA送

至LPC11。LIGHT信號為低電平時，V2截止，DS1兩端電壓為3.4V,亮度很暗，處于準(zhǔn)

備測量狀態(tài)。光電管V3直接測量DS1的光強(qiáng)，經(jīng)A2變成電壓信號RLA送至LPC11,作

為參考值。

圖2.8LPD11

（9）觸發(fā)基座FYD904：

FYD-904是一個高壓變壓器，正常時X4（黑）和X5（紅）回路電阻為11MQ左右,

X2（咖啡）和X3（白）回路電阻為0.6Q左右兩個獨(dú)立線圈，如圖2.9所示。

X4FYD-904閃光燈。

圖2.9FYD904

2.1.2MiIos500自動站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

MIL0S500是一套測量、收集和預(yù)處理天氣數(shù)據(jù)可獨(dú)立使用的系統(tǒng)，能自動采集溫度、

相對濕度、氣壓、降水和測雨時間等傳感器的數(shù)據(jù)，預(yù)處理后用無線或有線方式向中央

處理器（MIDAS主機(jī)）發(fā)送數(shù)據(jù)。目前我國民航機(jī)場安裝的MILOS500基本上是以調(diào)制

解調(diào)方式有線傳送數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的主要部分包括處理器（DMC50）、接口單元（DMI50）,電

源部分（DPS50）、傳感器和調(diào)制解調(diào)器（DMX55）組成，如圖2.10所示。各傳感器采集

數(shù)據(jù)后進(jìn)入接口單元的模擬通道（只有降水是數(shù)字信號，翻斗每翻動一次為0.2毫米）

將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送至處理器處理、控制，再以串行方式將數(shù)據(jù)流調(diào)制成FSK

工作方式實(shí)現(xiàn)與中央處理器的通信。

Milos500結(jié)構(gòu):

QMW110

CombinedWind

Sensorwith10m

cableandmast

mounting

accessories

GSMAntenna

DKP12

10mpolemast

QMH102

Temperatureand

RelativeHumidityProbe

inDTR502RadiationShield-

MAWS301

AutomaticWeather

StationwithPMT16A

Pressuresensor,

BWT15SXMainspower

sypply,commsmodules,

incL.rad.shieldandmast

mountingaccessories

2-wireRS-485

cablenotincluded

圖2.10milos500組成結(jié)構(gòu)

Milos500信號走向:

圖2.11milos500信號走向

⑴氣壓傳感器(DPA21)

氣壓傳感器由三個檢測壓力電容的獨(dú)立的無液膜片圓盒組成，如圖2.12所示。安

裝在DPA21電路板上，取三個傳感單元數(shù)值的算術(shù)平均值。一般情況下檢查傳感單元之

間數(shù)值誤差＞0.6百帕，應(yīng)立即更換DPA21板。為保證飛行安全，在重要部門還配有振

筒式氣壓儀用于數(shù)值的比較。

圖2.12PDA21

(2)溫度、濕度傳感器HMP45D：

濕度測量采用薄膜電容傳感器HUMICAP?180,溫度測量采用薄電阻傳感器

(PtlOOPtlOOO),溫度和濕度傳感器均放置在探頭的頂部，有薄膜過濾器保護(hù)探頭。

圖2-13HMP45D

(3)RG13H雨量計(jì):

加熱型翻斗式雨量筒，低于+4°C時自動開啟加熱，功耗為38W/40VDC,分辨率:

0.2毫米。

圖2.14RG13H

2.L3風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

目前我國民航機(jī)場使用的風(fēng)系統(tǒng)由電流環(huán)方式的WAT11,FSK(調(diào)試解調(diào))方式的

WAT15兩種。它們的工作原理基本一致，但數(shù)據(jù)的傳輸方式不同，在南方多雷雨地區(qū)WAT11

受雷擊造成設(shè)備損壞的可能性比WAT15大。風(fēng)系統(tǒng)可獨(dú)立的完成數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理

和終端顯示工作，并講處理好的數(shù)據(jù)送至MIDAS主機(jī)。

測風(fēng)系統(tǒng)由風(fēng)向傳感器WAV15A,風(fēng)速傳感器WAA15A,控制單元WAT15、顯示單元

WAD21、M0DEM300組成。WAT15對WAA15A、WAV15A進(jìn)行采集，一旦WAD21(MASTER)向

WAT15發(fā)出請求信號(地址查詢碼)，WAT15將數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換后以FSK3007E1傳

輸方式送到WAD21(MASTER)和WAD21(SLAVES)顯示。

WAA15A是一種高響應(yīng)，低門限，三杯式光電傳速計(jì)，傳感器包括一個轉(zhuǎn)軸上的14

齒形圓盤，該盤在發(fā)光二極管和光敏三極管之間轉(zhuǎn)動，齒代表0狀態(tài)，切口代表1狀態(tài)。

當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，光敏三極管輸出一組脈沖，風(fēng)杯的旋轉(zhuǎn)速度與風(fēng)速成正比，如圖2.15

所示。

脈沖頻率如下：

f(Hz)=14X{風(fēng)速(m/s)-0.232(m/s)}/l.402

參數(shù)：

＞測量范圍：0-75m/s

＞傳感器頻率：。-750Hz

＞門限：0.4m/s

WAV15A是一種計(jì)數(shù)平均、低門限光電風(fēng)向標(biāo)，由光電元件和轉(zhuǎn)軸上的編碼盤組成。

當(dāng)風(fēng)向表轉(zhuǎn)動時，編碼盤在紅外發(fā)光二極管、光敏三極管之間轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)動5.63度，

就會產(chǎn)生一組六位格雷碼脈沖，如圖2.16。

圖2.16WAV15A

參數(shù)：

＞測量范圍：0-360°

＞門限：0.3m/s

＞分辨率：5.63°

在風(fēng)傳感器軸承、轉(zhuǎn)動軸部位裝有加熱器，防止嚴(yán)寒地區(qū)因結(jié)冰造成轉(zhuǎn)動軸無法正

常工作。

測風(fēng)系統(tǒng)由WAA15、WAV15、控制單元WATH、WAD21組成，各風(fēng)傳感器的WATH與

WAD21(MASTER)和WAD21(SLAVES)串連成電流環(huán)路傳輸數(shù)據(jù)，風(fēng)傳感器和WATH工作

電源由WAD21(MASTER)供給。

WAT15工作原理:

WAT15(A)WAT15(B)WAT15(C)

RS-232C

圖2.17WAT15原理

WAT11工作原理:

WATll(A)X5WATI1(B)X5WAT11(C)X5

圖2.18WAT11原理

電路板跳線設(shè)置及功能:

WAT15：

?XI：2-3并聯(lián)加熱方式。

?X2：2-3傳感器速率采樣（2KHz,風(fēng)速部超過50m/s）。

?X3：2-32KBRAM

?X4：1-2EPPROM為27c256

?X5：2-3正常工作的CPU測試

?X6：短接PICOBUSI/O控制

?X7：短接CCITT/BELL103,開路為BELL103

X8：短接查詢信號識別

X9：短接加熱電壓控制

X10：斷開PICOBUSPINT控制

XII：2-3DC與MODEM線獨(dú)立工作

X12：斷開DC反接保護(hù)。

XP3：A號風(fēng)：1-2；B號風(fēng)：3-4；C號風(fēng)：5-6；D號風(fēng)：3-4,5-6；

9-10：每秒1米地平均風(fēng)速。

13-14：多通道，開路為單通道。

39-40：DC開關(guān)（短路為0N,在用）。

圖2.19WAT15跳線

WAT11：

圖2.20WAT11跳線

?Sl、S2、S3、S4、S5：風(fēng)速完成時間選擇，短接S3為標(biāo)準(zhǔn)(4m/s)

?S6、S7、S8、S9：工作模式選擇，短接S7、S9為查詢模式。

?S10：連接電流環(huán)和邏輯地至保護(hù)地，姮開路。

?sn、S12、S13：信息長度選擇，短接S13為標(biāo)準(zhǔn)。

?S14：電流環(huán)數(shù)據(jù)輸入，選開路。

?S16、S17、S18、S19：傳感器站識別符(二進(jìn)制)，短接S19為A站，短接S18為B

站，短接S18、S19為C站。

?S21、S22：將+5V和+12V接到各自的過壓監(jiān)視電路，短接。

0021WA板(WAT15)：

?XII：4-6：CLOOP波特率選擇300

1-3：EIA波特率選擇1200

?X14：1-2,11-12：記錄通道設(shè)置

17-18：從(SLAVEA)顯示單元，開路為主(MASTER)顯示單元

?X16：3-4,5-6：晶體連接L2組跨接片

?X18：2-3：CLOOP數(shù)據(jù)位為8

?X19：1-2：EIA數(shù)據(jù)位為7

?X20：1-2,3-4：EPROM類型為2732

?X21：1-2:CLOOP電流為70毫安

?X22：2-3：RTC頻率為75Hz

-一

8

&

8

o

_

8

<

^

^

)跳線

T15

(WA

1WA板

002

圖2.21

11)：

(WAT

WA板

0021

)跳線

T11

(WA

A板

0021W

圖2.22

300

btl

LOOP

4-6

XII：

X14:空

片

組跨接

接L2

體連

-6晶

3-4,5

X16：

數(shù)據(jù)位

7個

LOOP

l-2

X18:

X19:空

16

為27

類型

PROM

-5E

2-3,4

X20：

安

50毫

多通道

LOOP

2-3

X21：

空

X22：

2.1.4FD12P系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

FD12P天氣現(xiàn)象傳感器是一種綜合了光學(xué)前散射測量、電容降水感應(yīng)和溫度測量的

微處理器控制的智能傳感器，如圖2.23。

FD12P通過測量成33。角散射的紅外光強(qiáng)度，來評估氣象光學(xué)范圍能見度（MOR）。

在經(jīng)過對信號性質(zhì)的仔細(xì)分析后，將散射測量轉(zhuǎn)化為能見度。在降水情況下要進(jìn)行特殊

處理。

FD12P軟件從散射信號的快速變化中來檢測降水顆粒。水滴數(shù)據(jù)用于估計(jì)光學(xué)降水

強(qiáng)度和降水量。除了光學(xué)信號之外，DRD12雨水檢測器的模擬輸出也用于估計(jì)降水強(qiáng)度

和降水類型。

DRD12的輸出是與落在電容表面上的水量成比例的，光學(xué)強(qiáng)度是與反射粒子總量成

比例的。光學(xué)強(qiáng)度和電容強(qiáng)度的比例用于判定基本降水類型。

安裝在DRI21接口卡上的DTS14溫度傳感器用來測量橫桿溫度（TS）。溫度數(shù)據(jù)和

光學(xué)信號分布圖計(jì)DRD12表面?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)一起用于判定實(shí)際氣象編碼。

FD12P中的所有信號分析都由軟件執(zhí)行，只有DRD12雨水ON/OFF狀態(tài)是基于硬件的，

用作附加參數(shù)。FD12P帶有固定程序，分成幾個在實(shí)時操作系統(tǒng)核心

控制下執(zhí)行的任務(wù)。每個任務(wù)如同一個帶有限功能的無限的環(huán)路。操作系統(tǒng)核心控

制任務(wù)的計(jì)時和任務(wù)之間的互相作用，如圖2.24o

圖2.23FD12P

(1)FDT12B發(fā)射機(jī)：

發(fā)射近紅外光脈沖。它保持向下16.5°角傾斜。光學(xué)電源由一個閉合硬件環(huán)路穩(wěn)

壓。這個單元還包括用于透鏡污染監(jiān)控的接收電路。

(2)FDR12接收機(jī)：

測量FDT12D光束的散射部分。FDR12還包含用于透鏡污染監(jiān)測的額外光發(fā)射機(jī)。

和發(fā)射機(jī)一樣，接收機(jī)也是向下傾斜16.5。角，這樣接收機(jī)單元就測量成33。角散射

的光。

(3)DRD12雨水檢測器：

輸出一個與兩個RainCapTM感應(yīng)元件中的水量成比例的信號。這些元件由兩根涂

有絕緣玻璃的細(xì)金屬絲組成。水的存在改變了元件的電容，兩片的綜合電容由DRD12電

子元件測量。結(jié)合在里面的加熱電阻可以保持元件干燥，如在霧和融雪落在其上的情況

下。DRD12帶有模擬輸出和二進(jìn)制輸出來指示是否有降水。雨水檢測器由一個風(fēng)罩保護(hù)，

來減少風(fēng)對測量結(jié)果的影響。

(4)DTS14溫度傳感器：

是一個PtlOO熱敏電阻，用于測量橫桿溫度。

(5)FDP12控制單元:

是FD12P的主要數(shù)據(jù)處理器和通訊單元。

(6)DRI21接口板：

是維薩拉一般用途傳感器接口，帶幾個模擬和數(shù)字輸入通道。在FD12P中，DRI21

接口板的一個通道用于橫桿溫度測量，一個用于DRD12模擬信號測量。止匕外，DRI21控

制DRD12加熱，并讀取降水ON/OFF狀態(tài)。

(7)FDW13電源：

將電源電壓轉(zhuǎn)換為24VAC,用于FDS12整流器和加熱元件。FDW13包括電源電壓

選擇器和電源ON/OFF開關(guān)(也可作為自動保險(xiǎn)絲使用)。

(8)DMX21調(diào)制解調(diào)器(選項(xiàng)):

是一個標(biāo)準(zhǔn)300baud調(diào)制解調(diào)器，只在租用線模式中和FD12P一起使用。

(9)FDE12備用溫度傳感器

(10)30513風(fēng)桿：

高度為2150mm

(11)FDCH5傳感器橫桿：

長度為1500mm,這也是FD12P的整個寬度。

2.1.5CT25K云高儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

CT25K用于測量云高和垂直能見度，CT25K云高儀運(yùn)用了脈沖二極管激光LIDAR技

術(shù)，CT25K可以同時探測三個云層。CT25K是根據(jù)碑化鉀二極管產(chǎn)生激光束和接收光脈

沖的原理測定云高，云高的測量是光脈沖出發(fā)經(jīng)大氣層射到云層，返回接收機(jī)所需的時

間，計(jì)算出云層高度，如圖2.25。

返射層的高度(H)通式為：

H=CXT/2

傳感器測量最大高度為25000英尺，其傳輸時間T=48.8微秒。激光束經(jīng)過內(nèi)部平

行光學(xué)器件使之精確地成為平行光束(波長905納米)，接收機(jī)從100納秒到24.4微秒

之間，每隔100納秒對回波信號作一次數(shù)字采樣(空間測量精度為50英尺)，回波信號

接收后采用脈沖積累技術(shù)，在100納秒~24.4微秒中，接收機(jī)共采樣256次，然后對回

波信號進(jìn)行累加，在接收回波信號的同時也接收到噪聲信號，由于噪聲是隨機(jī)的，累

加的結(jié)果使其本身相互抵消了一部分，而云層回波信號強(qiáng)度則是單個脈沖乘以脈沖數(shù),

云層回波信號強(qiáng)度大大高于噪聲強(qiáng)度。這樣，系統(tǒng)使用較低的激光功率就可大大提高信

噪比，防止了環(huán)境光線噪聲和其它噪聲的干擾和影響。

Figure1-1CeilometerCT25K

圖2.25CT25K

CT25K原理框圖:

ATMOSPHERE

Trigger、Trans-Windowcontamination

>照4Receivertest

__JZMaintenance

Ceilo-^^ontro^CPUBoardport

meterDMC50B

InterfaceData

Boardpod〉

DCT52

Modem

(option)

>

>

Supply

>voltages

__Battery

工12V

&BOB-003

圖2.26CT25K原理框圖

(1)測量單元:

lONE-R

(2)外殼

內(nèi)置窗口鼓風(fēng)機(jī)CT2614/CT2688(熱空氣鼓風(fēng)機(jī))，220-240VAC(CT2614)

圖2.28夕卜殼

(3)基座:

金屬基座CT25106,外接電纜插座

(4)光學(xué)組件CTB22：

1=透鏡，2=CTL21,3=光學(xué)補(bǔ)償組件，4=CTT2L5=CTR2L6=光學(xué)組件

I.激光變送器CTT21:

電壓P65經(jīng)調(diào)制后高壓送至激光二極管；觸發(fā)脈沖至半導(dǎo)體開關(guān)元件的觸發(fā)電極,

用于推動電流脈沖通過激光二極管，如圖2.31所示。

9412058

圖2.31CTT21

II.光接收器CTR21：

第一個光電二極管APD接收光實(shí)際測量信號；第二個APD通過半橋式連接補(bǔ)償在信

號反射中出現(xiàn)在透鏡系統(tǒng)中的光學(xué)交擾，如圖2.32所示。

圖2.32CTR21

III.光學(xué)監(jiān)測器CTL21：

一個PIN光二極管監(jiān)控CTT21發(fā)出的光脈沖；一個PIN光二極管監(jiān)控窗口污染的程

度，如圖2.33。

圖2.33CTL21

⑸處理板DMC50B

將不同內(nèi)部傳感器發(fā)來的信號進(jìn)行A—D轉(zhuǎn)換；與外部設(shè)備的串行通信；內(nèi)部組件

控制；系統(tǒng)的內(nèi)置測試，如圖2.34所示。

S

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圖2.34DMC50B

(6)DC轉(zhuǎn)換器DPS52:

自監(jiān)控的電壓分配板；5個轉(zhuǎn)換電路中總共產(chǎn)生13種電壓，（+5V、-5V、+12V、

-12V、+18V、+65V、+400VR等)如圖2.35。

POWER

INPUT1

POWER

INPJT1!

oranr^Tcn

圖2.35DPS52

(7)接口板DCT51：

控制激光變送器和實(shí)時處理接受器過來的后向散射信號；光二極管檢測到的后向散

射信號進(jìn)行實(shí)時取樣，如圖2.36。

(8)電線和電源接口組件CTP241：

控制內(nèi)部加熱器(CT25039),外部窗口鼓風(fēng)機(jī),內(nèi)部加熱和窗口,如圖2.37所示。

⑼內(nèi)部加熱器組件CT25039：

保護(hù)透鏡和測量單元的窗口免受濕氣的損害；熱開關(guān)避免系統(tǒng)過熱，如圖2.38。

9807-051

圖2.38CT25039

(10)傾斜角傳感器CT3675：

包含一個硅微觀結(jié)構(gòu)加速傳感器；校正偏離垂直位置產(chǎn)生與角度相關(guān)的測量信號,

如圖2.39o

圖2.39CT3675

(H)窗口調(diào)節(jié)器CT2614/CT2688：

DPS52和CTP241用軟件控制NTC溫度傳感器決定加熱器開或關(guān)，窗口表面有污染或

水汽時，或大氣測量系統(tǒng)預(yù)示有降水的可能時，鼓風(fēng)機(jī)就自動啟動，如圖2.40。

HEATERNTC

BINDER

99-4225-7(M)7

El

E1-1FANUNE

一^I-

-H2FANNE

3<~!-HEAT.INEBRN

4?NXI3=100C

FLOWTAGRY

H0W1BWHT

7SGND

<——2?H=!GRN,TOBECONN