蓋曉東，王盛坤，陳穎

（黑龍江省氣象臺(tái)，黑龍江哈爾濱 150030）

GTS1型數(shù)字式電子探空儀基值測(cè)定過(guò)程中故障分析及處理

蓋曉東，王盛坤，陳穎

（黑龍江省氣象臺(tái)，黑龍江哈爾濱 150030）

對(duì)探空儀施放前最重要的工作——基值測(cè)定中出現(xiàn)的問(wèn)題及成因作出闡述，通過(guò)實(shí)例提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，從而為各地在進(jìn)行高空綜合探測(cè)時(shí)提供參考。

電子探空儀；基值測(cè)定；分析及處理

1 引言

L波段（1）型高空氣象探測(cè)系統(tǒng)是GFE（L）型雷達(dá)與GTS1數(shù)字式電子探空儀高空氣象探測(cè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。該系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高，功能齊全，探測(cè)精度高等特點(diǎn)。與之配套的GTS1數(shù)字式電子探空儀具有采樣速度快，體積小，重量輕，靈敏度高等特點(diǎn)。為了發(fā)揮該系統(tǒng)的先進(jìn)性能，結(jié)合工作中積累的一些實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)一些故障及特殊情況提出了一些解決辦法。

基值測(cè)定工作是對(duì)待施放探空儀是否合格的重要步驟。基值測(cè)定環(huán)境要求要穩(wěn)定，避免陽(yáng)光直射。探空儀和標(biāo)準(zhǔn)儀表都要充分感應(yīng)，才能進(jìn)行比較。GEF10型探空儀檢定箱是為數(shù)字式探空儀的溫度、濕度傳感器在施放前與檢定箱內(nèi)溫度、濕度的標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行對(duì)比而設(shè)計(jì)的綜合性檢測(cè)設(shè)備。該檢測(cè)箱配有測(cè)量精度很高的熱敏電阻和通風(fēng)干、濕溫度表，作為溫度、濕度的標(biāo)準(zhǔn)器。

2 溫度傳感器的基值測(cè)定

⑴氣溫測(cè)量采用GPW2型棒狀熱敏電阻，在測(cè)量范圍內(nèi)（55～-90℃）,阻值限定在9～700 KΩ，阻體長(zhǎng)10 mm，直徑1 mm左右，表面有高反應(yīng)率涂層，短波反射率優(yōu)于93%，長(zhǎng)波吸收率超過(guò)90%。溫度傳感器兩頭的連接金屬線很細(xì)，在基測(cè)、裝配、升球時(shí)要格外小心，觸斷溫度傳感器的金屬線會(huì)造成溫度感應(yīng)器失靈，必須更換探空儀重做基測(cè)。

⑵打開(kāi)電子探空儀的外包裝，首先檢查溫度傳感器是否斷開(kāi)，盒蓋和智能板上的序列號(hào)是否一致，有沒(méi)有錯(cuò)號(hào)。再檢查傳感器引線與支架接點(diǎn)是否有虛焊，如有應(yīng)及時(shí)更換探空儀。溫度傳感器接通電源，天線對(duì)準(zhǔn)探空儀，查看溫度傳感器應(yīng)值是否穩(wěn)定，不斷跳變時(shí)應(yīng)淘汰更換。

案例1：某次綜合觀測(cè)基值測(cè)定時(shí)，計(jì)算機(jī)終端始終顯示溫度為-90℃。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)盒蓋插頭與檢測(cè)室內(nèi)插座虛連，經(jīng)重新插拔后正常基測(cè)。

3 氣壓傳感器的基值測(cè)定

⑴氣壓傳感器采用PC24型硅阻壓敏橋式壓力傳感器，由4個(gè)光刻硅電阻在不同壓力下腔體發(fā)生變化，4個(gè)橋式電阻在硅片變形時(shí)反向變化。在工作范圍（約1個(gè)大氣壓）內(nèi)具有良好的彈性和重復(fù)性。GTS1型探空儀壓力傳感器采用濕度的比阻值法原理獲取氣壓值，采用軟硬件溫度補(bǔ)償法，補(bǔ)償動(dòng)態(tài)范圍大、精度高、成本低、同時(shí)改善線性度。氣壓傳感器和溫度補(bǔ)償傳感器都直接安裝在智能轉(zhuǎn)換器的印刷電路板上。

⑵為了保持感應(yīng)氣壓的穩(wěn)定性，元件固定并封死。氣壓原件故障率很小，通常檢查時(shí)不用將智能板和回答器取出。在天線對(duì)準(zhǔn)探空儀的情況下基測(cè)，氣壓對(duì)比不合格先檢查氣壓表讀數(shù)，確認(rèn)讀數(shù)無(wú)誤則更換探空儀。

⑶檢測(cè)箱提供的氣壓顯示值只作為相對(duì)濕度計(jì)算時(shí)氣壓修正用，不作為氣壓的標(biāo)準(zhǔn)。氣壓標(biāo)準(zhǔn)需用規(guī)范選用的氣壓測(cè)試儀表進(jìn)行。

在進(jìn)行溫、濕度傳感器對(duì)比時(shí)，計(jì)算機(jī)屏幕同時(shí)也錄取了氣壓值，用該氣壓與標(biāo)準(zhǔn)儀表的氣壓值進(jìn)行對(duì)比即可。

案例2：某次綜合觀測(cè)基值測(cè)定時(shí)，連續(xù)出現(xiàn)多個(gè)不同批次探空儀氣壓不合格。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)基測(cè)箱SX3連線（基測(cè)箱與智能轉(zhuǎn)換器連線）使用時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生接插頭處斷裂，更換XS3連接線，正?；鶞y(cè)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用EpiData 3.0 版本進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入，使用雙人雙遍錄入方法。采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料采用表示，組間比較采用t檢驗(yàn)。血清中sFlt-1/PLGF比值對(duì)子癇前期的診斷價(jià)值用ROC曲線分析，以α=0.05為檢驗(yàn)水準(zhǔn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

4 濕度傳感器的基值測(cè)定

⑴濕敏元件是一次性使用元件，出廠時(shí)置于密封的管內(nèi)，取出后不能直接使用，在施放前必須老化并基測(cè)合格后方可施放。高濕老化在放球前1 h進(jìn)行，時(shí)間要求達(dá)1 min以上，實(shí)踐證明升濕阻值越大越好，達(dá)到800 KΩ左右元件合格率較高。注意：濕敏元件高濕老化時(shí)，如發(fā)現(xiàn)瓶底有結(jié)晶鹽時(shí)，按配制方法向容器內(nèi)加入適量蒸餾水。濕敏元件在高濕瓶中如發(fā)現(xiàn)升濕幾分鐘還達(dá)不到300 KΩ以上時(shí)，應(yīng)檢查濕敏元件插入專用插座的電極片中擦拭，擦凈后重復(fù)老化即可。

⑵濕敏元件采用XGH-02型高分子彈性材料和按一定比例混合的吸濕材料，含有TX-100、三梨醇﹙張力輔助材料﹚、炭黑等成分的有機(jī)玻璃基片組成。炭黑等材料高濕時(shí)膨脹電阻值大，低濕時(shí)收縮電阻值小。濕度傳感器阻值具有二元特性，與測(cè)量環(huán)境的溫度、濕度都有關(guān)系。濕敏元件使用時(shí)互換性能好，出廠每瓶10個(gè)，同一批次2 000個(gè)左右都可互換。

⑶濕敏元件的阻值隨時(shí)間變化也有漂移，因此在使用過(guò)程中采用比阻值來(lái)測(cè)量相對(duì)濕度。用某一相對(duì)濕度阻值做為參考，其它濕度的阻值與其相比。瓶?jī)?nèi)用于做比較的干燥劑為顆粒狀硅膠，又叫變色硅膠，其相對(duì)濕度在3%或以下，利用硅干燥劑提供的濕度環(huán)境進(jìn)行基測(cè)前老化降濕過(guò)程。干燥劑隨著時(shí)間的推移，濕度平衡交換次數(shù)的增加其吸濕能力逐漸降低。為此要注意干燥劑是否失效，正常狀態(tài)為藍(lán)色，吸收水分漸漸變?yōu)樽霞t色，以顏色變淺作為判斷的依據(jù)。建議濕度大的臺(tái)站一星期更換二次，濕度小于30%的臺(tái)站可半個(gè)月更換一次，劑量以不觸及濕敏元件為準(zhǔn)，通常保持瓶?jī)?nèi)的濕度在0%～3%之間。才能保證穩(wěn)定后讀的基值R0正確無(wú)誤。

⑷濕敏元件在使用中要求一定的通風(fēng)量，基測(cè)時(shí)必須放入盒蓋內(nèi)的插槽，炭黑膜層等感應(yīng)材料是裸露的。從管內(nèi)拿出或安裝時(shí)切勿手摸觸碰元件，污染炭黑膜層造成元件報(bào)廢，實(shí)踐證明用拇指和食指夾住濕敏元件的兩則，中指頂住一端時(shí)拿出安裝，既方便又不會(huì)劃摸濕敏元件。

⑸將R0、T0數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)不要輸反。每箱儀器的濕敏元件與溫、壓傳感器不一定能剛好配套使用，數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)時(shí)要仔細(xì)核對(duì)濕度元件D0～D5的系數(shù)，且記錄下濕敏元件的生產(chǎn)批號(hào)或自編號(hào)。以便臺(tái)站預(yù)審人員校對(duì)。

⑹濕敏元件老化和基測(cè)時(shí)不宜開(kāi)啟空調(diào)等設(shè)備，檢測(cè)箱應(yīng)避免太陽(yáng)直曬或離熱源太近?；鶞y(cè)時(shí)雷達(dá)天線盡量對(duì)準(zhǔn)探空儀，如遇濕敏元件基測(cè)不合格，在時(shí)間如允許的條件下，可重復(fù)升濕、降濕，提高元件的基測(cè)合格率。

⑺如果在多個(gè)濕度片老化后都不合格的情況下，先是更換不同批次的濕敏元件（工廠有時(shí)老化周期不到位就會(huì)造成一批次濕敏元件不合格），如不同批次的濕敏元件還不合格，也可使用備份基測(cè)箱基測(cè)，看是否是基測(cè)箱出現(xiàn)故障。

⑻濕球紗布包扎非常重要，包扎不當(dāng)會(huì)影響基測(cè)順利進(jìn)行。正確方法為：將脫脂紗布剪成20X40 mm長(zhǎng)方形狀，包扎前將紗布沾上潔凈水，使其完全濕潤(rùn)，紗布繞溫度表表面轉(zhuǎn)動(dòng)11/3圈，且緊密貼住濕球表，用脫脂棉線將紗布在濕球溫度表的凹陷處及底部扎緊，然后剪去底部多余紗布。

⑽濕度不合格時(shí)，不能打開(kāi)基測(cè)箱門進(jìn)行基測(cè)?；鶞y(cè)不合格的原因主要有：①基測(cè)箱的開(kāi)關(guān)是否放在基測(cè)位置，干濕表或連線是否損壞。②濕球紗布是否太臟，濕球紗布是否按規(guī)定時(shí)間更換。③干燥劑是否及時(shí)更換。④高濕老化時(shí)間不夠。

案例3：某次綜合觀測(cè)基值測(cè)定時(shí)，相對(duì)濕度始終顯示為99%或100%，無(wú)法基測(cè)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)干濕球引線接反，將干濕球引線對(duì)換后重焊，正?；鶞y(cè)。

5 電子探空儀基測(cè)的幾點(diǎn)技巧

⑴每個(gè)臺(tái)站可根據(jù)探空檢測(cè)箱的位置以及使用的經(jīng)驗(yàn)，固定L波段雷達(dá)天線位置，該位置符合仰角、方位相對(duì)固定，探空信號(hào)強(qiáng)，測(cè)風(fēng)4條亮線齊的要求。

⑵保證電子探空儀序列號(hào)與L波段雷達(dá)讀取的電子探空儀序列號(hào)一致，避免無(wú)法基測(cè)和遲放球事件發(fā)生。

⑶當(dāng)出現(xiàn)L波段雷達(dá)因更換探空儀而無(wú)法讀取探空儀序列號(hào)時(shí)，應(yīng)當(dāng)關(guān)閉L波段雷達(dá)和計(jì)算機(jī)，然后再重新開(kāi)啟，如仍無(wú)法讀取探空儀序列號(hào)，應(yīng)改用59-701探測(cè)系統(tǒng)。

⑷濕度片高濕活化由規(guī)定300 KΩ以上提高到800 KΩ以上時(shí)，濕度片容易合格。

P414

A

1002－252X（2010）02－0037－02

2010－3－6

蓋曉東（1971-）,男，黑龍江省哈爾濱市人，成都信息工程學(xué)院，本科生，工程師.