广播电台现在比以往任何时候都必须确保其发射设备处于良好的状态。
尽管多年来射频传输设备在效率、易于维护性和可靠性方面有大幅度的提高,但经验丰富的射频工程师的数量也显著减少。现在许多新工程师可能没有在高功率射频工厂工作的机会。
许多老工程师正在接近退休年龄,而更值得注意的是,入行的年轻员工更面向广播工程的IT、计算机方面。
这是理所当然的。计算机和发射机之间的界限正越来越模糊。前20年间制造的大多数广播发射机都包含某种形式的微处理器,或在某些情况下为完善的PC。
随着HD Radio的出现,这种情况更是如此。在此计算机化的广播时代,我们不忘一些基本的工程原则和标准极为重要。
保持整洁
保持一发射站整洁有许多好处。
采用一个冗余的闭环HVAC系统把灰尘、花粉和湿气拒之机柜外通常是有益的。
高压工作的发射机特别受益于干净的环境,原因是高压往往吸尘且可导致讨厌的电弧。发射机内适当的气流、音频处理设备和计算机也很关键;而灰尘和花粉能迅速堵塞空气过滤器,导致部件过热并最终令关键的系统损坏。
此外,有冗余的HVAC系统有助于确保无人值守的发射站在其中一个空调器发生故障时继续保持冷状态,直到故障修复。现在普遍安装一套第三通风系统,它在万一HVAC单元都出现故障时简单地引入过滤过的外部空气,并把它通向整个机房,以冷却此区域。
一个理想的发射机房对大部分设备都将有冗余。在许多情况下,每件设备都双倍购买成本高昂,是不现实的。
如果你能够复制设备,一个已证明有效的提高整体可靠性的策略是有一主一备。
每台发射机都由其自身一套处理设备和STL通路输送信号的一个机房有助于确保万一出现问题时(即射频不工作、音频不工作,或类似失真等的音频问题),通过简单地切换到备份发射机(包括射频放大器),有最好的时机尽快避免此问题,直到此问题得到解决。
“主备”结构意味着两个系统在可靠性和质量方面几乎相同。一个理想的主/备结构将定期对换。
对换频次根据具体的情况将有所不同;一种常见的方式是每个季度对换系统。这有助于证明两个系统都在正常工作。如果任一系统出现故障,将确信能可靠地切换到备用系统,不会误事。
如果你有一个主/备系统,而备份发射机可能不是同样现代化,因此可能不能为你提供主发射机的效率和可靠性,那么对备份发射机进行定期测试及与主发射机一起维护极端重要。
安全
预防性或必需的维护往往在内有致命的电压的发射设备上进行。虽然所有现代广播设备制造商都采取预防措施,在机柜门或检查板移动时给他们的设备加联动装置,但有时候有必要绕开这些安全措施以便检修故障。
在这种情况出现时,工程师就有更多的危险。犯疏忽大意错误的后果是致命的。雪上加霜的是许多维护工作是在工程师可能疲乏的深夜进行的,更易犯疏忽大意的错误。
此问题时严重的,必须小心地对待与发射机维护有关的危险。工程师可用以降低此危险的一些工具包括使用一览表,确保接触任何可能的高压点前使用短路棒及绝不单人操作。
设备本身也需要得到保护。如果你采用一个风冷假负载,在万一此负载内的冷却风扇发生故障时,为从与之相连的无论哪部发射机取下射频信号源,必须保证它有联锁装置。
同样的情况对水冷假负载甚至更重要。如果不保持足够的水流量,此负载元件将在几秒内损坏。为保护水冷假负载,通常要求一个精密调整的高质量外部水流开关。
正像负载需要保护,使用手动或马达驱动的射频转换开关的工程师必须保证这些开关与任何发射机联锁于它们相连的部件。通常移动一个带射频信号的射频接触器可能严重损坏此开关。
也许最重要(遗憾的是也最被普遍忽视)的是发射站所需的联动装置为VSWR(电压驻波比)保护联动装置。
即时现代发射机提供内部VSWR折回(fold-back)保护,有一个能联动安装于传输线系统内适当地点的发射机的外部VSWR仪表及定期测试仍绝对有必要。
对于值得大力度保护的昂贵的传输线和天线系统来说,这样一种设备的安装和维护成本是一笔要掏的小额保险费。
对于使用空气介质传输线的发射站,另一极其重要的考虑事项是用干燥空气或如氮气这样的惰性气体恰当增压传输线系统。此目标是防止传输线内外导体放电击穿和损毁传输线。
使用干燥机干燥空气到极低的露点保证传输线内湿量足够低以避免放电弧。
其它受欢迎的有效手段是用来自一气瓶或氮气发生器的氮气注入传输线。这有效地消除传输线内的湿气并有助于防止跳火。
用一个电动压力开关监测传输线的气压并传送此状态信息给值班操作员是必要的,因此如果漏气加剧,不会注意不到。
最好,对于风冷电子管式发射机,对此空气流通安全系统的例行检验程序很重要。即时全部电子管式风冷发射机都采用安全空气流量开关,除非它们定期检验,你不可能知道它们是否真正工作保护你的设备。
一种常见的方式是用接受检验的发射机上一块纸板慢慢地限制流入进口过滤器的空气流量,直到此空气联锁不再符合,并检查灯丝是否关掉。
大部分电子管制造商提供一数据表,与运行参数规格一起描述推荐的灯丝电压设置。通常全新的电子管在头几百小时工作在额定灯丝电压,然后在电子管剩余的寿命降低电压工作是有利的。
最终当发射功率逐渐减小时,可增加此电压到某一程度以进一步延长电子管的使用寿命。
发射机维护记录
高效运行发射设备,同时使故障时间最短要求良好的记录保存。大多数工程师用维护记录表做到这第一点。
这些记录有助于保存设备保养精确记录以及定期校准记录。也许最有用的方面是工程师能查阅正常参数为何值的记录,因而能容易地了解正在影响运行的参数的趋势。
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随着小型计算机和PDA的普及,现在电子化记录和分析维护记录数据是可行的,此书面文件优点也是显而易见的。
例如,一个工程师用便携式电子装置(如笔记本电脑、PDA或其它手持Web浏览器等)能够直接输入从设备仪表中读取的信息供精确地存储,过后可检索该信息。这种书面记录方式的优点如下:
1.以逻辑格式结构存储数据,易于读取;
2.数据易于处理及就地分类;
3.当读数内趋势开始变得明显时,工程师能更迅速地采取行动以解决设备性能变化;
4.维护记录可用色标和不同尺寸字体以统一方式打印出来,突出工程师可能想知道的变化;
5.维护记录还可贴到内部或外部网页上,因此可以从许多地点访问数据;
6.记录栏可通过数值个别排序,因此数据分析员可看到记录栏内最高或最低数值;
7.记录内注解栏可通过关键字排序。例如,搜索电子管最后一次更换的注解字段;
8.数学计算可例行完成以便计算有关项目的运行时间统计,如某一发射机内电子管更换前后的时间,或干燥器已过的运行时间。
Web访问
即时你不在发射站,但如果你把这些记录写到网页上,仍可以灵活地从任何地方访问维护数据。
这使得工程师能在更清洁、更安静和往往更舒适的环境中(如办公室或家中)更充分地分析历史数据,他可以花费更多的时间观察趋势并清楚发射站可能发生的变化。
比以往任何时候都越来越更重要的是给发射站的设备提供良好、清洁和不可停电的交流电源。
特别是发射站往往位于市电不是最可靠的偏远地区;物理访问发射站受到气象条件或其它环境因素的限制。
由于现在使用的几乎所有设备都是基于CPU的,电力故障的后果是重启发射机所用的大部分设备。大部分设备不能即时重启,通常将花1到2分钟才能重新工作。在停播时这么长的时间可是花不起的。
最后,联邦通信委员会和联邦航空管理局最近修改了关于天线发射塔的规则以适应现代要求。
设法确保塔基和使天线塔保持直立位置的绳索安全可靠,并确保发射塔登记号不仅显著地显示在塔基,而且显示在从通向天线塔的马路(或一个公共地点)容易看见的地点。
天线塔灯光监视依然是FCC强制执行的更重要的规则之一。系统必须到位,使操作员能立即检测天线塔灯光系统的全部或部分故障。
如果天线塔灯光系统没有按照广播电台授权所规定的运行,要求在30分钟内通知联邦航空管理局(通过一个免费的特殊号码)。此外,在问题解决得到解决,灯光工作状态符合该广播电台的许可证时,也要求发通知。