在GPRS系统中实现对卫星天线预防性维护报警方案设计

胡翔

摘要：在广播电视发射台，节目源作为传输的有用信息十分重要，它牵系着千家万户的收听收看及政策导向，而广播电视发射台的节目传输中心就承担着接收广播电视节目信号源的艰巨任务，节传中心如何结合GPRS系统自动实时监测卫星接收天线及传输线路表面涂层老化状况及损坏状况、通过计算机数据分析，及时在GPRS系统中提醒已发生故障点位或预警即将发生故障的点位，保障节目传输链路畅通，确保广播电视节目安全稳定传输，成为了该文研究的重点。

关键词：GPRS系统；节目传输；涂层检测；数据分析；故障点

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）06-0245-02

Abstract： in the broadcast television transmitters， program as a useful information transmission is very important， it involves the households tuned and policy guidance， and programs in the radio and TV station transmission center is responsible for the enormity of the task to receive radio and television program source， transmit the section center how to combine the GPRS system automatic real-time monitoring satellite receiving antenna and the status of the transmission line surface coating aging and damage condition， through computer data analysis， timely reminder has malfunctioned in the GPRS system point or early warning of impending failure point， security program transmission link， to ensure the safe and stable transmission of radio and television programmes， has become the focus in the study of this article.

Key words： GPRS system； program transfer； coating testing； data analysis； point of failure

节传中心卫星天线底部和固定支架处于混凝土和潮湿大气的交界区，往往会造成卫星天线底座和固定部件受到酸性溶液、微生物、溶解氧等的腐蚀和防锈涂层老化与剥离，引起卫星天线底部金属构件基础性损伤和机械强度损失，造成卫星天线底部基础部分的早期损坏，严重时甚至发生倒塌事故。而卫星天线传输线路，有些裸露在外、有些深埋地下，也容易受到各种因素的影响而引发表面保护层老化，甚至断裂。

笔者考虑到卫星天线钢制底部和钢制固定支架表面具有防銹涂层，传输线路也具有保护层，而涂层损坏和剥离是钢铁材料在潮湿大气中腐蚀损坏的第一步，保护层老化也是传输线路出现故障的苗头，综合上述因素制定预防性维护方案：采用土壤腐蚀监测装置或涂层阻抗监测仪器，用于监测卫星天线底部及传输线路在地面潮湿大气以及土壤中的涂层和腐蚀速率，通过涂层阻抗的衰变速率来推测涂层或保护层的老化状态和可能服役年限，为表面涂层或保护层的预防性维护提供依据。

1 前期基础性数据收集

1）研究卫星天线底部和固定支架及卫星天线传输线路（架空）在潮湿大气和土壤中的腐蚀规律，卫星天线基础混凝土中钢筋锈蚀规律以及防护方法，需要进行不同月份的材料切片采样分析及数据收集。

2）研究卫星天线传输线路（地埋）在土壤环境中的腐蚀监测方法，采用交流阻抗技术，建立一套土壤腐蚀监测传感器与变送器装置，实现卫星天线传输线路（地埋）的在线腐蚀监测。需要进行不同月份的材料切片采样分析及数据收集。

3） 研究卫星天线底部和固定支架主体金属结构在线监测技术，通过精密薄膜电阻探针来测量钢铁材料的大气腐蚀量和腐蚀速率，计算金属构件的腐蚀余量和剩余强度，为卫星天线的安全性评估提供基础数据。需要进行不同月份的材料切片采样分析及数据收集。

4） 研究卫星天线底部和固定支架及卫星天线传输线路（架空）表面涂层在大气中的老化与破损规律，基于薄膜交流阻抗传感器，实现涂层阻抗，含水率，介电常数的在线监测，计算出涂层剩余保护能力和服役寿命，为卫星天线底部和固定支架及卫星天线传输线路涂层预防性维修提供准确的基础数据。需要进行不同月份的材料切片采样分析及数据收集。

5） 建立一套基于GPRS的远程有线（光纤）腐蚀监控系统，实现所有离散腐蚀监测点的远程自动巡检，用户通过电台数字地理GPRS系统即可实时查看现场腐蚀状态，计算机通过分析现场图片和事先预置的正常状态图片对比情况，从而评估各个卫星天线及传输线路的运行安全强度。需要进行不同月份卫星天线及传输线路正常用状态图片收集。

2 实施方案

1 ）待前期基础性数据收集完毕后，笔者采用涂层阻抗监测仪监测卫星天线底部和固定支架基础及架空的卫星天线传输线路表面的涂层损伤情况，通过交流阻抗谱的变化来评估涂层的老化系数，并预计下一次涂层维修的时间窗口；

2 ）采用土壤腐蚀监测仪监测卫星天线传输线路附近的土壤腐蚀速率。腐蚀监测探头采用与卫星天线传输线路一致的材料，并埋入与卫星天线传输线路一致的埋深位置，通过测量同种材料在相同土壤环境中的腐蚀速率，计算卫星天线传输线路保护层的总腐蚀量和已腐蚀量，并预计维修或更换传输线路的周期。

3） 通过对离散腐蚀监测点的摄像机布控，用户可通过电台数字地理GPRS系统即可实时查看现场腐蚀状态，当被监测的离散腐蚀监测点的涂层老化损坏，通过系统的比对会自动在GPRS系统中显示该测试点报警提示。

4 ）图1显示了探头和监测仪在卫星天线底部及固定支架和卫星天线传输线路附近的安装位置。考虑到广播电视台的高频辐射环境，笔者通过光纤传输采集的数据信号，实现卫星天线底部及固定支架和卫星天线传输线路的在线腐蚀监测，基于B/S网络控制软件，在电台数字地理信息GPRS系统中实时监测卫星天线底部及固定支架和卫星天线传输线路的涂层阻抗和土壤腐蚀速率。（由于取样点比较多，图1中仅代表性的画出）

5） 图2是计算机分析数据流程图：

计算机通过对涂层阻抗监测仪、土壤腐蚀监测仪、离散腐蚀监测点摄像机传来的数据进行分析比对（与不同时期的相同点位的材料切片或正常情况下预置的卫星天线及架空传输线路的图片比对），当卫星天线涂层阻抗监测仪数据、传输线路保护层（架空）阻抗监测仪数据、传输线路保护层（地埋）土壤腐蚀监测仪数据通过计算机电台数字地理GPRS系统后台进行与不同时期的相同点位的材料切片数据进行分析比对，如果比对符合服役期满条件或严重腐蚀条件，则判断为YES，电台数字地理GPRS系统内相应故障点位或已到服役期的点位会闪烁报警提示，为维护人员提供较准确的处理故障和更换设施的范围。如果比对不符合服役期满条件或严重腐蚀条件，则判断为NO，电台数字地理GPRS系统内相应故障点位或现正服役的点位的服役期倒计时时限会按检测到的数值进行相应扣减。

同样，当离散腐蚀监测点摄像机数据通过计算机电台数字地理GPRS系统后台进行与不同时期的相同点位的正常情况下图片数据进行分析比对，如果发比对发现异常（图片主要区域线路比对不一致），则判断为NO，电台数字地理GPRS系统内相应故障点位或已到服役期的点位会闪烁报警提示，维护人员可以在电台数字地理GPRS系统上查看报警的监测点的摄像机视频数据，为其较准确的分析处理故障带来第一手快捷的资料。如果比对未发现异常（图片主要区域线路比对一致），则判断为YES，电台数字地理GPRS系统内离散腐蚀监测点摄像机监控的相应点位的服役期倒计时时限会按检测到的数值进行相应扣减。

3 结束语

这次笔者在电台数字地理GPRS系统中实现对卫星天线预防性维护报警设计，采用涂层阻抗监测仪监测卫星天线底部和固定支架基础以及卫星天线传输线路表面的涂层损伤情况，采用土壤腐蚀监测仪监测卫星天线传输線路附近的土壤腐蚀速率。通过电台数字地理GPRS系统实时查看现场腐蚀状态，不仅解放了每天去卫星天线及传输线路巡视查看的宝贵的人力资源，还实现了对卫星天线及传输线路各监测点数据的实时采集和计算机分析处理，及时在电台数字地理GPRS系统中提醒已发生故障点位或预警即将发生故障的点位，保障了节目传输链路畅通，确保了广播电视节目安全稳定传输。另外，这一预防性维护报警设计方案还可用于中短波发射天线、反射天线底部及拉线、馈线、馈杆的金属构件的表面涂层监测预警。

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