新一代天氣雷達系統(tǒng)熱設(shè)計與技術(shù)分析
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速調(diào)管插在聚焦線圈之中，其電子束大致位于線圈的中心線上，磁場電源將約22 A的直流電流輸入聚焦線圈，從而產(chǎn)生沿速調(diào)管軸線的直流磁場，磁場阻止電子發(fā)散，而將其聚成細束，磁場電源輸出的能量，全部消耗在線圈上，使其發(fā)熱。發(fā)射機機柜溫度報警閾值設(shè)置為60～80℃之間，當超出設(shè)定的閾值時，雷達系統(tǒng)報設(shè)備方艙過溫信息。圖1為氣象雷達發(fā)射機原理框圖。本文引用地址：http://www.2s4d.com/article/160035.htm
1．2 雷達系統(tǒng)熱分析
房間級制冷是實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心冷卻的傳統(tǒng)方法，在這種方式中，通過一臺或多臺并行工作的空調(diào)系統(tǒng)將冷空氣輸送到數(shù)據(jù)中心，空調(diào)系統(tǒng)對雷達設(shè)備的作用就是高效率地收集這些復雜的熱氣流并將其所攜帶的熱量排出機房，這種方式的工作原理是空調(diào)機不僅提供原始制冷量，還要充當一個大型混合器，在機房內(nèi)不斷攪拌和混合空氣，使之達到均勻的平均溫度，防止熱點出現(xiàn)，新一代天氣雷達發(fā)射機部分采用的是強迫風冷的散熱結(jié)構(gòu)。
根據(jù)牛頓冷卻公式，流體被冷卻時
q=h(tf-tw) (2)
其中，tw及tf分別為壁面溫度和流體溫度；用△t表示溫差，并取△t為正，則牛頓冷卻公式表示為
q=h△t或Q=Ah△t (3)
其中，h為比例系數(shù)，單位W／m2K，代表單位溫差作用下通過單位面積的熱流量，主要與冷熱通道結(jié)構(gòu)、工作電壓、風流量、噪聲、材料、對流結(jié)構(gòu)、傳導系數(shù)等因素有關(guān)；q為熱流密度，單位W／m2；t為溫差，單位K。
強迫空氣冷卻是最常用的冷卻方式之一，其換熱系數(shù)一般在10～30 W／m2℃范圍內(nèi)，它主要應用在熱流密度不超過0．31 W／cm2的設(shè)備中，在熱設(shè)計中，根據(jù)熱功耗、環(huán)境溫度、元器件工作溫度等因素來設(shè)計風道和風量，依據(jù)工作電壓、氣流量、風壓損失、噪音等情況來選擇風機和安裝方式，并合理安排發(fā)熱元器件位置，這種冷卻方式具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備量少、成本低等優(yōu)點，現(xiàn)有的新一代天氣雷達發(fā)射機柜制冷方式采用一個離心風機和3個軸流風機的強迫散熱方式。
2 新一代天氣雷達熱報警數(shù)據(jù)分析
2．1 溫度報警分析
作為新一代天氣雷達可靠性熱設(shè)計的重要指標，機房溫度和設(shè)備方艙超溫報警是影響熱可靠性的重要參考數(shù)據(jù)，匯總分析2008～2010年河南省5部CINRAD SB雷達的報警信息，由圖表看出，溫度報警在影響系統(tǒng)的所有報警中，占36．5％，是影響雷達設(shè)備可靠性的主要因素，冷卻系統(tǒng)不穩(wěn)定、散熱結(jié)構(gòu)不合理、誤操作和人為原因是造成報警多的主要原因。
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