船用测深仪的故障分析与排除方法的探讨

罗先锋 王海军

摘 要：随着社会经济的不断发展，航海运输业也随之快速发展起来。而船舶在航行过程中，需要利用船用测深仪保证船舶顺利前行，在实际应用过程中，船舶测深仪仍存在一些故障。基于此，本文通过对船用测深仪的故障进行分析，论述了船用测深仪故障的排除方法，包括主振门控电路排除法、数字分频电路排除法、电源电路排除法。

关键词：船用测深仪 故障分析 排除方法

前 言

船用测深仪是大型船舶上最为关键的测量仪器，船舶在航行过程中，如果其自身测深仪出现故障，或者是不能够正常工作，都会为船舶航行带来危险。而船用测深仪在应用过程中，异常接触或者是操作、电源异常都会使得机器损坏。同时其数码管上虽然显示数字，但是其精确度有待考量，且深度显示不稳定，这对于船舶航行来说非常的危险，因此，详细分析其故障，并制定解决对策显得尤为重要。

1船用测深仪的故障

在打开船用测深仪之后，回波信号和零点信号会经过GB103、GB102、GB101三级调谐而放大，随后由L102、C121、C120、D104、R121以及D103组成的检波器进行检波，进而发送脉冲信号。BG104和它外围的各种元件所组成的电路在整形之后，其脉冲信号会分成两路进行输出。其中一路是经过电容C126耦合，BG106倒相、D107削波之后，输出一个正极脉冲，然后传输到主控门控电路内的FF201中。另外一路是由BG106倒相、D106削波之后，充当AGC中一组控制信号，发送给由K604、BG107构成的AGC电路。在此过程中，BG401是船用测深仪的第一级放大管，如果这个管出现故障，那么接收到的信号便无法传输到控制脉冲关闭和打开的计数门中。这种情况意味着数码管上显示的内容不具深度。如果使用镊子对BG201进行触碰，同时通过示波器对BG106集电极进行监视时，发现没有波形输出，同时C120电容也没有波形输出，那么说明变压器存在问题。此外，船用测深仪内部次级线圈接点出现霉断也是一大故障之一，出现这种故障时，仪器尽管有显示，但是在进行深度显示过程中，会时大时小，极其不稳定。

2船用测深仪故障的排除方法

2.1主振门控电路排除法。主振电路主要是由D202、D201、BG201-BG205以及JT201组成。而门控电路主要是由BG209、BG208、BG206以及FF201-FF204组成。在排除故障过程中，首先，由本机发送信号，发射的零点信号一路经过FF201后膜电路和接收放大之后，形成一个稳态的整形电路。当FF201（1）脚达到高电平时，打开计数门，利用75kHZ输出脉冲，然后分频计数，使之[ 触发]触发FF202并进行翻转，从而将FF201（1）脚转换成为低电平。随后，将关闭计数门，并停止计数。其次，在测深仪出现故障时，还要对FF203（20）脚进行触发，翻转FF203，使其暂态维持在0.7s，此时记录显示的时间。在经过0.7s之后， 发射信号会自动复零，然后再次进行发射。当FF203从目前的状态转换成为常态之后，其1脚会将复零脉冲输出，利用BG206进行缓冲，同时将译码显示电路和数字分频电路复零。操作完这些之后，利用FF204（8）脚输出与FF203（1）脚极性相反的零点信号。如1脚发出的0.1s正极性脉冲之后，8脚会马上输出一个脉冲，时间上延迟0.1s左右，在发射过程中要取确保先复零然后再发射。最后，利用输出脉冲对收发电路故障进行判断，并将电路分为数字电路和模拟电路，判断顺序为显示电路、计数、门控以及主振。模拟干扰端口输出脉冲接收情况，并将计数门闭合，如果数码管上显示的数字为周期性，那么说明显示电路、计数以及主振都处于正常状态。如果主振电路是正常的，那么需要对显示电路和计数进行检查。在此过程中，利用计数溢出脉冲对计数电路、数字分频电路以及主振门控电路工作情况进行确认，这样才能有效排除船用测深仪的故障。

2.2数字分频电路排除法。数字分频电路主要是由双稳态FF301--FF308和外围电路所组成。在排除故障过程中，首先，由FF305和FF308组成一个频器，然后由FF301和FF304组成另外一个频器。在0-10m程档中，由后面的频器发送信号，使信号传输到0-100m程档中，在这个程档中完成信号的转换。这样在信号转换过程中，能够判断测深仪中的数字显示不具深度的原因。其次，利用数码显示电路中的四级稳态电路，以逻辑电路和FF401单双管控制作用为基础，使船用测深仪中始终保持单个开关管导通的状态。这样相应的G401数码管中显示的数字便会更加精准。最后，由B60X系列的组件构成一个振荡多谐电路，在此电路中，振荡信号输出之后，实现信号次级耦合，然后传输到发射换能器中，随后由J502对继电器接收到的输出功率进行控制。这时如果继电器能够接收到相应的信号，便说明0-200m档有效。如果此電路在工作过程中，不受继电器的控制，那么说明电路可能存在连续发射、工作异常、功率偏小等情况，使得船用测深仪工作状态不稳定。

2.3电源电路排除法。电源电路主要是由稳压电路、整流电路以及电源变压器组成，在电源中输入的电流是常用的交流电，初级电源变压器选择的是分档抽头，利用电源开关对其进行调节。在排除故障过程中，首先要确保电压的适应范围，利用整流稳压电路对AGC进行处理，使之能够复位“归零”。其次，在排除故障过程中，将BG601以及DD602所输出的12V电压，应用于电源中，同时利用整流滤波输出的电压对发射管进行偏置，在偏置过程中，为数码管提供一个阳极，帮助数码管显示出正确的内容。最后，在电路中，还会提供2个维修开关，在排除故障过程中，将其中一个维修开关安置到主振的转态中，使计数门不能再对零点信号和发射信号进行控制，从而确保信号能够畅通无阻的传播。同时信号在经过BG205组件之后，会直接传送到分频电路中，另一个维修开关会自动调节到自校位置处。与此同时，会对FF204输出的各类复零脉冲进行翻转，并且在自校过程中，利用译码显示电路中存在的溢出脉冲以及FF202翻转进行实施。由此可见，前一个维修开关处于主振状态，后一个维修开关处于自校位置处时，数码管会进行重复且周期性的显示，如果数码管在最大量程深度处出现短暂停留的情况，那么说明故障排除成功。除此之外，利用干扰法对接收放大电路进行复检，适当调整船用测深仪中的电位器，并记录下电位器原来的位置，在调整好之后，使其恢复到原位。如果此时电位器能够正常工作，那么说明接收放大电路故障已经排除。同时对J501动作进行人工模拟，利用示波器对输出波形发射情况进行检测，如果波形正常，那么说明发射电路是完好无损的。

结 论

综上所述，船用测深仪内部电路比较复杂，在工作过程中，常会引发各种各样的故障，这些故障对船舶安全航行有着非常大的影响。经过上文分析可得，在排除船用测深仪常见故障过程中，需要从内部的各个电路入手，对船用测深仪的原理进行详细的分析，判断显示电路、计数电路、门控电路、数码管等工作状态，并利用脉冲信号检测各个电路输出信号的情况。同时通过模拟计数门的闭合和断开，检测船用测深仪的显示情况，这样才能有效排除故障。

参考文献

[1] 王美娜，边刚，孙超，王玮.海洋测深中垂直分置海底混响信号的仿真分析[J].海洋测绘，2017，37（01）：75-78.

[2] 赵立震.测深仪故障原因及对策分析[J].机电设备，2016，33（05）：27-28+31.

[3] 周俊兴. 基于LabVIEW的虚拟回声测深仪研究[D].华侨大学，2015.