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测深仪、计程仪的维修及保养
测深仪、计程仪的维修及保养
维保及故障排除 / 经验知识分享
72阅读2021-11-23

一、测深仪的维修及保养

测深仪俗称声纳。声波的频率20Hz以下称为次声波;20-20kHz之间是可听声波;20kHz以上是超声波。为避免水中生物和机械震动声波引起干扰,船舶测深仪使用超声波。采用声波在水中传播匀速及反射的原理,通过发射和接收声波的时间转换成距离(深度)信号,用记录器和数字显示器直接显示船底到水底间的距离(深度),也可以快速加上吃水,计算和显示水面到水底的距离(深度)。常用的测深仪发射频率有200kHz和50kHz及38kHz三种,频率越低能探测的深度越大,两种不同频率的测深仪发射机和换能器必须是匹配的,不能互换。例如SKIPER公司生产的ED-161是50KHZ,ED-162是200KHZ,日本JRC公司生产的FE-570 SF是50KHZ,FE-570 S是200KHZ;当设备出现没有水深数字显示同时记录器上无打印时,可以如下作如下判断,压下标志线开关,此开关压下后在记录器上打下一条标志线,是用来计算起始时间标记的,压下后记录器无反应,即不能打印出标记线,则说明接收机和记录器有故障;要注意一下皮带上的记录针是否磨损和脱离,同时还需注意一下导电刷是否接触良好;特别要提醒注意的是,当你需要打开机器检查或更换记录纸时,请将皮带上的记录针往下转到背后,防止不慎将记录针碰掉或损坏;当船舶进厂修理时,切记要在进坞前,将测深仪换能器在船底的准确位置告知厂方,防止座墩后压坏换能器。

船舶出坞前,应检查和督促船厂不可在换能器表面打磨和喷漆,防备损坏设备。

1、记录器上能打印水深标记,但数字显示器或分显示器上无数字水深显示。

记录器上能打印出水深标记,则说明主机及换能器工作正常,显示器上无数字显示,则说明模拟信号转换成数字信号之间产生故障,可以查一下线路是否断开,分显示的供电是否正常(通常用DC 24供电,部分产品单独供电)另外注意增益开关和STC电位器调整是否正确。因为增益和STC调正不当也会引起数字显示错乱和无显示。

2、换能器的测量方法及判断

换能器,俗称探头,是测深仪的重要部件,由于安装在船底,较易损坏,其中的压电陶瓷在受到机械撞击后会碎裂变型绝缘材料破坏等原因而失去功效,它是一个电声转化元件,当200KHZ或50KHZ脉冲电压信号传输给它,转化成声波(超声波)信号向下垂直发射向海底。当测深仪完全不能工作即没有水深数据打印同时又无数字显示时,应考虑检查换能器是否正常,一般换能器和主机之间,由于电缆很长,为了防止信号衰减和匹配,在机仑或前尖仑,视安装位置而定,都有一个匹配接线盒,(看安装图)电缆长度大于20米一般都需要匹配接线盒,所以当测量换能器是否好坏时,不能直接从主机断开换能器来测量,而应在匹配接线盒处,断开输出端,直接测量换能器的电阻,使用*10K挡测量,阻值应大于100KΩ以上,基本是开路(无穷大)状况,电阻短路或用万用表*10K档能测量出阻值,都说明有问题,在测量换能器二芯电缆的同时要测量换能器二芯线分别对地(船壳)的电阻,也应该是开路(无穷大)状况,否则说明电缆进水或传感器进水,绝缘已经被破换。<示范测量>。

匹配接线盒MATCHINGBOX)是一个升压自耦变压器,它将由于长距离电缆传输来的被衰减的信号电压升高至换能器能工作的电压。从而保证换能器正常工作,匹配接线盒一般不易损坏但也需要同时检查一下,端子1—5电阻(输出)大于端子1—4电阻(输入)便是正常的,下一步,再断开输入信号线,用万用表*10电阻档测量二线之间有电阻值,不是开路(电阻无穷大)和短路(阻值小于1Ω),以及二线分别对地电阻是开路(无穷大),便可以算完成了换能器的测量。

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测深仪换能器损坏需要更换,一般要进坞才能完成。

3、STC如何正常校正,如何防止二次回波干扰

STC灵敏度时间控制电路电位器的英文缩写(Sensitivity Time Control),顺时针转动增大,反之减少,作用类似于雷达的STC电位器,主要用于调整近量程浅水区工作时,由于测深仪发射的脉冲信号被浅水区反射二次以上回波过大,造成的对于记录图形打印的干扰以及数字显示器不稳定的显示跳动。

STC要和增益开关配合使用,才能很好的防止二次回波干扰,具体的办法是,当进入浅水区出现严重的二次回波时,先将量程档减小至最低档位,再将STC电位器(通常位于主机记录器玻璃框内)反时针旋到最小,然后将增益调节至记录器上杂波(噪斑)刚刚出现的位置,接着顺时针缓慢调整STC电位器,直至记录器上二次回波减弱和数字显示器上显示的水深读数稳定指示为止。

 

二、计程仪的维修及保养

计程仪主要有电磁计程仪,多普勒计程仪和声相关计程仪。

电磁计程仪其原理是水流切割探头的磁场产生信号电流,经接收机放大后,送到指示器,代表产品有北辰生产的EML-12,EML-102.EML-201.EML-500等。

多普勒计程仪其原理应用多普勒效应原理,也就是火车汽笛效应,当发声体运动中接近和离开你,频率将产生变化的原理,来测定即时速度,代表产品有TKC生产的TD-501,TD-310,SPEERY生产的SRD-301,SRD-331,FURUNO生产的DS-70,DS-80。

声相关计程仪与前二种及更早期的水压式计程无任何相类同之处,它垂直方向收发信号,对回波信号的包络进行相关信息处理来工作,类似GPS罗经原理,最终解算出高精度船速,它的精度与水温、盐度无关,工艺简单,机器小巧,代表产品有瑞典生产的SAL—84(单轴),SAL—865(双轴),和最新产品SAL-R1,SAL-RIA,是唯一可以有对水,对地速度显示的计程仪,可选水层跟踪和底层跟踪方式,水层〈120MM,底层〈300M(需另订探头)。

同样要注意,当船舶进坞前要将传感器(探头)升起(水压式,部分电磁式),并将准确位置告诉船厂,防备座墩后压坏,提醒不可打磨探头表面及油漆。

1、如何判别各类探头工作是否正常及测量方法

由于有多种不同类型的计程仪,所以它们的探头结构也不同,测量方法也不同,下面分别介绍测量方法:

①电磁式计程仪的探头

以北辰生产的EML—500型计程仪为例,(看原理图),励磁电流流过励磁线圈,在E型磁铁作用下产生电磁场,磁场的中心安装有2个电极,水流相对于船舶运动方向切割磁场,在电极上感应出电压信号送到接收机去放大,以0.1V/节的电压输出给模拟指示器,以每海里200个脉冲输出给数字显示器及其它需要信号的设备,例如ARPA等设备,图例仔细的给出了电缆、传感器、及外壳之间正确的电阻都标志在相对应的说明书上。

认真阅读说明书,检查相互之间电阻,对比阻值差别,便可以初步判别此类传感器(探头)好坏。

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②多普勒计程仪的探头

TKC公司生产的TD—501型号为例,此类计程仪探头由3条同轴电缆组成,2条较粗的颜色分别是红色、银白色的同轴电缆分别是前向、后向发射和接收电缆,阻值大约2—3欧姆,用万用表*1Ω档测量,如果开路或短路,以及电阻较大为损坏,同时要测量同轴中心线对地绝缘应为无穷大(开路),短路或有较大电阻,则说明电缆或探头进水损坏;另一根同轴为灰色较细是海水温度,盐度传感器电缆,阻值在1千欧姆至20千欧姆不等,(看表6-1)它只影响测量精度。如果开路,短路则为损坏,如果单独这一组损坏,可以短开,接入相应阻值的电阻代替,例如5K欧姆电阻,可满足要求。

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③声相关计程仪的探头

CONSILIUM 公司生产的 SAL RIA型号为例,(见接线图)此类计程仪探头由5芯3组线组成,一根屏蔽线是3号线,1,2号组成一组,4,5号组成另一组,使用电阻档分别测量每组之间电阻大约2—3Ω,同时1,2,4,5号线对3号线电阻为开路(无穷大),说明电缆及探头正常,否则故障。

 

 

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2、如何自测和粗校计程仪误差过大

无论何种不同工作方式的计程仪,都会产生误差,受水流、水温,盐度及安装位置(主要指探头)的影响,即便是声相关计程仪,受探头安装位置所限,例如过于靠近机仑,排水口,螺旋桨以及漂浮物产生的涡流都会影响准确度。

通常设备安装后都会在测速场校正,即在一定距离内,顺、逆水各跑几个回来,取平均值,校正误差。(见图6-1)但是换装设备后不一定有条件校正,以及修理后更换了放大器、接收机以及船底变化(烧焊引起磁场变化等)都会影响精度,一个简易的方法可以自测和粗校计程仪的精度,方法是,考虑到不论那一种计程仪都有一个计数自测开关,来模拟船速和判别计数电路是否工作正常,如果将测试开关打开,给出一个模拟的自测数15节,这是设备计数电路在测试,航速信号不是真实的,是模拟的,虽然不说明收发机及水下探头工作正常,但起码说明计数电路(指示电路)工作正常。利用这一点,我们通过改变模拟自测船速的大小,便等于改变真实信号计数的相对大小,假设我船计程仪通过与GPS比对及日常观察航速指示偏大,那么,可尝试在标准自测为15节时,我们可以调整至14节,这样计数电路少计了1节,便可相应减少实际工作时船速。以此类推,便可逐步使我船计程仪误差减小。

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TKC公司生产的TD—501型计程仪为例,讲一下如何操作,(看表6-2)TD—501计程仪在初始状态下,标准测试显示14.8节,误差范围+0.33_-0.33,如果实际发现船速显示过快,可以到一般位于前尖舱内的收发箱处,(此处讲一下计程,测深仪组合不同处),有一块线路板叫模拟板,此板上有三个拇指轮开关,第1位开关S03是10位数,第2位开关S04是个位数,第3位开关S05是小数点后一位数,如果自测显示14.8节这三位数开关上也放在相应数字上,向下调正至13.8节,则自测也显示13.8节。以此类推,注意校正完毕要将测试开关放回正常工作位置。

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3、如何判断和检测每海里200脉冲信号

计程仪输出的速度信号,通常有二种,传统的信号是每海里200个脉冲信号,送到雷达、VDR等设备的信号,通常便是这类信号,它大多使用继电器触点输出,我们可以将上述测试开关打开来方便测试,因为通常在码头或航速较低时,较长时间才来一个通断脉冲,不便测量,而在测试状态下,模拟船速一般在10节以上,使用万用表电阻*1Ω档,便可测量出通断信号,反之要试验雷达或VDR能否接收此类计程仪信号,只要将二芯信号线不停的通断便可模拟计程仪200脉冲海里信号,并且判断信号是否能输入该设备。

还有另一种信号是NMEA数字信号,它们是对水速度信号VBW(Water-referenced speed data)以及对水距离信号VLW(The distance travelled,relative to the water)主要用于数字分显示使用,可以用万用表直流电压10V档,和GPS信号同样的方法测量,便可判别信号