我们现在使用的缆道主要采用的是数字信号，由编码器发射信号流速表进行信号识别，还有就是小缆道简单的电磁与干簧管信号系统。我个人想在数字信号缆道加装一套模拟信号的测量设备，现将改造方案与常见问题以及排除方法加以说明。

模拟信号缆道原理利用拉偏索与循环索组成闭合电路，我采用的是利用二极管单向导通原理，使得在一个电源回路上能够同时实现测量水深与流速信号。测量水面利用的是三极管信号放大原理，当信号线接触水面，水有一定的导电性，经过三极管把信号放大也能实现水面的测量。在缆道经过实验检测发现的主要问题有信号线接触不实出现信号时断时续问题，主要改造保证滑动轮与索道的严密接触，在滑动轮上安装碳刷保证信号的稳定。还有就是由于流速仪与水接触后由于水有一定的导电性，接触丝间隙小，使用继电器灵敏高无法实现信号接通后的完全断开。电源电压不够稳定影响信号的有效传输，我个人采用的是在电源外部加装稳压管，还有根据缆道的不同在信号线前端串接分压电位器，先采用可调电位器进行分压，等流速仪能够稳定运行后测量电位器阻值，采用固定电位器进行替换。（缆道不同流速仪工作电压不同，必须采用可调电位器分压确定阻值）为了测量采用的是继电器对信号传导，信号切换我改变以前使用的双向开关切换方式，采用了万能切换器切换。万能切换器我采用的是四向三路切换器，能够实现关闭，水面，水深，流速的转换，当万能切换器旋转一周在同一条回路内分别实现了三极管对小信号放大和正反双向电压的切换，完成测量任务。由于万能切换器接线方便工作稳定，接线较少就能实现测流任务。由于使用零件较少，建议在加工时留出设备备份，以便当发生雷击等情况能够及时将设备进行切换，保证测流设备的正常运行。在数字信号缆道原有外部设备（铅鱼）上只须安装双向二极管就能实现设备工作目的。

数字信号缆道工作原理是利用旋转编码器或者是霍尔块与磁钢片将信号传导进水平表与水深表，显示水平距离与测点水深，利用河底信号发生器将数字信号传导进流速表进行流速测量，利用干簧管实现水深测量。主要设备原理与维修有水平表与水深表内部结构基本相同，主要不同是显示部分、电脑块和内部线路。工作时靠外部提供的 9V交流电源，在水平表或水深表内经过整流滤波，经 9V稳压块稳压， 5V稳压块稳压给 CPU及显示屏、 1位寄存器供电。并给旋转编码器或霍尔块提供 5V电源。工作原理是靠旋转编码器或霍尔块提供的模拟信号做加数减数工作。（水深表测水深时由流速表控制可测水面清零和测河底信号控制）。水平表与水深表常见的问题有电压不稳、静电、雷击影响。易损零件有保险管、 AT 89C51（ CPU）、 74LS04N、一位寄存器、 L7809和 L7805稳压块电容等问题。表现现象：保险管损坏内部电路无电压。可用万用表电阻档测通断。保险管耐电电流（ 7.5A）。 AT 89C51现象主要有整机不显示或整机显示不全。显示全但不做加数减数工作。因为集成块全都有管坐，一般多采用替换法维修。有些集成块不工作系管脚接触不实，重新安装问题解决。 AT 89C51 为水平表或水深表电脑块耐压较底，内部程序部分丢失就无法工作。检查时作为整个表维修的重点部位，水平表和水深表电脑程序有所不同，由于手头没有专用读片写片工具，未能调出内部程序。现阶段电脑损坏还无法维修。 74LS04N为一位寄存器，主要是对信号进行处理，损坏主要影响加数、减数和不进位。根据现象判断故障所在将其替换就可以。 L7809和 L7805为电源稳压块。测量同三极管，还可带电测输出电压判断管子好坏。信号处理器 CD40106BE一般坏的不多，电容主要有击穿、漏液和不存电等现象，只须更换相同型号。水平信号发射和水深信号发射装置。水平信号发射装置有两种，一种用旋转编码器一种用磁钢片与霍尔块组成。水深信号发射装置用旋转编码器，电源是水平表或水深表提供的 5V电源。旋转编码器主要由发光二极管发射红色光源 ,经过旋转阻光片阻光后形成分段光源 ,被光敏三极管接收。经过 LM339集成块放大后 ,在经过三极管 ZN5551进行二次放大后输出 1.5V脉冲信号 ,进入水平表或水深表。 (此信号为模拟信号 ,水平表或水深表主要根据两组信号先后顺序判断加数还是减数。编码器的型号为 (L1 -610C-60/C).生产厂家为无锡市瑞普科技有限公司 .接线方法为 1号接口接红色电源 +5V,2号接口接黄色信号线 ,3号接口接蓝色信号线 ,4号线接黑色电源 0V,5号线接白色信号线 ,6号线接紫色外壳地线。旋转编码器的常见问题主要是无法将光电信号传输给水平计数器，一般多采用替换法排除故障，主要维修易损件为 LM339集成块。这种集成块分为大小两种型号，管脚和功能相同只是体积不同，大的 LM339比较常用，一般家电配件经营处可购买。主要检测光电三极管有信号输出而 ZN5551基极没有信号就可判断此集成块以坏。此编码器输出电路是三路放大，我们工作主要用两路，两路必须都有信号才能工作。其次易损件为 ZN5551三极管。此三极管一共三块，分别控制三路进行放大。编码器批次不同所用三极管型号有可能不同。耐压 80V，工作电流 0.7A，功率 0.8W，工作频率 50MHZ。受雷击后电容也容易受损，须根据具体情况维修。旋转编码器的损坏主要原因是受静电、雷击、工作电压不稳等因素影响，主要注意平时的防雷和断电保护。水平信号还有就是用霍尔与磁钢片组成信号发射装置。采用的是两块 A44E霍尔并排在一起，接线分别为红色线接 +5V，黑色线 0V，输出信号线为蓝色和黄色分别接两个霍尔的输出。工作原理是假设左边霍尔为 A右边为 B，当磁钢片从左向右转，首先 A先导通，然后 B导通。接着 A断开， B断开。水平表根据通短信号的先后判断是加数还是减数，只要变换输出信号线的接线位置，就能改变水平表的加加数和减数。有的时候霍尔块没坏，但水平表不做加数减数，查找原因系磁钢片与霍尔之间的间隙与角度偏离霍尔工作允许最小磁性，导致霍尔不工作。主要长期使用固定不稳定所制。厂家考虑霍尔易出现这种现象，现在新仪器一般都改用旋转编码器。缆道测流设备中的河底信号发生器是接在铅鱼尾部直接入水的电子设备。主要通过数字信号发射供流速表解码。河底信号发生器主要分大小两种型号，大的由 4节 5号电池供电，小的由 2节五号电池供电。电路采用全密封结构，损坏无法维修，只能更换新的。外部接线分别是 0号接头接循环索回路、 1号接头接水面信号、 2号接头接流速信号、 3号接头接河底信号。改进方面：由于河底信号发生器接线较多，在测站不使用的时候将其拆回，等使用时侯还得再一根根接线。长时间使用，接头容易损坏接触不实。测量增加安装工作，影响速度。建议接排线卡子，采用插接件接触又好，速度还快。不用时只须一拔就下来，等使用时把卡子一叉就能用。使用的卡子一定要不易自动脱落，最好带反向卡扣的。线与线之间的间隙要大一些。以免卡子接头触水线间间隙太近受水影响产生干扰。 　 新型河底信号发生器电路板放在了电池后板，采用 3V供电，测量各脚电压为： 1脚 1V， 2脚 1V， 3脚 1V， O脚 0V， -D脚 +3V， +D脚 3V， M脚 0V。由于电路是数字信号，工作比较稳定主要易损件电容 10V100UF， 25V10UF还有贴片集成块，未见型号无法维修，三极管和二极管等。判断主要故障现象有发光二极管亮，但给发生器信号发生器不工作。正常用万用表有约 1.5V电压，示波器用每根信号线发射都有不同波形。还有的发生器长期有信号输出，判断内部电路有短路现象，接流速表一样不会反映工作。造成以上原因的主要是雷击和静电等因素。因为缆道循环索长期处于绝缘状态，受刮风和下雨打雷的影响，导致无法正常工作。最有效的方法就是不用时取回取出电池放在屋里安全的地方，定期检查河底信号发生器的密封胶圈，如果损坏及时更换新的。流速表是与循环索和地线直接接触的仪器，最易受雷击静电影响。间接还能影响的水深表，水平表，旋转编码器和电源。以前改进的主要是在循环索上接上刀闸。由于有的时候刀闸忘断开，同样存在遭雷击的可能。还有就是静电影响。循环索长期绝缘与地线之间存在电压，刀闸关闭后静电容易激坏设备，造成设备损坏。考虑到以上原因，我个人建议采用大型号两相继电器进行改造，使得不接通电源设备进行保护性接地，继电器触点间隙足够大，保证循环索道受到雷击后电压直接接地。间隙小容易形成电弧，造成设备损坏。平时的静电直接导入地下，设备接通电源后继电器自动切换到工作状态。循环索与地线之间不存在静电，不会造成设备损坏。电路受设备总开控制不会存在忘拉刀闸造成设备损坏的故障。对整个设备进行保护继电器没有现成的成品可用，必须对继电器进行改造。再一个改造方面是设备的电源，我们的电源采用的是单向供电，一旦停电设备就无法使用。可以接备用电源给显示部分电路供电，用双向开关进行控制。设备一但停电进行切换至备用电源，保证设备的正常工作。

模拟信号与数字信号之间的切换简单，信号相互不受影响，能够实现模拟信号与数字信号缆道数据对比，保证测验数据的及时准确。当一路信号受到影响情况下，只须打开另一路就能正常测量。

审稿：吴佩强