赵长军，赵 威，于发强，王小莹

（吉林省水文水资源局松原分局，吉林 松原 138000）

缆道测流是我国大多水文站采用的一种测流方式。在天然河道的最高水位以上，安装一套架空索路，利用电力或人力控制架空索路的循环运行。通过不同的运行距离，设置不同测流垂线，达到测取全断面流量的目的。

随着科学技术的发展，缆道的起点据计数和水深计数现已完全实现了电子化，动力系统采用交流变频调速，信号收发系统也采用了高频无线电发射接收系统。然而，在动力运行系统中，由于交流变频调速技术的广泛应用，由变频电路产生的高次谐波，对信号系统的高频发射接收电路产生了严重干扰。当测流缆道运行时，操控人员无法接受到测流信号，测流无法进行。收发系统使用锁相环技术，虽然能有效地解决这一问题，但是技术上过于复杂，一出现故障，测站人员不便于维修。本文介绍一种简单信号收发系统，可有效解决抗干扰问题。

1 水下直流脉冲发射源

如图1所示，在测流铅鱼上安装两只4.5V密封水下电池筒，分别按正反方向连接在循环索路和铅鱼上。图中的电阻R是为了防止电池瞬间短路而设置的。

当要测量断面流量时，有3个信号需要发出，即水面信号、河底信号和流速仪信号。传输信号依靠索路和大地一线一地法。在动力系统的驱动下，铅鱼入水测流时，安装在铅鱼尾部的泡沫浮质和浮质侧面的永久磁铁以B点为轴向上浮起，经过水面开关G2，使水面开关G2吸合，电源E2送出一个直流脉冲即为水面信号。测流铅鱼继续下放到河底时，底部托盘顶回永久磁铁，使G1吸合，送出直流脉冲，即为河底信号。铅鱼提起时，托盘依靠自重自行脱落。需要测速时，将铅鱼提起到测点位置，随着流速仪开关KS的间断吸合，电源E1送出连续反方向直流脉冲，单位时间内的脉冲数量就是测点流速。

2 脉冲信号的接收原理

脉冲接收电路的电原理图如图2所示。该电路是由稳压源7805集成块产生的5V电源供电。测流信号从循环索上引出，在操作室内接收。当铅鱼运行到测流垂线水面时，水的浮力将永久磁铁W浮起（见图1），水面开关G2吸合，电源E2送出4.5V直流脉冲至索路。在操作室内从索路引出直流脉冲到可变电阻R7（见图2），通过正确调整可变电阻R7的值，在正脉冲来时，使可控硅3CT1处于导通状态。这时晶体管BG1，BG2组成的互补电路振荡器开始振荡，喇叭L1发出震荡的响声，收到水面信号。当测流铅鱼继续下放到河底时，托盘顶起水面浮质的另一端，河底开关G1吸合，电源E2通过索路又送出一个正脉冲，触发可控硅3CT1导通，重复以上过程，喇叭L1发声，收到河底信号。当测流铅鱼提到测点深位置时；由于河道流速存在，流速仪开关KS间断导通，电源E1发出一系列的反向脉冲。负脉冲通过二极管D1和电阻R6到晶体管BG5的基极，使晶体管BG5截止。由晶体管BG3，BG4组成的互补振荡器开始振荡，喇叭L2发出响声，收到流速仪信号。二极管D1和电阻R6是为保护晶体管BG3设置的，如果没有D1，R6，从索路上传过来的正脉冲，会使BG3深度饱和导通而烧坏BG3。正常工作空载时，晶体管BG3处于饱和状态，振荡器停止振荡，只有当负脉冲使BG3处于截止状态时，振荡器才开始震荡，喇叭发声。

3 安装与调试

取一块100mm×30mm厚1mm的线路板，固定在铅鱼尾翼上，按图1所示接好线路，将干簧管G1，G2焊接在线路板上。再取一块厚3mm长120mm宽30mm的树指板，在中间钻一小孔，以B点为轴固定在干簧管一侧，找一块永久磁铁和泡沫浮质，固定在一端。按图1所示位置，调整好G1和G2间距，使之接触水面时浮子浮起G2吸合。铅鱼落地时托盘顶起树指板的另一端，浮质放下，G1吸合，反复运作几次。两只密封水下电池筒，在铅鱼尾端找一个合适位置固定好。

按图2线路连接好各元件，通过电位器R7给可控硅A的触发电极加上0.7V左右的触发电压，使可控硅处于导通状态。然后，调整电阻R1，使晶体管BG1，BG2工作在放大区。此时，振荡器处于震荡状态，喇叭发出每秒400周左右的频率信号，即为流速仪信号。再断开晶体管BG5的集电极，调整电阻R5，使BG3，BG4也工作在放大区，振荡器开始震荡，喇叭L2发出每秒500周左右的频率信号，以示和流速仪信号响声的区别。如果两响声听起来区别不明显，可减小C2或增大R4的阻值，以提高震荡频率，然后再把已断开的晶体管集电极重新接好。

调试完成后，在室外埋一根地线，就可以进行正常测流了。在测流之前，先用万用表测量一下循环索路的对地电阻，如果阻值小于300Ω，应该考虑绞车和循环索对地绝缘，否则信号不能工作。

实践证明，该信号系统故障率很低，易于自制，抗干扰能力强，该信号系统在吉林省扶余水文站使用多年，取得了良好的效果。