每年到了一定季节,海洋中的某些鱼类成群地沿着一定路线,向着一定的目的地游动。渔民则根据这种规律,在鱼群经过或聚集的地方集中进行捕捞。
随着科学技术的进步,现在已采用各种寻找鱼群的仪器。本文介绍的鱼群电子探测器,其结构简单,适合广大业余爱好者制作及捕鱼专业户使用。
工作原理
当鱼群在一定深度的水中游动时,该深度的水较同深度无鱼群的水温度有显著差别,而把这种温度差别转换为电信号,就可探知鱼群的大概位置。这里介绍的鱼群探测器就是根据这个原理制作的。
电原理图见图1。运算放大器5G28构成自激多谐振荡器。C\(_{1}\)0、R15构成定时电路。电阻R\(_{13}\)和R14将运算放大器5G28的同相输入端(4脚)偏置于电源电压的一半,即为7.5伏。电阻R\(_{11}\)将5G28的同相输入端引入正反馈,构成施密特触发器,即再生式比较器。其上限触发电平为10伏,下限触发电平为5伏。接通电源后,电容器C10在5~10伏电压之间不断地充电、放电,即形成施密特触发器的输入信号,在电压为5伏和10伏时,能触发翻转,从而使5G28的输出端(7脚)输出稳定的矩形脉冲。5G28的2脚和6脚间接调零电位器W\(_{3}\),1脚和9脚间接入频率补偿电容器C11。本振荡器采用单电源供电。

自激多谐振荡器作为探测电桥的信号源。探测电桥由电阻R\(_{3}\)、R8、R\(_{9}\)、传感器(热敏电阻Rt)以及调节平衡的电位器W\(_{2}\)组成。探测电桥的输出信号经过耦合电容C3加到电压放大器输入端,电压放大器由反相器M\(_{1}\)、M2和M\(_{3}\)构成,其放大倍数约为33倍,电容器C1用以抑制寄生振荡。
电压放大器的输出信号经过电位器W\(_{1}\)和电容器C5加到功率放大器的输入端,功率放大器由5G37构成。电阻R\(_{4}\)和R5为偏置电阻,确定了电路输出端电位,使之保持7.5伏左右。为了防止电路产生高频自激,接入电容器C\(_{7}\)。
探测之前,将传感器用电缆连接放在待探测的水中某一深处,调节电位器W\(_{2}\)使电桥平衡,此时,电桥无输出信号,扬声器无声。探测时,在水中平移传感器,当传感器移到鱼群所在位置时,由于该处水温有显著变化,因而传感器中热敏电阻的阻值也相应改变,使探测电桥失去平衡,电桥有信号输出,经过电压放大及功率放大后,使扬声器发出响声。电路的闭环增益取决于电容C6和C\(_{7}\)。电阻R12和电容器C\(_{9}\)为相位补偿电路,用以消除自激振荡。R12一端和电源连接,构成自举电路。接成自举电路之后,由于C\(_{8}\)的容量大,它的两端电压基本维持不变,这样当实际输出电压增加时,输出功率也提高。所以,探测到鱼群时,扬声器立即发出较强的声音。
制作
传感器是此种探测器的关键。自制传感器的结构如图2所示,传感器的壳体由铜或不锈钢制成,这样不但能保护热敏电阻R\(_{t}\),而且便于沉入水中。传感器四周有四个φ10的通水孔,(图2是剖面图,故只见到两个),使得传感器内的水温和外界水温相同。热敏电阻Rt选用正温度系数的,放在传感器壳体内,R\(_{t}\)的两根引线要很好地绝缘,否则传感器沉入水中时,两条引线便被水的电阻旁路,使探测电桥灵敏度大大降低,甚至不能探测。橡皮垫圈可防止电缆线上下移动,因为Rt很轻,所以可直接用电缆线系着。整个传感器用尼龙线从两个φ3孔中系起。

除扬声器和传感器外,其余所有元件都装在印刷电路板上,见图3。其尺寸为100×150mm。

装配前应将电路元件进行热老化和电老化,再进行筛选。对印刷电路板和各元件都要进行防潮处理。整个电路板和扬声器都装在自制外壳内。
调整
装配完毕后,复检无误,按如下步骤调整:
1.调整功率放大器:断开电位器W\(_{1}\)的动臂接线,通过电容C5加入频率为1000Hz、幅度为0.5伏的正弦信号,同时扬声器发出较强的单音调声响。
2.调整电压放大器:断开C\(_{3}\)与Rt及R\(_{3}\)间的连线,通过C3加入1000Hz、10毫伏的正弦信号,测量C\(_{2}\)的输出信号约为0.3伏左右。
3.调整自激多谐振荡器:调节电位器W\(_{3}\)使5G28为平衡状态,测量C10两端电压应在5~10伏之间变化,用脉冲示波器观察5G28的输出电压(7脚对地)应为短形脉冲信号,其幅度约为500毫伏。
4.调整探测电桥:用3.3k电位器代替Rt,且预先将3.3k电位器调节为2k左右,5G28的输出信号加到探测电桥,调节电位器W\(_{2}\),使电桥的输出信号为零(Rt与R3连接点对地的信号)。然后调节3.3k电位器,则电桥有相应的输出信号。
5.整机调整:恢复所有断开的接线,但仍用3.3k电位器代替Rt,调节3.3k电位器为2k的阻值,调节电位器W\(_{2}\)使扬声器无声。然后调节3.3k电位器则扬声器发出声音,调在极端位置时扬声器应声响最强。整机调整完毕后,取下3.3k电位器,装上传感器的接线。
说明
本鱼群电子探测器适合于湖、海捕鱼船队使用,其效果明显;而在江河中使用效果不明显。其原因是湖、海中鱼群较大,对水温影响大,传感器输出的信号变化也大。而江河中鱼群小,鱼群位置变化快,因此不容易探测出准确位置。
这需要在一段使用时间内摸索规律。(钱如竹)