协助共用快讯 第七期 (6)

分析仪器维修点滴谈

    现代光谱分析仪器是集光、机、电、计算机四位一体的高技术产品，仪器功能越来越强，智能化程度越来越高，影响仪器的可靠性因素越来越多，这样维修工作涉及面、难度却是越来越大。本文试就仪器维修工作中的问题，谈谈本人的点滴体会。
1、 仪器结构复杂，图纸资料不全是维修中遇到的普遍问题
    现代分析仪器虽然形式多种多样，但是其根本结构原理却是大同小异，不外乎样品信号产生、信号采集、信息处理、系统控制和电源供给系统等部分，每一部分又牵扯到许多其它技术。在维修中最基本的是分析确定故障的特征类型，然后根据仪器的具体线路结构有针对性地逐步检查，以便确定故障所在。对光谱分析仪器，信号的产生虽然多种多样，但终究为光的检测，通用PMT光电转换，PMT 以后的电路尤其是CPU系统控制方式及其控制处理软件各不相同，但基本原理流程图则不变：
样品信号——PMT光电转换——前置放大——信号放大——信号预处理——A/D转换——数据处理——信号输出。
2、 维修工作困难当属软故障
    一般对于较为明显的硬性故障，查找相对容易些，最让头疼的是仪器的波动、漂移、重现性差等软性故障。对于这类故障首先应该确定有无外界干扰因素影响，如仪器接地、线路上的负载（高频仪器）。电路上往往是由于长期环境条件影响造成电路中元器件老化、热稳定性差、电路中参数发生变化等原因。目前多采用的也是最有效的方法就是多级局部电路短接发。对信号通路，划分几个局部电路，对于每一级放大、转换、处理及控制单元分别进行零信号输出状况检查，测试其输出端在输入信号对地短路的状态下的变化情况，以确定软故障的发生区域。值得注意的是，在检测时务必要分析清楚每一级电路中辅助电路的影响，避免伪故障的产生。对怀疑是由于热稳定性差造成软故障的元器件，可适当采用加热检查。其次，在找出故障元器件后，一般说来更换过的电路参数会发生变化，所以一定要根据仪器的技术要求重新进行调校。
3、 控制系统的故障
    现代分析仪器均采用智能控制，由此使维修故障的范围进一步扩大到对计算机智能控制系统故障的检查。这就要求从事维修工作人员要熟悉并掌握智能化控制系统的基础理论和基本技术。这部分主要有系统控制、中央处理（CPU单元）、总线（地址、控制、数据和回路）、控制信息、驱动信号、反馈信号、PIA接口等。对一台大型分析仪器，首要是分析清楚其控制系统的控制方式和控制路径、控制信号的产生和传输过程以及整个控制处理程序逻辑。需要注意的是，系统控制多为双信号传送，故不能忽视反馈控制回路的影响。
    对于由计算机控制的大型分析仪器来说，控制系统失控的故障较为明显，但是发生率并不高。然而由于控制信号较为复杂、线路多、反馈信号也较多，维修难度也较大。
4、维修工作中元器件的代换
    在维修工作中，会经常进行元器件的代换。事实上国外的许多大型分析仪器上的元器件是可以用其它同性能的元器件（国内的或国外的）进行代换，但必须了解和掌握代换元器件的功能（性能）、技术指标、工作参数。在某些情况下，也可以用分立元器件组合成具有相同功效（相同技术指标）的等效局部电路替换某些集成电路芯片或局部电路，同样取得良好的效果。元器件的代换，除了功能（性能）相同外，应严格注意其它技术参数的匹配问题，对替换过的电路应做适当的调整（工作点、增益和其他直流参数）必要时整台仪器需要重新调校，以保证仪器的技术指标。WLY100-1型等离子单道扫描光电直读光谱仪升级改造

    AA--670型原子吸收光谱仪是日本岛津制作所产品，使用中出现了故障，经修理后恢复正常。现将故障现象及其检修方法简介如下。

1、 故障现象：
    开机后仪器不能完成自检过程，仪器散热孔散发出焦臭味。
2、故障检修：
    仪器散发出焦臭味预示着有元器件烧毁，金属壳、晶体管和集成块一般不会发出焦臭味，阻容件、塑料壳器件或电源变压器在烧坏时可能发出异味。打开仪器盖检查时发现，电源变压器发热厉害，次级绕组有烧焦的痕迹。查阅仪器维修手册所附的电路图，根据电路图
    中给出的参数，测量电源部分各组电压，发现电源变压器次级 300V 及460V两绕组输出电压异常。脱开负载将变压器拆下进一步检查发现，460V及300V两绕组间有烧焦的痕迹，并且短路，两绕组电压均高出原电压值，需更换电源变压器。由于仪器进口年代较早，已找不到原配件，只能拆开自行绕制。由于维修手册中没有变压器的绕制参数，因此在拆开变压器时一定要注意漆包线的线径、各绕组的总匝数或每伏匝数、绕组的起始端及其引出位置。绕制变压器时，应根据绕组电压选择正确的绝缘材料及厚度。变压器绕制好后，如有条件，应进行环氧树脂两端密封和高压耐压试验，以确保其长期稳定性。如无条件，也应先空载测量各绕组电压，正常后才可以装到仪器上。变压器装到仪器上后，还须对其外围电路及元件进行检测，重点检测300V 及460V与绕组相关联的电路及元件。检测时发现，F3保险管（0.5 安培）损坏，空心阴极灯电源450V稳压电路中的稳压二极管及电源调整管均被击穿而损坏。估计是300V 及460V绕组短路，电压升高，导致稳压元件被击穿。原机所用电源调整管2SD798稳压二极管为3支 1Z150， 经查阅晶体管手册，2SD798为600V,6A,30W 的 NPN 型 管 子， 1Z150为150V稳压二极管。如找不到原型号管子，可用相同参数的管子替代。我们用具有相同参数的2SD799代换了2SD798。对于稳压二极管，由于是3 支1Z150串联成450V稳压管，我们用115V 和 110V的稳压二极管各两支进行代换，四支串联正好是450V。更换损坏的元件后，开机检测各电压值正常，仪器自检顺利通过，故障已排除。
3、小 结
    电源变压器本身的故障率一般不高，但该仪器为何会出现此故障呢？我们在维修过程中发现，仪器内有老鼠屎、尿的痕迹。因此推测是老鼠尿使变压器受潮，绝缘降低，高压绕组间绝缘被击穿，电压升高，最终导致仪器损坏。因此，为了确保仪器安全运行，在仪器室内应预防鼠害，可用透明有机玻璃制作一个罩子将仪器罩住，既防鼠又防尘。另一方面也要注意环境的湿度，特别是雨季应注意除湿，根据情况可在仪器室内安装除湿机，或即便不分析样品时，也定期让仪器通电运行数小时，使其自身发热驱潮，这样才能保证仪器的长期安全运行。仪器仪表行业调研活动结束

    由王大珩院士和杨嘉墀院士任顾问，金国藩院士任组长，中国仪器仪表学会专职副理事长陆廷杰和中国分析测试协会副理事长王顺昌任副组长，以及由多位专家组成的调研组，从9月11日至12月14日历时3个月，对我国仪器仪表行业进行了一次广泛深入地调查研究。这是一次涉及到我国仪器仪表工业发展前途意义重大和影响深远的调查研究。
　　调研组采取了多种形式开展调研活动，主要包括：调研组成员对北京、辽宁、吉林、上海、浙江、深圳和重庆7个省市进行了实地调研；委托地方仪器仪表学会对四川、陕西、江苏和湖北4省开展了调研；在北京举行了两次大行业调研座谈会，参加座谈会的代表来自信息产业部、科学院、教育部、国家机械局、航天航空集团公司等19个主管仪器仪表产业的部、委和集团公司；在北京举办多国仪器仪表展览会期间，组织6位专家对展览会进行了专题调研；此外，调研组还开展了网上调查，接受调查的共760人，以及利用学术会议和技术交流会等机会进行了调研。在整个调研过程中，调研组举行了行业、专家、企业家各种调研座谈会23次，直接听取了400多位企业家、专家、用户和行业管理人员对振兴仪器仪表工业的意见和建议。调研组走访参观了各类企业22家，科研院所和高等院校14家，亲眼目睹了这些单位的发展变化和存在问题。加上通过委托调研、专题调研和网上调研，调研组收集到了大量真实的信息，为调研报告积累了丰富的素材。
调研报告由五个部分和三个附件组成，即：
一、 我国仪器仪表工业的现状；
二、 制约我国仪器仪表工业发展的“瓶颈”；
三、 加快发展仪器仪表产业是紧迫的历史使命；
四、 我国仪器仪表产业发展的战略目标和重点领域；
五、 振兴我国仪器仪表产业的对策与建议； 编辑单位：陕西大型精密仪器设备协作共用核心网管理办公室
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本期编辑：郭 爱     余养军
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