AFS–3100 原子熒光光度計聯(lián)機異常故障排除

秦宏偉，王劍，王磊，劉俊華

（山東省農(nóng)科院中心實驗室，濟南 250100）

北京海光儀器公司早期生產(chǎn)的AFS–3100 原子熒光光度計，其激發(fā)光源采用編碼式空芯陰極燈，并提供單雙陰極燈的供電電路，使計算機能夠自動識別空芯陰極燈的種類。但由于相關(guān)保護電路不完善，容易導(dǎo)致用戶在未嚴(yán)格按規(guī)程操作時，如不關(guān)閉主機電源更換元素?zé)舻那闆r下，將空芯陰極燈陽極高壓引入到單片機系統(tǒng)中，瞬間燒毀多個芯片，造成儀器與計算機通訊失敗故障的發(fā)生。

1 故障現(xiàn)象

儀器主機及所連接的計算機通電后，反復(fù)雙擊工作軟件界面均顯示主機與計算機串行通訊失?。ㄒ妶D1）。關(guān)掉主機電源多次重啟無效。

2 故障分析

儀器主板電路工作框圖見圖2。依照工作原理并結(jié)合實際電路板由易到難分析。首先，主機采用標(biāo)準(zhǔn)的RS232 接口專用芯片，負(fù)責(zé)和系統(tǒng)計算機的串行通訊。如果該芯片或接口損壞則無法實現(xiàn)主機與計算機之間正常的通訊連接。其次，燈電源板的供電來自于開關(guān)電源，和主電路板共用相同的工作電源，由兩個發(fā)光二極管進行供電指示；而燈陽極電壓則由燈電源板上的變壓器提供，該電壓經(jīng)過一個保險管后整流濾波，直接施加到空芯陰極燈的陽極。由于使用的是編碼元素?zé)?，編碼線直接連在主電路板的CPU 口線上，若單片機系統(tǒng)及外圍芯片損壞，同樣可造成聯(lián)機失敗。

圖2 儀器主板電路工作框圖

3 故障排除

根據(jù)故障分析，首先更換RS232 接口芯片（MAX232CPE）和計算機主機。開機試驗，故障依然存在。然后根據(jù)單片機系統(tǒng)及外圍構(gòu)成，將相關(guān)芯片逐一上機試驗。最終在同時更換了CPU、主程序芯片、譯碼器（GAL20V8）、并行接口芯片IC9（M82C55A–2，該芯片的PA 口輸出自動進樣器和雙泵的邏輯控制信號）后故障排除。

4 經(jīng)驗總結(jié)

通過多臺儀器的故障分析和檢修發(fā)現(xiàn)，主機與電腦通訊失敗的原因，除極少數(shù)為RS232 接口或芯片因質(zhì)量問題自然損壞外，絕大部分是由于用戶沒有按照儀器出廠時在顯著位置的特別提示（如更換元素?zé)舯仨氷P(guān)閉主機電源）進行操作。帶電更換或拔插編碼元素?zé)?，?dǎo)致空芯陰極燈陽極高壓引入到單片機系統(tǒng)中，擊毀數(shù)個甚至全部芯片。維修時其中任何一個未更換均仍顯示聯(lián)機失敗。所以該類故障的排除只能根據(jù)其工作原理將相關(guān)芯片逐個替代試驗，直到聯(lián)機正常。由于主程序芯片和譯碼器GAL20V8 均寫入了相關(guān)程序，因而必須由儀器生產(chǎn)原廠提供才能正常使用。

需要特別說明以下幾點：(1) 當(dāng)前生產(chǎn)的AFS–3100 在電路上已經(jīng)增加了相應(yīng)的保護措施，避免了上述故障的發(fā)生。(2)無論是國外還是國內(nèi)的分析儀器，只要采用了自動元素?zé)糇R別系統(tǒng)，都容易出現(xiàn)相同問題。(3)有些儀器雖然元素?zé)舭惭b正確，但由于其它原因造成陽極高壓對編碼管腳的放電，也可導(dǎo)致電路板燒毀。(4)上述故障發(fā)生后，在檢修儀器主機的同時應(yīng)注意到，有時因雷雨天氣或?qū)嶒炇医拥卮胧┎涣嫉仍?，計算機RS232接口也可能被燒壞。維修時最好有一臺性能良好的電腦以備替代。