Series200紫外檢測器的維修與保養(yǎng)

摘要：根據(jù)長期實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)Series 200紫外檢測器的保養(yǎng)及維修過程進(jìn)行了描述，主要涉及到光路器件、氘燈、流通池等部件的保養(yǎng)。此外，對(duì)儀器電路的組成及電路中常見故障以及元器件替代的維修方式也做了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：紫外檢測器；維修保養(yǎng)；常見故障

中圖分類號(hào)：TM930.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：0439-8114（2013）21-5317-05

The Diagnosis and Maintenance of the UV Detector for Series 200

WANG Yang-jun

（Primary Quality Standard Testing Institute， Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，China）

Abstract： Based on the accumulated experiences， the process of repairing and maintenance of Series 200 UV detector was described， including the maintenance of optical device， deuterium lamp and flow cell. Moreover， the composing of the equipment circuit and the causes of normal troubles were thoroughly analyzed， thus the methods of component substitution were adopted.

Key words： UV detector； repairing and maintenance； normal troubles

紫外檢測器作為高效液相色譜儀的一個(gè)組成部分，起著至關(guān)重要的作用[1]。Series 200 UV/VIS 紫外檢測器系美國PerkinElmer公司在20世紀(jì)90年代中期出品，目前仍在生產(chǎn)，型號(hào)改為Flexar系列，其結(jié)構(gòu)與電路板沒有很大變化。隨著儀器使用時(shí)間的推移，特別是使用時(shí)間在5～6年以上的，由于維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)和使用環(huán)境不達(dá)標(biāo)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些故障[2]。本文就在維修保養(yǎng)該檢測器的實(shí)踐中碰到的故障及處理方法作一介紹，以期對(duì)該型號(hào)儀器的使用者及維修人員有所幫助。

1 電路組成

檢測器電路主要由檢測信號(hào)放大板、直流電源、氘燈鎢等電源及主板構(gòu)成。檢測器放大板由MAT01差分對(duì)管、OPA2111雙運(yùn)放、數(shù)據(jù)放大器及兩個(gè)光電二極管組成，系統(tǒng)直流電源由MC44602等電子原件組成的開關(guān)穩(wěn)壓電源構(gòu)成，氘燈電源亦有開關(guān)穩(wěn)壓電源及氘燈恒流源控制電路組成，為氘燈提供陽極130 V的直流電壓及6 V的氘燈燈絲加熱電壓，主板為由MC68322微處理芯片等組成的數(shù)字電路，其功能主要是處理檢測信號(hào)放大板的信號(hào)、設(shè)置光柵的位置及接受由氘燈控制電路發(fā)出的信號(hào)并作相應(yīng)的處理。該電路設(shè)置氘燈及鎢燈保護(hù)電路：由主板發(fā)出LEN控制信號(hào)，當(dāng)為低電平時(shí)，允許氘燈電路工作；反之則關(guān)閉氘燈電源。如檢測器主板異常，氘燈電源會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。由主板提供LW-PWR信號(hào)控制氘燈陽極電流大小，當(dāng)LW-PWR為低電平時(shí)，陽極電流300 mA；反之則為150 mA。另外，主板還接受由氘燈電路送來的D2A﹑D2F﹑TF、OPR及PWROK控制信號(hào)，不斷地檢測上述信號(hào)，如果氘燈工作異常，主板會(huì)關(guān)閉氘燈電源。

2 常見故障及維修方法

故障維修前先拆卸儀器控制抽屜盒：拔掉儀器后面的電源插頭，將連接流通池的管路從儀器外面斷開；將儀器面板左邊小門打開，松開一個(gè)手?jǐn)Q螺絲及儀器背后靠右上角一顆手?jǐn)Q螺絲并將抽屜抽出一部分；用隨機(jī)提供的內(nèi)六角專用工具插入儀器底板的內(nèi)六角孔內(nèi)，一手轉(zhuǎn)動(dòng)工具，另一只手就可拉出抽屜控制器[3-6]。

2.1 故障一及其維修

故障現(xiàn)象：閉合檢測器電源開關(guān)后，液晶屏顯示Deuterium Failure 故障信息。

維修與故障分析：檢查輸入交流電壓正常。打開儀器，拉出抽屜，發(fā)現(xiàn)冷卻風(fēng)扇沒有運(yùn)轉(zhuǎn)。測量供風(fēng)機(jī)使用的12 V直流電壓，正常。將風(fēng)機(jī)從儀器上拆下，外接12 V電壓進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)仍不能工作。由此判斷冷卻風(fēng)機(jī)損壞，系冷卻風(fēng)機(jī)老化所致。更換完好的風(fēng)機(jī)，開機(jī)后，風(fēng)機(jī)可以運(yùn)轉(zhuǎn)，但是液晶屏仍然顯示Deuterium Failure。觀察發(fā)現(xiàn)原風(fēng)扇有3根控制線（圖1），其中2根為12 V電源線，另一根為霍爾傳感器控制線。當(dāng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)出脈沖信號(hào)至氘燈控制板。分析電路，將氘燈板上的U9（LM339）的9腳切斷，再焊上10 K電阻接至公共端。經(jīng)上述處理后，可以保證U9的輸出端14腳OPR一直保持為低電平，從而保證氘燈正常工作，儀器恢復(fù)正常[7]。

2.2 故障二及其維修

故障現(xiàn)象：開機(jī)后儀器能通過自檢，但吸收值一直為0.000保持不變且數(shù)值不停閃爍。

維修與故障分析：檢查氘燈，能正常工作。根據(jù)故障現(xiàn)象判斷，有可能是光電檢測器板或主板局部電路存在故障所致。進(jìn)入故障維修程序：按如下次序按下鍵盤相應(yīng)的鍵：CNFG-DIAG-OPR-ENRG-VIEW SAMPLE/REFRENCE ENERGIES，查看樣品池及參比池能量，樣品池為-0.326 V，參比池為-0.322 V，均在正常范圍內(nèi)。斷開光電放大板與主板的連接電纜線，故障依舊。由此說明光電放大板正常，故障應(yīng)該是由主板造成的。由主板電原理圖分析，此故障應(yīng)該是主板上數(shù)據(jù)通道上的某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題所致。首先測量主板上的±15 V及+5 V電源正常（圖2），經(jīng)反復(fù)測定，最后發(fā)現(xiàn)是數(shù)據(jù)放大通道上的U40A（AD648KR）雙運(yùn)放損壞所致，更換一個(gè)型號(hào)為AD712 雙運(yùn)放后，儀器恢復(fù)正常。如更換整個(gè)檢測器主板，需人民幣26 000元左右，此種維修方式節(jié)省大量經(jīng)費(fèi)。

2.3 故障三及其維修

故障現(xiàn)象：開機(jī)后，液晶屏無顯示。

維修與故障分析：觀察液晶屏，發(fā)現(xiàn)屏內(nèi)無光；打開儀器面板，調(diào)節(jié)位于液晶顯示屏后面的對(duì)比度旋鈕，無果。儀器正常時(shí)，由屏內(nèi)的陰極熒光燈作為LCD的背景燈供照明；據(jù)此，出現(xiàn)該故障有3種可能：①主板上控制背景燈的電路出現(xiàn)故障；②背景燈的高壓發(fā)生器損壞；③背景燈存在問題[8]。最后查明系電子元器件老化使高壓發(fā)生器無高壓輸出所致。此配件為一體化組件無法修理，于是更換國產(chǎn)熒光增白劑檢測儀上供熒光管使用的高壓發(fā)生器，液晶屏恢復(fù)正常顯示。

2.4 故障四及其維修

故障現(xiàn)象：開機(jī)后，儀器能通過自檢，但機(jī)內(nèi)發(fā)出異常機(jī)械噪聲。

維修與故障分析：打開機(jī)器外殼，抽出抽屜，發(fā)現(xiàn)機(jī)器噪聲由光柵馬達(dá)附近的Indexer裝置發(fā)出。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)光柵轉(zhuǎn)軸的有關(guān)部件已嚴(yán)重銹蝕，主要是長期環(huán)境濕度過大與缺乏保養(yǎng)引起的。用無水乙醇或丙酮清洗裝置上銹跡，然后往機(jī)械裝置上加少許輕質(zhì)潤滑油，反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸，使之轉(zhuǎn)動(dòng)自如即可。建議用戶每3年清潔一次單色器的絲桿及導(dǎo)桿，以避免其生銹而導(dǎo)致工作異常。

2.5 故障五及其維修

故障現(xiàn)象：開機(jī)后，儀器未通過自檢。液晶屏顯示氘燈故障。

維修與故障分析：在未開機(jī)之前，將氘燈從儀器背后中取出。開機(jī)觀察氘燈狀態(tài)，經(jīng)檢查，氘燈燈絲能發(fā)光，但不能發(fā)出紫光。更換新氘燈，仍然不能正常發(fā)光，說明氘燈無故障。將儀器控制盒抽出診斷，系氘燈電路板高壓引弧電路發(fā)生故障。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)升壓變壓器T3損壞，其高壓線圈在引腳處發(fā)生霉斷（圖3）。重新焊接并浸漆，烘干后還原，氘燈工作正常。故障原因分析：系儀器長時(shí)間不使用，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)所致。

2.6 故障六及其維修

故障現(xiàn)象：儀器不能和Totalchrom6.3.1工作站連接。

維修與故障分析：開機(jī)后，儀器可以通過自檢，亦可調(diào)零。從接口控制盒上將數(shù)據(jù)采集線由A口更換為B口，無效，重新安裝工作站軟件后，故障依舊。檢查儀器、電腦側(cè)的插頭插座及電纜線均正常。經(jīng)了解，儀器使用者曾經(jīng)帶電插拔過電纜線。由于儀器與電腦的通信為RS232接口，如果帶電插拔很容易燒壞RS232通信芯片。更換主板上LT1323SW集成塊后（圖4），儀器通信恢復(fù)正常。應(yīng)該提醒操作者注意：此儀器所使用的電纜線外觀幾乎與網(wǎng)線相同，操作者很容易誤認(rèn)為是網(wǎng)線，在工作站通信有問題的情況下，帶電插拔插頭，從而使儀器主板上的通信芯片損壞，造成故障[9，10]。

2.7 故障七及其維修

故障現(xiàn)象：自動(dòng)進(jìn)樣器啟動(dòng)后，泵可以正常啟動(dòng)，但紫外檢測器不能啟動(dòng)采集數(shù)據(jù)。

維修與故障分析：該系統(tǒng)由200系列自動(dòng)進(jìn)樣器、泵、紫外檢測器及工作站組成。檢測儀器之間的連接電纜線，正常；測量泵的RUN OUT 觸點(diǎn)信號(hào)亦正常；懷疑紫外檢測器EXT RUN 觸點(diǎn)接觸不良，經(jīng)處理后仍然不能正常啟動(dòng)；最后，打開儀器，發(fā)現(xiàn)一個(gè)100K電阻開路，更換同規(guī)格電阻后，故障被排除。

2.8 故障八及其維修

故障現(xiàn)象：分析過程中，紫外檢測器基線噪音比正常工作時(shí)大，而且重現(xiàn)性RSD為10%。

維修與故障分析：根據(jù)常規(guī)分析思路，一般是由流通池污染所致。徹底清潔流通池后，故障依然。重新調(diào)整維修思路，原來用戶分析樣品時(shí)設(shè)定的波長為200 nm，氘燈老化后，如果紫外檢測器的波長設(shè)置在短波長，則檢測器基線噪音會(huì)很大。將檢測器波長設(shè)定在254 nm后，連續(xù)進(jìn)10針標(biāo)樣，其重現(xiàn)性為2.5%。此試驗(yàn)證明系氘燈老化所致，更換新氘燈后，儀器恢復(fù)正常。建議用戶更換氘燈后在儀器上設(shè)定氘燈壽命計(jì)時(shí)器，以便及時(shí)檢測更換。一般的氘燈使用壽命為1 000 h，有些儀器公司可提供壽命為2 000 h的氘燈。

3 儀器維護(hù)與保養(yǎng)

3.1 流通池維護(hù)

對(duì)于輕度污染的流通池，可以用流通池在線的方式清洗。對(duì)于重度污染的流通池，在線沖洗一般不會(huì)奏效，應(yīng)該將流通池組件從儀器上拆下來清洗。步驟如下：擰松位于樣品流通池上端的固定螺絲，取下流通池組件，分別拆下進(jìn)出口處的接頭；再擰下三顆固定窗片的螺絲后取下不銹鋼片，就可將流通池的2片石英窗片取下來。注意別遺失窗片與流通池本體接觸部分的塑料王密封圈。將窗片與流通池本體分別放入2個(gè)裝有甲醇的燒杯中，超聲清洗20 min。如污染特別嚴(yán)重，可在更換甲醇后，繼續(xù)超聲20 min；也可用脫脂棉蘸上甲醇清洗窗片，然后再超聲。清潔完畢后，控干溶劑，放入80 ℃烘箱，待30 min后取出，冷卻至室溫后組裝。在組裝流通池組件時(shí)，須注意3個(gè)螺絲的松緊程度要以流通池通入流動(dòng)相后，不漏液為原則：流通池上的3個(gè)螺絲必須交叉擰緊，否則容易造成漏液；若3個(gè)螺絲擰得過緊，會(huì)將石英窗片弄碎。

3.2 單色器出射狹縫出口窗片清潔

抽出抽屜后，打開光電檢測頭，擰松位于樣品及參比池上端的螺絲，將樣品池及參比池取出。再將位于樣品池及參比池后的窗片取出。用乙醚分別擦洗窗片，待其溶劑揮發(fā)后即可還原。

3.3 光電檢測頭光電二極管窗片的清潔

抽出控制盒抽屜，將檢測頭打開后，可以觀察到樣品及參比光電二極管的窗片，用乙醚擦洗。待窗片上溶劑揮發(fā)后，關(guān)上光電檢測頭組件。

3.4 氘燈保養(yǎng)

正確使用和保養(yǎng)氘燈可以延長其壽命。具體做法為：更換氘燈后，應(yīng)將氘燈計(jì)數(shù)器清零，以便正確顯示其使用的時(shí)間。如儀器開著，但一段時(shí)間內(nèi)暫時(shí)不做分析，可將氘燈臨時(shí)關(guān)閉以延長其使用壽命。每半年用甲醇清潔氘燈窗片一次，以免灰塵衰減光能量。注意：如果使用的波長較短，如為200～210 nm，則氘燈壽命比使用波長較長一些的要短。

3.5 儀器定期掃除灰塵

儀器每3年應(yīng)該清掃1次，以保證儀器的性能、減少儀器故障的發(fā)生。此項(xiàng)維護(hù)需要二人配合進(jìn)行，將控制盒從儀器中取出，先用小刷子清掃儀器內(nèi)部的灰塵，再讓吸塵器立即吸走。尤其是位于氘燈下面的冷卻風(fēng)扇，積累的灰塵及污物較多，需要反復(fù)清掃。若沉積的灰塵中含有油污，則很難用小刷清潔干凈，此時(shí)可以用蘸有乙醇的脫脂棉擦凈。單色器內(nèi)的清潔：擰下單色器頂部螺絲，打開單色器頂蓋，用干燥氮?dú)獯祾吖鈻偶皟擅姘济骁R。注意千萬不可用擦鏡紙擦光柵。如果發(fā)現(xiàn)單色器內(nèi)凹面鏡很臟，用氮?dú)獯祾叩姆椒ǘ疾荒芮鍧嵏蓛?，則可用中性洗滌劑進(jìn)行清洗，然后用去離子水沖洗。如凹面鏡上有大面積霉點(diǎn)出現(xiàn)，則只能更換新品。

3.6 單色器光柵馬達(dá)機(jī)械驅(qū)動(dòng)保養(yǎng)

光柵馬達(dá)機(jī)械驅(qū)動(dòng)由馬達(dá)﹑絲桿及導(dǎo)桿組成。儀器使用3年后，機(jī)械驅(qū)動(dòng)部分潤滑油干涸，其表面形成一層油污，使馬達(dá)受力增大，嚴(yán)重的會(huì)造成馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路損壞。保養(yǎng)步驟：取出控制盒，取下單色器頂蓋。用無水乙醇或丙酮將絲桿及導(dǎo)桿殘存的油污清洗干凈，待其干燥后，分別在絲桿及導(dǎo)桿滴上數(shù)滴輕質(zhì)潤滑油，反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，使?jié)櫥途鶆虻胤植荚诮z桿及導(dǎo)桿表面。

4 結(jié)語

通過對(duì)Series 200 UV紫外檢測器的維修及保養(yǎng)實(shí)踐，說明對(duì)于進(jìn)入老化期的儀器，定期保養(yǎng)很重要。有些儀器之所以過早損壞，與環(huán)境條件長期不達(dá)標(biāo)有密切的聯(lián)系，尤其是光學(xué)儀器，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境濕度及溫度都應(yīng)該嚴(yán)格滿足要求。另外，在儀器維修過程中，需要首先弄懂其工作原理，再動(dòng)手維修或維護(hù)，要膽大、心細(xì)，切忌在未弄懂原理及儀器結(jié)構(gòu)之前胡亂拆卸，導(dǎo)致故障擴(kuò)大或造成不可挽回的損失。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳方迪，張 慶.色譜儀器維護(hù)與故障排除[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.114-129.

[2] 王化正，李玉生.現(xiàn)代分析儀器維修手冊(cè)[M]. 北京：航空工業(yè)出版社，1988.278-283.

[3] 趙藻藩，周性堯.儀器分析[M].北京：高等教育出版社，1990.55-66.

[4] 陳體清.儀器分析[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1990. 269-272.

[5] 北京大學(xué)化學(xué)系.儀器分析教程[M].北京：北京大學(xué)出版社，1997.20-36.

[6] 蒲國剛，陸明剛，羅思家，等.儀器分析原理[M].安徽：中國科技大學(xué)出版社，1988.312-316.

[7] 林吉申.最新世界場效應(yīng)管特性代換手冊(cè)[M].福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，1998.260-264.

[8] 劉樂善，歐陽星明，劉學(xué)清.微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000.137-144.

[9] 沙占友.集成化智能傳感器原理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.128-131.

[10] 沙占友.新型特種集成電源及應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，1988.100-108.