AA-800原子吸收分光光度計故障診斷及處理一例

(攀鋼集團研究院有限公司，釩鈦資源綜合利用國家重點實驗室，攀枝花 617000)

1 前言

AA-800原子吸收分光光度計，是美國PE(PerkinElmer)公司生產(chǎn)的一種較先進的化檢分析設(shè)備，其 測定波長范圍為190～900nm，具有兩種背景校正功能，即D2 法(氘燈法)和 SR 法(自吸收法或自蝕法)，通過計算機控制平臺的自動上下、前后移動，能進行快速、簡單的火焰和石墨爐自動切換。此外，既可以手動測定，也可以使用自動進樣器(ASC-6100)進行全自動多元素連續(xù)測定。用戶可根據(jù)測定元素、測定樣品的多少以及操作人員的具體情況進行選擇。廣泛應(yīng)用于環(huán)境、食品、動植物、土壤、工業(yè)品、以及藥物中微量元素的定量分析(圖1)。

圖1 AA-800原子吸分光光度計外觀圖

2 故障表現(xiàn)

開機進入燈設(shè)置菜單，點燈進入自檢狀態(tài)，結(jié)果出現(xiàn)報警畫面，提示：“燈強度太低”，燈設(shè)置部分顯示接收到的光能量為零，不能通過自檢。但是選其他7個元素的燈試用也是一樣，8個燈都是顯示“燈強度太低”(圖2)。

圖2 燈設(shè)置故障報警畫面

3 分析檢查

根據(jù)光盤中用戶手冊提供的光路圖[1](圖3)檢查光路通道沒有發(fā)現(xiàn)遮擋，在燃燒器部分用白紙檢查也沒有看到正常的光斑，從正面觀察各空心陰極燈的邊緣，好像設(shè)置的各個空心陰極燈都不亮。

為盡一步確認，打開儀器后部上蓋，分兩次設(shè)置所有燈點亮，再從燈的正面觀察，結(jié)果確認8個燈確實都不亮(圖4)，由此分析是燈電源和控制部分有問題。

圖3 AA-800 的光路圖

圖4 8空心陰極燈單元部分

通過查閱相關(guān)技術(shù)資料并按燈的接線確認，空心陰極燈的電源及控制部分是在儀器左后方側(cè)面的一塊大板子上，在網(wǎng)上查詢也基本確認是這塊板子問題，經(jīng)過與國內(nèi)儀器服務(wù)站的溝通聯(lián)系，確認該板子需要整體更換，但是維修及訂貨周期長，換板成本也高。

因該設(shè)備的技術(shù)資料缺乏，網(wǎng)上也沒有查到有用的信息，因此檢查維修的難度可能較大，但是為了滿足科研方面的急需，還是決定試一試，如實在不行再考慮最后換板子解決問題。

該設(shè)備結(jié)構(gòu)較特殊，燈電源控制板(以下簡稱“燈板”)安裝在儀器內(nèi)左側(cè)面的縫隙中，板上線很多，且安裝位置狹小不易移動。為取出這塊板檢查，需要先抽出所有燈，然后取下燈箱上蓋，燈箱內(nèi)板，儀器后上蓋板，儀器前板等各個部分，旋松2個固定螺絲，最后才能向上抽出這個帶鐵底板支撐的燈板。因燈板上連線都較短，在取出后也只能放在燈座的旁邊的側(cè)面板上(圖5)，整個操作過程比較麻煩，需要細心。

圖5 取出燈板部分圖

先固定好板子，然后分別插上8個空心陰極燈，在設(shè)置應(yīng)點亮的燈座小電路板上測量其工作電壓，實際電壓在直流140～70V范圍內(nèi)(不同元素電壓不一樣)，但這是在燈不亮且沒有電流的情況下的測量值，與空心陰極燈正常點燈的工作電壓450V相差較大，再到大板子上找到450V燈電源部分，測燈供電電源端(450V)的電壓也是一樣，看來確實是板上450高壓電源部分工作不正常，不過故障點具體在什么位置，這還需要做進一步檢查。

為方便檢查，必須把板子整個取出來，因此在確認儀器斷電后，拔下控制板上各燈接插頭和所有控制接插件，單獨取出板子帶回去做進一步檢查(圖6)。

圖6 燈電源控制板

從板上元器件的分布和結(jié)構(gòu)上看，該板分左右兩大部分，左半邊部分以4個大電解電容為界，為四路DEL燈控制部分，而右半邊主要為8個空心陰極燈控制部分(還有氘燈電源)，這才是需要重點檢查的部分。

因沒有電路原理圖等技術(shù)資料，只有本著從易到難的原則作具體檢查，首先對板的各個元器件和板子走線進行外觀檢查，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的損壞痕跡，各元器件外觀正常良好無燒損。然后對板子上的主要元器件進行在線測量，當(dāng)測量多個圓柱型保險時發(fā)現(xiàn)只有F1不通(2.5A，250V)，取下測量確認已開路，看來可能是保險附近的電路中有問題燒斷了這個保險。因此再從該保險位置向前后分別測量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)保險之后的電路中有短路情況，而在保險之前的電路測量具有高阻看來是正常的，因此需要在保險之后的電路中做進一步檢查。

在印刷板上順著保險F1的出線在該部分附近進一步檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在與這一點相關(guān)的電路元件中，在線測量有3個三極管(場效應(yīng)管)與保險有聯(lián)系，并且它們的漏源間電阻為零，分別是：Q80(30N20G)、Q81(30N20G)、Q82(IRF540),只有分別拆下進行測量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Q81和 Q82確實已經(jīng)擊穿損壞，而Q80尚完好。且當(dāng)這3個三極管取下之后，實測原來電路中的短路情況消失，保險F1之后的電路直流電阻恢復(fù)到高阻狀態(tài)，由此可以確認這個短路狀態(tài)確實是由這幾個損壞的三極管引起的(圖7)，必須進行更換。

圖7 三極管和保險的位置

4 故障處理

采用相同型號的元器件進行更換之后，再次測量保險F1前后電路確認均無短路情況，再將燈板接好各接插線后儀器通電進行測量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)燈電源直流高壓450V恢復(fù)正常(實測值近500V), 說明燈電源部分已基本恢復(fù)正常。接下來再插上8個空心陰極燈分別做點燈試驗，結(jié)果8個燈在設(shè)置的各個自檢過程(如轉(zhuǎn)盤優(yōu)化，驅(qū)動器定位，波長掃描，AGC等)都能順利通過，且都能正常點亮，且各燈的能量值也恢復(fù)正常，說明故障已經(jīng)排除。

將燈板及各連接線裝回機內(nèi)固定好，核對無誤后接通電源和各氣源，在燈設(shè)置通過之后進行實際點火測量試驗，通過實測幾個元素試用，一切正常。

5 結(jié)語

(1)在本設(shè)備維修過程中，因燈板面積大，板上的元件多，各種接插線多而雜，安裝位置狹小，因此在檢查拆線及移動過程中應(yīng)格外小心謹慎，注意不能拉斷線，要安排好多個線束走向，不要壓壞板上元件，并隨時拍照和做好記錄。

(2)對于損壞的元器件必須使用相同型號的優(yōu)質(zhì)元件，在測量無問題后進行代換，安裝完成后要再次測量電路電阻進行確認。對于燈板三極管損壞的原因還不清楚，但完成維修后儀器到現(xiàn)在已經(jīng)正常工作半年多的時間。

(3)在本次維修中，由于沒有維修資料的技術(shù)支持給檢察帶來一定的困難，但是幸運的是，這次故障點較明顯，查到故障的具體位置也比較順利，因此故障的處理比較快。