T6新世紀紫外可見光度計常見故障及其排除方法

薛駿軼 史輝

摘要：文章介紹了北京普析通用儀器公司生產(chǎn)的T6新世紀紫外可見光度計在使用過程中的常見故障及其排除方法。提高儀器的完好率，是儀器使用過程中需要注意的首要問題。該儀器采用模塊化設計，文章通過模塊替換方法，研究確定儀器的易損模塊，即樣品池傳動模塊、光源模塊和電源模塊，并研究了儀器使用和維修優(yōu)化方案。使用優(yōu)化方案后，儀器的故障率降低、故障排除時間縮短、維修成本降低，可為培訓儀器操作人員提供參考。

關鍵詞：紫外可見光度計；模塊；故障排除方法

中圖分類號：TH744? ? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1674-0688（2023）06-0091-03

0 引言

T6新世紀紫外可見光度計是由北京普析通用儀器公司制造的一款經(jīng)濟型的雙光束紫外可見分光光度計，其波長范圍為190～1 100 nm，波長準確度為±1 nm，波長重復性≤0.2 nm，光譜帶寬2 nm；儀器采用電機直接驅動樣品池架，取代傳統(tǒng)的絲桿傳動機構，因此不需要對傳動機構做常規(guī)維護；其雜散光水平低、精度高，模塊化設計方便維護，全封閉光源穩(wěn)定可靠。儀器選用的鎢燈和氘燈設計使用壽命長達2 000 h，開機自檢通過后不需要額外預熱就可直接使用，并且連續(xù)工作多個小時后的測量結果依舊穩(wěn)定、準確；具備自動樣品池，可連續(xù)測樣，適合科研［1-4］和教學實驗［5］?；谝陨蟽?yōu)勢，T6新世紀紫外可見光度計廣泛應用于生物學、物理學、化學、醫(yī)學、材料學、環(huán)境科學等科學研究領域 ［1-6］。

提高儀器的完好率，是T6新世紀紫外可見光度計（簡稱T6）使用過程中需要注意的首要問題。針對T6的硬件故障，其產(chǎn)品說明書很少涉及，并且專門針對T6的光度計維修的相關文獻較少，不同型號的光度計結構差別較大，導致操作人員很難自行維修且不容易定位故障點，預約產(chǎn)品工程師上門維修又會造成維修耗時和成本的增加。本文研究T6模塊化設計原理，通過模塊替換方法確定了儀器的易損模塊。通過對T6的維修拆解，研究其內部結構，完善了儀器的使用和維修方案，降低了儀器的損壞率。優(yōu)化方案有效提高了儀器的完好率，能為教學科研工作的正常進行提供保障。

1 儀器結構分析

T6由8個部分組成（如圖1所示），儀器發(fā)出的光源為復合光，必須通過單色器將其分解成單色光才能使用（光源和單色器組成光源模塊，由光源電源供電）；當單色光通過儀器樣品室中的樣品時，一部分被樣品吸收，其他未被吸收的光到達檢測器，光信號被轉化為電信號， 電信號經(jīng)過電路放大和數(shù)據(jù)處理后，通過顯示器呈現(xiàn)出測量結果（儀器其他部分由主電源供電）［7］。儀器還有一些擴展功能，例如設有功能卡槽，可以插入不同的功能卡實現(xiàn)功能的擴展；開放式的樣品倉設計，可方便地進行各種附件應用和實驗；具有多種輸出形式，可與打印機連接等。

2 易損模塊分析

雖然T6有8個主要模塊，但是在其實際使用中的故障點大部分集中于3個模塊：即樣品池傳動模塊、光源模塊和電源模塊。通過模塊替換的方式可快速定位故障點，這對儀器使用人員自行維修和工程師上門維修都具有重要意義。

（1）樣品池傳動模塊：該模塊是樣品室的重要組成部分，模塊底板正面通過2根滑軌固定樣品池架，底板背面固定樣品池電機，電機軸上的齒輪與樣品池架下方的滑齒軌道相連，電機齒輪和滑齒軌道使用彈簧固定，采用步進電機直接驅動樣品池架移動。由于模塊中的滑軌、固定彈簧、齒輪和電機都位于樣品池架下方，容易被灑落的液體腐蝕，因此確定此處為易損部位；樣品池底板集成了電機的控制電路，該部分發(fā)生故障較少，在此不展開說明。

（2）光源模塊：鎢燈、氘燈和單色器都封閉于光源模塊中，當鎢燈和氘燈達到設計壽命損壞時，或者單色器表面有污漬對光路造成阻擋時，都會導致儀器出現(xiàn)故障。

（3）電源模塊：儀器有2塊電源，主電源負責儀器主板和除光源模塊以外部分的供電，光源電源負責光源模塊供電，包括鎢燈、氘燈和單色器。主電源很少損壞，而光源電源在部分批次經(jīng)常損壞，例如電源內部發(fā)生短路，造出電源損壞。

3 常見故障

故障在儀器開機自檢和使用過程中都會發(fā)生，儀器開機自檢順序如下：①樣品池電機檢測；②濾光片檢測；③光源電機檢測；④波長電機檢測；⑤鎢燈檢測；⑥波長檢查；⑦氘燈檢測。自檢的每一步都有可能發(fā)生故障，導致檢測失敗，而任一步驟檢測失敗，儀器都無法正常使用。此時，長按“ENTER”鍵可以強制跳過檢測失敗項，方便進行后續(xù)的故障排查；待儀器自檢通過后，使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)池空白無法清零和測試數(shù)據(jù)不準確等故障。

3.1 樣品池電機檢測失敗

故障現(xiàn)象：儀器自檢“樣品池電機ERR”；故障原因分析和處理如下。

（1）關機后，檢查樣品室內是否有阻擋物阻礙樣品池架移動，如有阻擋物需要清理干凈。

（2）檢查樣品池架滑軌是否松動，松動需要將固定螺絲鎖緊，將樣品池架沿滑軌上下移動，觀察是否能順暢移動，如果不順暢，則需要上潤滑脂油，滑軌如果生銹，則需要拆卸后，用砂紙將滑軌打磨光滑或者直接更換滑軌，安裝后再上潤滑脂油。

（3）如果故障無法排除，需要將樣品池傳動模塊拆下，檢查樣品池底板上的樣品池電機、齒輪和固定彈簧是否被腐蝕損壞，損壞則需要進行更換。

3.2鎢燈檢測失敗和氘燈檢測失敗

故障現(xiàn)象：儀器自檢“鎢燈ERR”和“氘燈ERR”；故障原因分析和處理如下。

（1）關機后，檢查樣品室內是否有擋光物，如有擋光物要取出，如果鎢燈自檢依舊無法通過，則需要將樣品池架上的比色皿塑料夾片取出。

（2）上述操作后自檢依舊不通過，則需關機手動將樣品池架沿滑軌上下移動，使樣品池架復位，防止樣品池架錯位阻擋光路引起鎢燈檢測失敗。

（3）如果同時存在樣品池電機自檢時聲音過大和齒輪跳齒的聲音，則需要檢查樣品池電機固定彈簧是否損壞而導致電機齒輪和樣品池架滑齒軌道連接不牢固，樣品池電機工作時跳齒。由于樣品池電機為步進電機，跳齒會造成樣品池架無法移動到正確位置，阻擋光路，導致鎢燈檢測失敗，此時必須更換電機固定彈簧。

（4）如果鎢燈依舊自檢失敗，長按“ENTER”鍵，強制跳過第5步鎢燈檢測和第6步波長檢查（鎢燈損壞，波長檢查都無法通過），如果氘燈檢測通過，則代表鎢燈損壞的可能性較大，需要更換鎢燈；如果氘燈也檢測失敗，則代表光源電源損壞可能性大，需要更換光源電源。

（5）如果第5步鎢燈檢測和第6步波長檢查通過，氘燈檢測無法通過，說明氘燈損壞，需要更換氘燈。

3.3 樣品測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定

故障現(xiàn)象：池空白無法歸零，樣品多次測量，測量結果波動大，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定；故障原因分析和處理如下。

（1）簡單測試判斷儀器的穩(wěn)定性：測光方式設置為“Abs”，樣品池設置為“五連池”，樣池數(shù)設置為“5”，空白溶液校正設置為“否”，樣池空白校正設置為“否”，移動樣池設置為“1”，選擇實驗所需波長，取出比色皿使樣品室處在空氣狀態(tài)，按“ZERO”鍵扣池空白，查看吸光度數(shù)值，正常數(shù)值應該穩(wěn)定在0.000 Abs，然后按“STAR”鍵進行檢測，5個樣品池的測量值都是0.000 Abs且沒有波動，即代表正常。

（2）如果樣品池的測量值在0.001～0.009 Abs范圍內輕微波動，需要檢查樣品池滑軌是否牢固，排除故障后再按上一步驟進行測試。

（3）如果測試依舊不正常，則要進行暗電流檢測和波長校正，將1號樣品池位放入黑擋塊，選擇暗電流檢測，檢測通過則為正常，取出黑擋塊進行波長校正，沒有報錯即為通過。

（4）如果波長校正不通過，需要檢查光路上的濾光片、反光鏡和燈源，將儀器關機拔電源冷卻后，用擦鏡紙沾少許無水乙醇擦拭濾光片、透鏡和光源（乙醇揮發(fā)后才可后續(xù)安裝），再進行波長校正，大部分情況都能通過，如果故障依舊存在，就要考慮是否為光源損壞。

3.4 光源電源損壞

故障現(xiàn)象：①自檢鎢燈氘燈無法通過；②開機無反應，儀器的保險絲熔斷，更換保險絲后故障依舊存在；③開機時，實驗室的220 V供電電路空氣開關跳閘。

故障原因分析：光源電源內部發(fā)生短路，將電源內部保險絲熔斷表現(xiàn)為故障現(xiàn)象①，將分光光度計保險絲熔斷表現(xiàn)為故障現(xiàn)象②，如果這2個保險絲都沒有熔斷，儀器內部短路導致220 V供電電路電流過大引起空氣開關跳閘，表現(xiàn)為故障現(xiàn)象③。

處理方法：本實驗室使用的T6是分2批購入，出廠日期分別為2009年11月和2015年5月。截至2022年底，2009年批次除了部分儀器的鎢燈、氘燈達到設計壽命老化損壞，沒有出現(xiàn)其他硬件故障；2015年批次大部分儀器光源電源損壞。2009年批次電源都為電源板，2015批次換成開關電源，聯(lián)系廠家更換的原廠開關電源最終都損壞，說明是2015年產(chǎn)品批次有問題，需要購買第三方開關電源予以更換。開關電源主要有3個指標：①電源的輸入電壓和輸出電壓額定電流。②電源尺寸（長158 mm，寬98 mm，高44 mm），如果尺寸和原裝電源不同，則無法裝入儀器中。③電源接口類型，接口類型必須與原裝電源相同。如果接口不同，則無法安裝，或者需要更換儀器內部連接線的插頭，但容易造成接觸不良引起儀器故障。T6的不同批次產(chǎn)品內部電源可能不同，如果需要購買第三方電源，要提前拆機觀察電源型號，避免買錯配件。2015年批次的第三方電源購于常州引泉電子有限公司，電源型號為PL01-T6（輸入：AC 95-280 V/50-60 Hz；輸出1：DC 300 mA；14.5 V/0.5 A；輸出2：DC 11.5 V/2 A）。光源電源（開關電源）更換后，儀器測量結果穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)電源損壞的情況。

4 使用與維護的注意事項

使用儀器時，必須按照產(chǎn)品說明書規(guī)范操作，延長儀器使用壽命；此外，正確的維修和護理，可以提高儀器的完好率，減少儀器損壞造成的損失。

（1）儀器要求使用環(huán)境保持較低的濕度，如果使用環(huán)境濕度較高，則需要安裝除濕機，降低電子元件的損壞率和提高儀器的穩(wěn)定性。

（2）儀器開機前要檢查樣品室是否有雜物，樣品池架滑軌是否松動或腐蝕生銹。

（3）使用可見光區(qū)及紅外光區(qū)進行（325～1 100 nm）測量時，儀器自檢通過初始化后要關閉氘燈；使用紫外光區(qū)（190～325 nm）進行測量時，儀器自檢通過初始化后要關閉鎢燈，延長燈源壽命。

（4）使用前，先簡單測試判斷儀器的穩(wěn)定性，避免儀器故障造成數(shù)據(jù)測量不準確。

（5）比色皿使用前要檢查是否有破漏；比色皿內液體高度不要超過其2/3，防止測量過程中因樣品池切換而晃動導致液體溢出；如果待測液體易揮發(fā)或者具有強腐蝕性，需要使用帶蓋的比色皿。

（6）儀器操作過程中，要防止液體灑落在儀器外殼或者樣品室內，如有灑落后應立即清理干凈；灑落樣品室的液體量大或者腐蝕性強時，需要關機將樣品池傳動模塊拆下清理，模塊的各個部件拆解后用濕布（無法擰出水為標準）擦除液體后晾干；如果電機和其他電子配件進水嚴重，擦拭后需要用無水乙醇清洗，防止電子器件受潮損壞（乙醇揮發(fā)后才可后續(xù)安裝）；安裝滑軌、電機齒輪和滑齒軌道都需要上潤滑脂油。

（7）實驗結束，要及時將儀器關閉，延長光源壽命，將樣品室內的樣品及時取出并清理干凈，防止液體和揮發(fā)的氣體對儀器造成損壞。

（8）檢查和更換燈源，將儀器關閉冷卻后才能打開光源模塊；拔下鎢燈觀察內壁和針腳，發(fā)現(xiàn)鎢燈變黑老化則需要更換［8-10］，如果是針腳氧化導致接觸不良引起的故障，可以用小刀或者砂紙將氧化層去除，氘燈無法通過外觀判斷其完好程度，可以通過替換法進行判斷；儀器的鎢燈為12V20W鹵素鎢燈，氘燈為法蘭型，購買燈源可以聯(lián)系廠家購買；更換燈源要佩戴手套，避免在燈壁上留下污漬引起儀器故障。

5 結語

儀器在長期的使用過程中，不可避免地會出現(xiàn)一些問題和故障，通過總結使用經(jīng)驗，不斷改進儀器的使用和維護方法，快速找到故障模塊和更換配件，可以提高儀器的完好率和延長其使用壽命。目前，對提高儀器測試精度和擴展功能的研究還不夠，無法對儀器電路板進行維修，如果操作人員能自行維修電路板故障，則可以較大程度地降低維修成本，是未來儀器操作者研究的方向。

6 參考文獻

［1］趙鳳霞，趙紅霞.T6新世紀紫外分光光度計在測定水中六價鉻含量的應用［J］.水利科技與經(jīng)濟，2011，17（11）：25-26，28.

［2］余仁軍，韓志忠，張學艷，等.甲酚紅光度法測定痕量陽離子表面活性劑［J］.內江師范學院學報，2008，23（4）：43-45.

［3］付元元，畢艷蘭，彭丹，等.分光光度法測定一級大豆油色澤的研究［J］.河南工業(yè)大學學報（自然科學版），2014，35（4）：32-38.

［4］王洪福，魏成富，羅婭君，等.亮綠-十六烷基三甲基溴化銨催化動力學光度法測定痕量鈦（Ⅳ）［J］.冶金分析，2011，31（8）：52-55.

［5］馬紅燕，齊廣才.現(xiàn)代分析測試技術與實驗［M］.陜西：陜西科學技術出版社，2012：154-155.

［6］梁俊.TU-18100型紫外可見分光光度計的使用及注意事項［J］.福建質量管理，2016（4）：140.

［7］胡文杰.紫外-可見分光光度計的應用與維修［J］.分析測試技術與儀器，2005，11（1）：75-78.

［8］陳守劍.752C紫外可見分光光度計維修實例［J］.分析儀器，2020（6）：157-161.

［9］陳守劍.756MC紫外可見分光光度計維修實例［J］.福建分析測試， 2016，25（5）：59-61.

［10］李雨錄，陳小玲，宋鵬飛.TU-1810紫外可見分光光度計系統(tǒng)初始化中的故障分析處理［J］.醫(yī)療裝備，2019，32（15）：143-144.