檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室分析儀器的科學(xué)使用管理與日常保養(yǎng)維護(hù)的探討

1、檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室分析儀器的科學(xué)使用管理與日常保養(yǎng)維護(hù)的探討蔡廣元 （中鋁洛銅 有限公司檢測(cè)中 心 洛陽(yáng) 471039） 摘 要： 根據(jù)多年檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理的經(jīng)驗(yàn)，本文對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室分析設(shè)備的科學(xué)管理與使 用中的保養(yǎng)維護(hù)進(jìn)行了闡述，以期在分析設(shè)備的使用、保養(yǎng)、維護(hù)工作中探索一種科學(xué)系統(tǒng) 的管理模式，以供同行借鑒。關(guān)鍵詞 ：檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室 分析儀器 使用管理 保養(yǎng)維護(hù)、八前言隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，各種規(guī)模的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室為了適應(yīng)日新月異的分析要求， 提升實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)能力，完善實(shí)驗(yàn)室的體系管理，以滿足各認(rèn)可機(jī)構(gòu)的認(rèn)可與監(jiān)督管理，同 時(shí)也為了滿足更加快速檢測(cè)的需求，減少人工分析的檢測(cè)成本、人工成本和時(shí)間成本，

2、而逐 步開(kāi)展各種儀器分析，取代了一部分傳統(tǒng)手工分析的工作。當(dāng) “純手工時(shí)代 ”漸漸退化，實(shí)驗(yàn)室也逐步發(fā)展為 “儀器分析與化學(xué)分析相結(jié)合 ”的綜 合性實(shí)驗(yàn)室。隨著大量?jī)x器的投入使用，不僅滿足了企業(yè)在線質(zhì)量監(jiān)測(cè)與預(yù)期質(zhì)量監(jiān)督的需 求，也滿足了實(shí)驗(yàn)室向更大、更專業(yè)化發(fā)展的要求，推動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室向更強(qiáng)、更權(quán)威化發(fā)展。為了最大限度的使用好、維護(hù)好、管理好這些檢測(cè)儀器與設(shè)備，更好的發(fā)揮出它們的最 佳能效，做到物盡所能，就要充分做好檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室 “分析儀器的科學(xué)使用管理 ”與 “日?？?學(xué)保養(yǎng)維護(hù) ”，將二者有機(jī)結(jié)合相輔相成，這是一個(gè)值得探索的課題。1. 合理的管理制度就目前的各種大型檢測(cè)分析儀器【不包括檢測(cè)附屬

3、設(shè)備，如：電子天平、空氣壓縮機(jī)、 氣體凈化設(shè)備、高溫箱等】而言，按其工作原理大致可分為：光譜分析儀、氣體分析儀、金 相顯微鏡和各種力學(xué)試驗(yàn)設(shè)備等；按用途可分為：化學(xué)成分分析儀器、組織結(jié)構(gòu)分析儀器和 物理性能分析儀器等。為了準(zhǔn)確檢測(cè)出各種分析數(shù)據(jù)，及時(shí)監(jiān)控檢測(cè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，所有的儀器都必須時(shí)刻處 于正常完好的工作狀態(tài)，即便是出了或大或小的故障，也要在最短的時(shí)間里查找到原因，排 除故障，恢復(fù)正常工作。為此，不僅需要專業(yè)維修人員及時(shí)處理，更需要使用人員和維護(hù)人 員積極去預(yù)防故障的發(fā)生。我中心在設(shè)備管理作了大量工作，為儀器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了可靠的保障。（ 1 ）每臺(tái)儀 器建立管理檔案：原始資料、維修記錄等

4、；（ 2 ）建立三大規(guī)程：日常使用規(guī)程、安全使用 規(guī)程、日常維護(hù)規(guī)程；（ 3 ）建立完善的儀器專責(zé)人制度和大型重點(diǎn)設(shè)備的巡點(diǎn)檢等制度， 并細(xì)化儀器的各類(lèi)專職人員：使用人員進(jìn)行崗前理論和操作培訓(xùn)，考試合格后可以上崗操 作，要對(duì)儀器日常工作狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)檢；專責(zé)人要掌握儀器工作原理、儀器結(jié)構(gòu)、重點(diǎn)部位等 專業(yè)知識(shí)，負(fù)責(zé)檢測(cè)方法的制定、日常使用管理及維護(hù)及儀器的使用開(kāi)發(fā)；儀器巡檢人員進(jìn) 行儀器巡查，與專責(zé)人溝通，及時(shí)排查異常與隱患，進(jìn)行定期保養(yǎng)，要掌握相關(guān)的電器、機(jī) 械等知識(shí)；（ 4 ）及時(shí)采購(gòu)儀器備品和易損備件（ 5 ）定期進(jìn)行儀器校準(zhǔn)與期間核查（ 6 ） 檢測(cè)儀器的完善與補(bǔ)充。儀器正常運(yùn)行主要涵蓋以

5、下幾個(gè)環(huán)節(jié)：（ 1 ）日常使用；（ 2 ）日常維護(hù)；（ 3）儀器 的檢定和校準(zhǔn)；（ 4 ）維修。雖然前三項(xiàng)主要由設(shè)備使用人員或?qū)Ｘ?zé)人完成，后一項(xiàng)由維修 人員完成，但只有儀器維修人員和各使用人員、專責(zé)人共同攜起手來(lái)，把這四項(xiàng)工作有機(jī)結(jié) 合，把這所有的工作和制度細(xì)化滲透入我們每日工作的各個(gè)環(huán)節(jié)中，才能真正達(dá)到好的效 果。下面針對(duì)這四個(gè)方面，我們進(jìn)行進(jìn)一步的探討：2. 日常使用 在日常檢測(cè)中，與儀器接觸最多的當(dāng)屬使用人員和儀器專責(zé)人，儀器工作狀態(tài)的好壞， 與使用人員的操作有直接的關(guān)系。在儀器使用過(guò)程中，不但要求操作人員嚴(yán)格按照安全操作 規(guī)程進(jìn)行操作，更要求操作人員精心、細(xì)致，要做到：（ 1 ）使用前

6、，仔細(xì)檢查各種條件是 否符合要求，有無(wú)異常；（ 2 ）使用中，注意觀察儀器各種狀態(tài)是否良好、正常，需要調(diào)整 的及時(shí)調(diào)整，使儀器始終在最佳狀態(tài)下工作；（ 3 ）使用完畢后，按要求收尾、清掃或吹 掃，及關(guān)閉儀器。這樣，才能保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定、可靠、真實(shí)、科學(xué)。在日常使用中，操作人員可能會(huì)遇到一些自己不完全了解的異常狀況，此時(shí)就要求使用 者不要盲目操作，要及時(shí)通知專責(zé)人或維修人員，以便做出正確判斷并處理，以防引發(fā)故障 或使故障擴(kuò)大。3. 日常維護(hù) 儀器的維護(hù)分為定期維護(hù)和日常維護(hù)，目的都是排查出故障隱患，可以及時(shí)采取預(yù)防措 施，避免故障的發(fā)生。定期維護(hù)是固定期限對(duì)大型重點(diǎn)設(shè)備的徹底維護(hù)保養(yǎng)。這一工作

7、一般由維修人員與儀器 專責(zé)人共同完成，主要工作是對(duì)儀器各單元內(nèi)部元件的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查和優(yōu)化，各動(dòng)作參 數(shù)進(jìn)行核對(duì)校準(zhǔn)，并檢查各易損件是否完好，對(duì)不良和可疑元件進(jìn)行更換，以及儀器內(nèi)部積 塵的清掃等等。日常維護(hù)是每天對(duì)儀器設(shè)備的維護(hù)檢查，包括每班的點(diǎn)檢和每日的巡檢。每臺(tái)儀器的工 作要求不盡相同，所以對(duì)每臺(tái)儀器的點(diǎn)檢內(nèi)容、項(xiàng)目也不相同，這一工作當(dāng)班操作者應(yīng)嚴(yán)格 按照點(diǎn)檢卡對(duì)所用儀器逐項(xiàng)進(jìn)行仔細(xì)檢查?，F(xiàn)將所有儀器的共有部分進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：3.1 電 路 系統(tǒng)3.1.1電源供電部分目前所使用的儀器設(shè)備，其要求供電電壓有 220V 、 200V 和 110V 等幾種，所以在供 電電源和儀器之間一般都有穩(wěn)壓

8、電源或變壓器。幾乎所有的穩(wěn)壓電源都有電壓指示，日常要注意的是其輸出電壓是否正常，如有異常， 就不要開(kāi)機(jī)使用，并馬上通知維修人員。有些儀器在供電電源和穩(wěn)壓電源之間接有磁力啟動(dòng)器，其作用是：防止電源瞬間的閃斷 和電壓大副波動(dòng)對(duì)儀器造成的沖擊，有此裝置的儀器在停送電時(shí)要注意操作順序。3.1.2接地線路部分所有的儀器設(shè)備都要求有良好可靠的接地。 可靠的接地線路，不但可以有效避免漏電對(duì)人身和設(shè)備的損害，而且可以屏蔽外界電磁 場(chǎng)對(duì)儀器的干擾，使儀器分析數(shù)據(jù)更穩(wěn)定。接地的檢查由維修人員定期進(jìn)行，主要檢查各聯(lián)結(jié)點(diǎn)是否牢固可靠，并定期測(cè)量接地電阻。3.1.3儀器內(nèi)部各特定電壓、電流部分主要是儀器工作中某一部分所

9、特殊要求的特定電壓、電流，如：（ 1）X 射線熒光光譜 儀射線管的工作電壓、電流；（ 2 ） ICP 功率管的 Vp 高壓和 Ip 電流；（ 3 ）碳硫儀振蕩管 的板流等等。這一部分一般都有報(bào)警裝置或檢控儀表，在日常檢查中，注意觀察各監(jiān)測(cè)儀表所示是否 正常，指示是否有波動(dòng)，有無(wú)報(bào)警等。3.2 風(fēng) 路 系統(tǒng)3.2.1冷卻、散熱用風(fēng)路 主要是指儀器機(jī)箱上安裝的各散熱風(fēng)扇和冷卻系統(tǒng)上的散熱風(fēng)扇。 其主要作用是增加空氣循環(huán)，降低溫度，以避免儀器內(nèi)元件或單元（如電源）溫度過(guò)高 引發(fā)儀器故障。檢查時(shí)主要觀察風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，有報(bào)警裝置的注意其有無(wú)報(bào)警。3.2.2恒溫循環(huán)用風(fēng)路儀器內(nèi)部有些部位是要求恒溫的，

10、如 ICP 的光室。 這些部位都有恒溫裝置，其工作一般是由一個(gè)加熱元件提供熱量，依靠風(fēng)扇使熱量均勻 散開(kāi)，并有溫控系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)并控制加熱元件的工作與否，以實(shí)現(xiàn)恒溫，如果風(fēng)扇損壞，則會(huì) 使整個(gè)環(huán)境溫度不均，影響分析結(jié)果的穩(wěn)定。一般都設(shè)有溫度顯示或溫度報(bào)警，在檢查時(shí)要注意有無(wú)溫度報(bào)警，溫度是否在指定范圍 之內(nèi)。3.2.3抽排風(fēng)設(shè)施抽排風(fēng)的作用是強(qiáng)制冷卻和排除有毒有害尾氣，要求安裝抽風(fēng)的設(shè)備有 ICP 分析儀和原 子吸收分析儀。有些儀器（如：美國(guó)賽默飛世爾科技公司生產(chǎn)的61E型ICP分析儀）設(shè)計(jì)時(shí)在抽風(fēng)系統(tǒng)中裝有連鎖保護(hù)開(kāi)關(guān)，如果抽排風(fēng)不打開(kāi)或風(fēng)量不夠時(shí)，儀器是無(wú)法點(diǎn)火工作的，這是為了 保護(hù)價(jià)格較昂貴

11、的工作炬管和功率管。抽排風(fēng)設(shè)施也是每天必須檢查的，主要看其工作是否正常，有無(wú)異常聲音等。3.3 水路系統(tǒng)儀器中的循環(huán)水主要起冷卻作用。各儀器的水冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不盡相同：（ 1 ） X 射線熒光光譜儀和定氧儀的冷卻水有內(nèi)冷 卻水和外冷卻水之分， （a） 內(nèi)冷卻水是去離子水，用于冷卻帶電的高溫元件【如 X 射線管和 定氧儀的爐頭等】，（b）外冷卻水一般是自來(lái)水，用于冷卻內(nèi)冷卻水。（2）ICP分析儀的冷卻水只有內(nèi)冷卻水，其內(nèi)冷卻水的降溫靠的是風(fēng)扇。（ 3）原子吸收分析儀需冷卻的部位不 帶電，所以是直接用自來(lái)水冷卻。有的冷卻系統(tǒng)設(shè)有檢控報(bào)警裝置（如 X 射線熒光光譜儀）這就方便日常檢查，只要檢查 各監(jiān)控

12、裝置是否正常，有無(wú)報(bào)警即可。有些儀器水箱基本上設(shè)計(jì)在內(nèi)部，外部沒(méi)有明顯的監(jiān)測(cè)裝置（如ICP分析儀和定氧分析儀 ）， 這就需要專責(zé)人和維修人員定期檢查水量是否減少，如少應(yīng)及時(shí)按配方、按需補(bǔ)充。有些儀器冷卻系統(tǒng)用的是自來(lái)水（如日本日立公司生產(chǎn)的Z-8000型原子吸收分析儀的磁靴冷卻水 ）， 則需當(dāng)班人員及時(shí)檢查其出水量是否減小，如水量減小，可能是冷卻水回路中 自來(lái)水結(jié)垢，要及時(shí)清理。3.4 氣路系統(tǒng)檢測(cè)分析儀器的用氣主要有分析用氣、動(dòng)力用氣和光室用氣等三類(lèi)。3.4.1分析用氣分析氣的作用是：做為載體將待測(cè)樣品帶入某一特定的環(huán)境，如定氧儀、碳硫儀的載氣、ICP的霧化氣；為儀器分析創(chuàng)造一個(gè)特定的、純凈

13、的環(huán)境，如ICP炬管部分的驅(qū)氣，定氧儀高溫爐內(nèi)的氧槍驅(qū)氣；冷卻，如ICP炬管的冷卻氣，以保護(hù)炬管不被等離子焰燒壞。 分析氣回路一般都有壓力表或流量計(jì)以方便監(jiān)控流量大小。 在每日的檢查中，要注意其各參數(shù)值是否正常，有無(wú)堵塞或泄露。分析氣的純度有一定的要求，可以直接使用超過(guò)純度要求的氣體，也可以加裝氣體凈化機(jī)以提純氣體濃度。為了降低雜質(zhì)限量，一般在氣路中設(shè)計(jì)有除水、CO2等的過(guò)濾試劑。使用人員在點(diǎn)檢中應(yīng)注意，凈化機(jī)工作是否正常，各試劑管中的試劑是否失效，如試劑 短期內(nèi)就失效，說(shuō)明氣源不純，要及時(shí)向相關(guān)采購(gòu)部門(mén)反映，更換氣源。使用空氣壓縮機(jī)的儀器設(shè)備（如原子吸收的分析用氣是乙炔和空氣的混合氣體），

14、在日常應(yīng)注意空氣壓縮機(jī)工作是否正常，乙炔有無(wú)泄露，空氣與乙炔的比例是否合適，以防發(fā)生 危險(xiǎn)。3.4.2動(dòng)力用氣 動(dòng)力氣的作用是為儀器的某些動(dòng)作提供動(dòng)力。如光路中快門(mén)的開(kāi)閉，爐頭的升降等。 有些儀器的動(dòng)力氣用的也是分析氣，如光電直讀分析儀、ICP 分析儀等。而有的儀器則是單獨(dú)的動(dòng)力用氣系統(tǒng)，如電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)、定氧儀、碳硫儀等。動(dòng)力用氣回路一般都有壓力表，單獨(dú)使用的動(dòng)力氣對(duì)純度要求不是很高，我們所要注意 的是其壓力值是否正常，如不正常則直接影響其動(dòng)作的到位，密封是否良好。3.4.3光室用氣 精密的分析儀器其光路系統(tǒng)是要求在特定的氛圍中工作的，不同的儀器采取的措施也不相同，如（1）ICP分析在測(cè)定1

15、90nm以下的元素譜線時(shí)，由于空氣對(duì)其干擾嚴(yán)重，必須進(jìn) 行光室驅(qū)氣（將光室中的空氣驅(qū)凈 ）， 才能得到穩(wěn)定準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；（ 2 ）光電直讀光譜儀為 了保證一光室的純凈，是預(yù)先抽真空，再充入高純氮?dú)猓⑶以诠ぷ鬟^(guò)程中，始終由循環(huán)氣 泵不停地將一光室中的氮?dú)獬槌觯?jīng)凈化管過(guò)濾后，重新注入一光室，以此來(lái)保證其一光室 環(huán)境的純凈；（3）X射線熒光光譜儀則是在分析時(shí)，將整個(gè)光路系統(tǒng)抽真空，當(dāng)真空度達(dá) 到要求，即光路中的空氣分子對(duì)分析的干擾可忽略不計(jì)時(shí)，才開(kāi)始檢測(cè)計(jì)數(shù)。對(duì)這些系統(tǒng)，主要檢查驅(qū)氣流量是否正常，凈化管是否失效，循環(huán)泵工作是否正常，真 空泵抽真空能力是否良好，即真空度下降速度是否減慢等等。3.5

16、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 現(xiàn)在的儀器，其操作控制全部是由計(jì)算機(jī)來(lái)完成的。計(jì)算機(jī)部分隨時(shí)代的發(fā)展也有所提高，但仍然有些是 486 等老型號(hào)，最早的還有單板機(jī)。這些計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有些已是超期服 役，一旦有問(wèn)題，備用件很難找到。這要求在日常使用中要小心，并要定期對(duì)分析方法、程序等重要數(shù)據(jù)做備份，另外，這 些計(jì)算機(jī)不要兼做它用，操作中誤刪程序或染上病毒，相當(dāng)難處理。3.6 輔助設(shè)備為了保證儀器的正常工作，每臺(tái)儀器都按需配有不同的輔助設(shè)備，如：氣體凈化機(jī)、除 濕機(jī)、抽風(fēng)、空調(diào)和前面講到的穩(wěn)壓源等，這些輔助設(shè)備工作是否正常，也會(huì)直接或間接地 影響儀器的正常分析。應(yīng)注意檢查：氣體凈化機(jī)催化加熱、再生加熱的爐溫是否正常

17、，抽風(fēng)的風(fēng)量是否減小、 震動(dòng)是否變大，除濕機(jī)的水是否滿了，空調(diào)制冷量是否滿足要求等等。3.7 檢 測(cè) 環(huán)境要求 每臺(tái)儀器對(duì)環(huán)境的溫度、濕度都是有要求的，相對(duì)恒定的溫度、濕度和潔凈的環(huán)境，不 但能有效地提高儀器的穩(wěn)定性，也能減少故障的發(fā)生。潮濕和灰塵是電器故障的一大誘因：儀器中不乏有高壓存在，灰塵加上潮濕是很容易造 成短路放電的，灰塵如進(jìn)入光路中，附著在光學(xué)元件上，則會(huì)直接影響儀器的靈敏度。另外，還要注意防震，儀器的檢測(cè)系統(tǒng)多數(shù)都是精密的光學(xué)系統(tǒng)，是以納米來(lái)定義的， 所以，減少震動(dòng)對(duì)儀器的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性都是很重要的。3.8 易損件及備品 備件 在平常的工作中，應(yīng)經(jīng)常檢查易損元件和消耗品的好壞，如

18、發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時(shí)更換，這樣 才能保證儀器始終工作在一個(gè)最優(yōu)化的狀態(tài)下。專責(zé)人應(yīng)經(jīng)常檢查此類(lèi)備品備件的數(shù)量，保證有一定的儲(chǔ)存，如缺少應(yīng)及時(shí)提前購(gòu)買(mǎi)。4. 儀器的校驗(yàn)、校準(zhǔn)與期間核查儀器要投入使用，其各項(xiàng)指標(biāo)均需合格，這要通過(guò)校準(zhǔn)后才能確定。 儀器的校準(zhǔn)都有詳細(xì)的規(guī)程，要求定期校準(zhǔn)。每次維修后，尤其是測(cè)量系統(tǒng)維修后，也要進(jìn)行校準(zhǔn)，這項(xiàng)工作是必須進(jìn)行的，只有校 準(zhǔn)合格后才能說(shuō)明這臺(tái)儀器可以使用。現(xiàn)在國(guó)家認(rèn)可委要求建立大型分析儀器的期間核查，這項(xiàng)工作的開(kāi)展，是要在較長(zhǎng)的校 驗(yàn)期間內(nèi)，核查儀器的工作狀態(tài)，從而確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此項(xiàng)工作要求各專責(zé)人及時(shí)細(xì)致地完成，如有異常，及時(shí)排查。5. 維修工作 儀器在使用中難免會(huì)出現(xiàn)一些異?，F(xiàn)象。 如是儀器工作條件設(shè)置等有誤，專責(zé)人應(yīng)及時(shí)檢查，予以調(diào)整。 如是儀器故障，就要盡快通知專業(yè)維修人員或儀器公司售后人員進(jìn)行。 在維修中，雖說(shuō)是維修人員在操作，但還是需要專責(zé)人的積極配合，共同探討是否在日 常使用中存在“習(xí)慣性違章操