分析儀器維修基礎

分析儀器結構及維護學習情境一分析儀器維護基本知識前言

學習本章節(jié)的目的和任務

一般情況下，我們在使用儀器設備進行分析工作時，如果發(fā)生儀器設備故障通常有兩種解決的辦法：

1、報修、請單位或相關部門專門儀表維修工進行處理；

2、自己動手排除簡單故障。

我們今天學習這門課程的主要目的就是要我們通過學習，對常用的分析儀器設備有一個初步的認識，對它們工作的原理、內部的結構、日常保養(yǎng)和其工作環(huán)境都有所了解，日后我們就不會看到了感到陌生，碰到故障而束手無策，最起碼有一種似曾相識的感覺。我們要做到正常的使用和維護儀器，除了學習儀器的知識外，還必須學習一些維修的基本常識，為介入維修儀器設備作好準備。分析儀器常見的故障

從八十年代中期至今出產的光譜儀和色譜儀大都以微處理機或小型計算機作為控制系統(tǒng)。利用計算機的“自診”功能，操作人員能較快地發(fā)現并排除一些儀器故障。然而，隨著儀器使用時間的增長，某些零部件逐漸老化，性能逐漸下降，常見故障出現的頻率和種類也隨之增加，時常計算機也不能提供明確或詳細的故障信息。此時，儀器更需要專業(yè)維修工程師進行人為調校和維護保養(yǎng)。

使用和放置中引起儀器故障率最大的因素溫度變化；濕度變化；腐蝕性氣體的侵蝕和塵埃的累積。

機械系統(tǒng)溫度可引起機械部分的誤差或性能下降。主要因金屬熱脹冷縮的原理導致波長的偏差和光能的下降。維護保養(yǎng)時應定期加以校正。機內塵埃的聚集將影響機械系統(tǒng)的靈活性、降低各種限位開關、按鍵、光電偶合器的可靠性，必須定期清潔。同時環(huán)境的濕度和腐蝕性氣體可引起機械部件的銹蝕以及金屬鏡面的光潔度下降，影響機械壽命。

光學系統(tǒng)光學系統(tǒng)是分析儀器的核心部分之一，昂貴且易損，要予以特別重視。通常溫度主要造成誤差，處理方法見機械部分；而濕度和腐蝕性氣體以及塵埃造成系統(tǒng)不僅是誤差，甚至是破壞性損傷。因為大多數的光譜和色譜的光學部件如光柵、反射鏡、聚焦鏡等都采用真空鍍鋁工藝，濕度過高以及腐蝕性氣體、塵埃等可造成鋁膜銹蝕，由此產生光能不足、雜散光、噪聲等，甚至儀器停止工作。盡管不少儀器采用了石英窗密封光學系統(tǒng)以及真空鍍鋁表面保護膜，以提高元件壽命，但上述諸因素的影響仍然存在，不可忽視。

電子系統(tǒng)電子器件多以半導體集成電路、各種晶體管為主，對溫度尤為敏感。其壽命和性能都受溫度影響較大，諸如噪聲增加、運行不穩(wěn)定等。安裝儀器時要按說明書要求的工作溫度范圍設定環(huán)境，有條件的應在恒溫環(huán)境下工作，以確保儀器運行的穩(wěn)定性。濕度與腐蝕性氣體以及塵埃等對電子元件的損傷也很大。塵埃堆積過多、濕度過大都可能造成電路受潮、元器件漏電，腐蝕性氣體也會使元器件、電路板生銹變質。漏電和生銹嚴重時，可能造成元器件的損壞，產生許多意想不到的故障，造成儀器非正常工作。

電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)的工作穩(wěn)定與否對儀器的使用有直接的影響。電源系統(tǒng)受溫度、濕度和塵埃的影響相對于儀器的其他部件要小得多，但使其工作不穩(wěn)定的因素有二點：電網電壓的穩(wěn)定性與各類脈沖干擾的程度有關，所以有條件時建議采用穩(wěn)壓電源。常停電的地區(qū)最好使用正弦波UPS，對于周波數不穩(wěn)定的地區(qū)建議采用參數穩(wěn)壓器，因為部分分析儀器中光學部分的斬波器馬達的轉速是與50Hz的電網電源頻率同步的；可靠的地線，最好儀器有自己獨立的地線。普通的地線視其與共電變壓器的距離遠近而存在一定的電壓差和干擾，嚴禁地線與零線共用。

常見維護保養(yǎng)原則

要使儀器正常工作和壽命延長，四季恒濕的儀器室應具備，特別是地處南方地區(qū)的實驗室；其次是恒溫設備的配置，保障環(huán)境和儀器室內衛(wèi)生條件，防塵。值得注意的是大多數電子儀器內部都有散熱風扇以及空氣流通窗口，加之儀器內部的靜電效應產生的吸塵效應，儀器使用一定周期后，內部必然積累一定量的塵埃，最好由維修工程師或在工程師指導下定期開啟儀器外罩對內部進行除塵工作，同時將個發(fā)熱元件的散熱器重新緊固，對光學盒的密封窗口進行清潔，必要時對光路進行校準，對機械部分進行清潔

必要的潤滑，最后，恢復原狀，再進和一些必要的檢測、調校與記錄。經過定期檢點后的儀器性能一般比之前要好，同時也排除一些隱患?？傊?，應意識到儀器也如同我們的機體需要定期地檢點和關照、定期地維護和保養(yǎng)。同時更重要地是要懂得常見故障產生的原因，尋其規(guī)律提前作好防護保養(yǎng)工作。

我們要強調一點，分析儀器的電路結構隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，不但種類繁多，而且日趨復雜、自動化程度越來越高。如果我們要想掌握、使用和維修這些儀器，就必須看懂它們的電路圖，還必須對電子元件有所了解。通常情況下所有儀器設備的故障有80%都是可以很容易的排除的，例如：脫焊、虛焊、掉線、斷線、接觸不良等，只要打開儀器外殼，仔細的檢查，就能很容易的發(fā)現問題。那么，我們將介紹一些電路的組成，然后分別簡述電阻、電容、變壓器、電子管和晶體管等常用電子元器件方面的基礎知識，以使我們對線路有一個較為完整的基本概念，并為常用分析儀器的線路分析和故障排除打好基礎。

一、電路圖的分類無線電電路圖是各種無線電設備的電路，電路是由電源、負載和連接導線所組成，但不管有多復雜的電路，它們都和普通電路還是有許多的最基本的共性，有相同的規(guī)律性可循。常見的有關分析儀器的結構圖有電路原理圖、安裝圖和方框圖三種。

1、電路原理圖它是表示儀器工作原理的，在圖上用符號代表各種電子元件，用連接線表示出各個元件和電路的連接情況，各個元件旁還注有它的規(guī)格數值。

2、安裝圖安裝圖也就是布線圖，用電子原件實際樣子表示的布線圖又叫實體圖。這種圖能讓我們了解整機設計和組成部分之間相互的關系，直觀、明了。

3、方框圖方框圖只能表示了整個儀器設備的大致結構及其組成部分，它只能看出儀器的大致工作原理、說明儀器的輪廓以及類型。二、元器件電阻是為了控制電路中的電流、電壓，或使放大了的電流、電壓表現出它的工作效率，所需要的一種具有一定數值的元件，在電路圖中用“R或r”來表示。

1MΩ=103KΩ=106Ω

常用電阻有：固定電阻、可調電阻、微調電阻、熱敏電阻、光敏電阻等，電阻的類別和型號有很多，就其導體的材料常見的有碳膜電阻，金屬膜電阻，金屬氧化膜電阻和繞線電阻等。它們的外表都標有其阻值及其誤差，有的還標出了電阻的額定功率；另外還有一種表示方法，就是色環(huán)表示法；色別第一色環(huán)第一位數第二色環(huán)第二位數第三色環(huán)應乘位數第四色環(huán)誤差黑001-棕11101-紅22102-橙33103-黃44104-綠55105-蘭66106-紫77107-灰88108-白99109-金--0.1±5%銀--0.01±10%無色---±20%

另外，小型電阻的引線在焊接時，管腳不應小于5mm，剪得太短，則在焊接時的熱量傳入電阻內部，會引起阻值的變化。而額定功率大于10W以上的電阻，應固定在特定的支架上，且有適當的散熱空間，以免溫升過高或烤壞其它元器件。2、電容器電容器我們都很熟悉，它是一個儲存電能的元件，兩塊金屬板相對平行而不相接觸就構成了一個最簡單的電容器，而電容有個最為顯著的特點，那就是電容器能隔直通交。電容器在電路中用“C”來表示，常用下圖表示：特殊功能的三極管

1、場效應管（FET）。是電壓控制器件，它的輸出電流決定于輸入信號電壓的大小.其三個電極分別叫做源極（S極）、柵極（G極）與漏極(D極).2、可控硅（又稱晶閘管）。它由3個PN結4層硅心片和3個電極組成,3個電極分別為陽極（A）、陰極（K）和控制極（G）。

3、光敏三極管（光電三極管）。其主要功能是實現光電轉換。

4、開關三極管。具有較高的開關速度和較好的開關特性，廣泛應用于開關電路中。b)、可變電感線圈，包括可調電感線圈（磁心線圈）和微調電感線圈兩種。其電路中的符號分別為變壓器電容器電阻維修作業(yè)準備和維修時應注意到的幾點事項

1、首先要整理好作業(yè)現場（最好能有良好的接地，以免），把需要修理的物件放在易于拿取的地方，修理工具和檢測儀器放到指定位置上（注：修理前后都需放在指定位置，以免引起二次故障，同時保證修理工具和檢測儀器的準確完好，避免發(fā)生錯誤判斷），準備一個存放碎件的容器，存放象固定用的螺絲釘、焊下的小器件等，以免東西修理好了，器件上的緊固螺絲也掉得差不多了。２、注意儀器的檢修手冊，正確、快速修理。對于這一點，應該是維修工作的一大重點，針對用戶對儀器設備的故障現象的描述，可以幫助我們很快且正確的找到故障點，省心省力。對于儀器設備在保修期以內的故障，不論故障大小，最好是找廠家修理和調試，以免不必要的開銷。如在保修期以外，對主要故障、重大故障也還是如此。

３、一般不要使用含有鹽酸的助焊劑，例如：焊膏，鹽酸中的氯離子人們一般都有稱之為有“無堅不摧”的本領，也就是說它對儀器設備的腐蝕作用是相當厲害的，使用后一定要清理干凈，但我認為如非迫不得已，能不用就不用。通常用得最多的助焊劑就是松香，受熱時它會形成一種還原性氣氛，且相鄰的焊點很近時，它可以保護兩焊點不發(fā)生粘接而牽手，且沒有腐蝕性，又易于除去。４、使用烙鐵時，要注意遠離儀器設備，不能燙壞其它東西（如電線、設備外殼、桌面、甚至是自身的衣服或皮膚），同時注意其工作時自身的安全性，例如從桌面上掉落而摔壞。焊接作業(yè)后，要檢查一下焊好的元件，輕輕的拔一下，看是否有松動，焊后的焊料是否有手刺、峰尖，相鄰的端子是否靠得太近，可否有短路的可能等，同時仔細清除所有焊接廢料以防止留下隱患。

５、焊接電子元器件時，合理的焊接時間相當重要。一般對普通的元器件進行焊接時，用金屬鑷子夾住管腳散熱，使用盡可能短的時間，不會有什么問題，但有些元器件則要特別注意，焊接時間不得超過5秒，否則元器件將被燙壞，造成了不必要的損失。６、線材處理各種導線在進行焊接時都有可能要進行適當的處理。導線或電子元器件在焊接前，導線或管腳的表面是多少都會有少量的氧化層，工廠里有專門的線材處理工，其主要任務就是用諸如斷鋼鋸條等利器刮去表面氧化層，然后沾上少許如松香之類的助焊劑后交付流水線投入使用。

剝線時要注意不要破壞內芯線，且不要使導線裸露太長，接線時如用螺釘固定，則彎曲的方向要和緊固螺絲的旋轉方向一致，如有需要最好加上防止松動的彈簧墊圈（指單股線）。如是多股線芯，則緊固時要讓開線頭面，以防止松動，另外，接好線后，最好把線頭處點焊一下，以防止意外短路、尖端放電等現象產生。分析儀器結構及維護緒論1、什么是分析儀器分析儀器是研究和檢測物質的化學成份、結構和某些物理特性的一類儀器。2、分析儀器與儀器分析的關系：分析儀器是分析化學中儀器分析方法所使用的儀器。儀器分析則是一種分析方法。隨著它的開發(fā)和新技術的應用，人們又研制出了更多的性能優(yōu)越、用途更廣的分析儀器，而這又促進了人們在實踐中獲得了更多的新的分析方法，由此可見它們之間是相輔相成、相互依賴、相互促進和發(fā)展的。3、分析儀器課程的任務從儀器的內部結構出發(fā)，探討分析儀器的各個組成部分的原理、作用和使用維護常識，故障的判別和簡單故障的排除方法，掌握各類分析儀器的特性，合理調節(jié)各項參數，使儀器處于最佳工作狀態(tài)。4、分析儀器的特點及一般結構⑴儀器的種類較多，涉及的原理較多，滲透的領域也較廣；⑵多種分析儀器可以同時測量同一個參數；⑶各組件加工工藝復雜，技術要求高。各儀器的精度、可靠性等體現了現代高科技和新技術的偉大成就。5、對分析儀器的一般要求：靈敏度要高、穩(wěn)定性要好、線性范圍要寬、選擇性要好、精度要高、響應速度要快等，而且還需要自動化、智能化。體積要小、重量要輕，便于攜帶。

6、分析儀器的一般結構由以下四大基本部分所組成：（1）信息源（包括：樣品的采集與處理系統(tǒng)、組份的解析與分離系統(tǒng)）（2）測量系統(tǒng)（即測量、檢測與傳感系統(tǒng)，是對非電量的接受、轉換和放大指示、信號處理與顯示系統(tǒng)、數據處理與數據庫等）（3）供電系統(tǒng)（供轉換器、放大器、指示器等的高、低電壓交直流電源）（4）機械系統(tǒng)（是指儀器的機械機構和結構，以及其它各種機械裝置）7、儀器的主要性能指標：（1）靈敏度（2）精度和誤差（