分析儀器維修基礎(chǔ)

分析儀器結(jié)構(gòu)及維護(hù)學(xué)習(xí)情境一分析儀器維護(hù)基本知識(shí)前言

學(xué)習(xí)本章節(jié)的目的和任務(wù)

一般情況下，我們?cè)谑褂脙x器設(shè)備進(jìn)行分析工作時(shí)，如果發(fā)生儀器設(shè)備故障通常有兩種解決的辦法：

1、報(bào)修、請(qǐng)單位或相關(guān)部門專門儀表維修工進(jìn)行處理；

2、自己動(dòng)手排除簡(jiǎn)單故障。

我們今天學(xué)習(xí)這門課程的主要目的就是要我們通過學(xué)習(xí)，對(duì)常用的分析儀器設(shè)備有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，對(duì)它們工作的原理、內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、日常保養(yǎng)和其工作環(huán)境都有所了解，日后我們就不會(huì)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(shí)的感覺。我們要做到正常的使用和維護(hù)儀器，除了學(xué)習(xí)儀器的知識(shí)外，還必須學(xué)習(xí)一些維修的基本常識(shí)，為介入維修儀器設(shè)備作好準(zhǔn)備。分析儀器常見的故障

從八十年代中期至今出產(chǎn)的光譜儀和色譜儀大都以微處理機(jī)或小型計(jì)算機(jī)作為控制系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)的“自診”功能，操作人員能較快地發(fā)現(xiàn)并排除一些儀器故障。然而，隨著儀器使用時(shí)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(xiàn)的頻率和種類也隨之增加，時(shí)常計(jì)算機(jī)也不能提供明確或詳細(xì)的故障信息。此時(shí)，儀器更需要專業(yè)維修工程師進(jìn)行人為調(diào)校和維護(hù)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(jī)械系統(tǒng)溫度可引起機(jī)械部分的誤差或性能下降。主要因金屬熱脹冷縮的原理導(dǎo)致波長的偏差和光能的下降。維護(hù)保養(yǎng)時(shí)應(yīng)定期加以校正。機(jī)內(nèi)塵埃的聚集將影響機(jī)械系統(tǒng)的靈活性、降低各種限位開關(guān)、按鍵、光電偶合器的可靠性，必須定期清潔。同時(shí)環(huán)境的濕度和腐蝕性氣體可引起機(jī)械部件的銹蝕以及金屬鏡面的光潔度下降，影響機(jī)械壽命。

光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)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(jī)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?yàn)榇蠖鄶?shù)的光譜和色譜的光學(xué)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(chǎn)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(xué)系統(tǒng)以及真空鍍鋁表面保護(hù)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(dǎo)體集成電路、各種晶體管為主，對(duì)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(yùn)行不穩(wěn)定等。安裝儀器時(shí)要按說明書要求的工作溫度范圍設(shè)定環(huán)境，有條件的應(yīng)在恒溫環(huán)境下工作，以確保儀器運(yùn)行的穩(wěn)定性。濕度與腐蝕性氣體以及塵埃等對(duì)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(huì)使元器件、電路板生銹變質(zhì)。漏電和生銹嚴(yán)重時(shí)，可能造成元器件的損壞，產(chǎn)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(duì)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(duì)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(diǎn)：電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性與各類脈沖干擾的程度有關(guān)，所以有條件時(shí)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(duì)于周波數(shù)不穩(wěn)定的地區(qū)建議采用參數(shù)穩(wěn)壓器，因?yàn)椴糠址治鰞x器中光學(xué)部分的斬波器馬達(dá)的轉(zhuǎn)速是與50Hz的電網(wǎng)電源頻率同步的；可靠的地線，最好儀器有自己獨(dú)立的地線。普通的地線視其與共電變壓器的距離遠(yuǎn)近而存在一定的電壓差和干擾，嚴(yán)禁地線與零線共用。

常見維護(hù)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(yīng)具備，特別是地處南方地區(qū)的實(shí)驗(yàn)室；其次是恒溫設(shè)備的配置，保障環(huán)境和儀器室內(nèi)衛(wèi)生條件，防塵。值得注意的是大多數(shù)電子儀器內(nèi)部都有散熱風(fēng)扇以及空氣流通窗口，加之儀器內(nèi)部的靜電效應(yīng)產(chǎn)生的吸塵效應(yīng)，儀器使用一定周期后，內(nèi)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(dǎo)下定期開啟儀器外罩對(duì)內(nèi)部進(jìn)行除塵工作，同時(shí)將個(gè)發(fā)熱元件的散熱器重新緊固，對(duì)光學(xué)盒的密封窗口進(jìn)行清潔，必要時(shí)對(duì)光路進(jìn)行校準(zhǔn)，對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行清潔

必要的潤滑，最后，恢復(fù)原狀，再進(jìn)和一些必要的檢測(cè)、調(diào)校與記錄。經(jīng)過定期檢點(diǎn)后的儀器性能一般比之前要好，同時(shí)也排除一些隱患?？傊?，應(yīng)意識(shí)到儀器也如同我們的機(jī)體需要定期地檢點(diǎn)和關(guān)照、定期地維護(hù)和保養(yǎng)。同時(shí)更重要地是要懂得常見故障產(chǎn)生的原因，尋其規(guī)律提前作好防護(hù)保養(yǎng)工作。

我們要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，分析儀器的電路結(jié)構(gòu)隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，不但種類繁多，而且日趨復(fù)雜、自動(dòng)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(duì)電子元件有所了解。通常情況下所有儀器設(shè)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(xì)的檢查，就能很容易的發(fā)現(xiàn)問題。那么，我們將介紹一些電路的組成，然后分別簡(jiǎn)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(chǔ)知識(shí)，以使我們對(duì)線路有一個(gè)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(chǔ)。

一、電路圖的分類無線電電路圖是各種無線電設(shè)備的電路，電路是由電源、負(fù)載和連接導(dǎo)線所組成，但不管有多復(fù)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(guān)分析儀器的結(jié)構(gòu)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(hào)代表各種電子元件，用連接線表示出各個(gè)元件和電路的連接情況，各個(gè)元件旁還注有它的規(guī)格數(shù)值。

2、安裝圖安裝圖也就是布線圖，用電子原件實(shí)際樣子表示的布線圖又叫實(shí)體圖。這種圖能讓我們了解整機(jī)設(shè)計(jì)和組成部分之間相互的關(guān)系，直觀、明了。

3、方框圖方框圖只能表示了整個(gè)儀器設(shè)備的大致結(jié)構(gòu)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(xiàn)出它的工作效率，所需要的一種具有一定數(shù)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(diào)電阻、微調(diào)電阻、熱敏電阻、光敏電阻等，電阻的類別和型號(hào)有很多，就其導(dǎo)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(biāo)有其阻值及其誤差，有的還標(biāo)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(shù)第二色環(huán)第二位數(shù)第三色環(huán)應(yīng)乘位數(shù)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(shí)，管腳不應(yīng)小于5mm，剪得太短，則在焊接時(shí)的熱量傳入電阻內(nèi)部，會(huì)引起阻值的變化。而額定功率大于10W以上的電阻，應(yīng)固定在特定的支架上，且有適當(dāng)?shù)纳峥臻g，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(gè)儲(chǔ)存電能的元件，兩塊金屬板相對(duì)平行而不相接觸就構(gòu)成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器，而電容有個(gè)最為顯著的特點(diǎn)，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(chǎng)效應(yīng)管（FET）。是電壓控制器件，它的輸出電流決定于輸入信號(hào)電壓的大小.其三個(gè)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(gè)PN結(jié)4層硅心片和3個(gè)電極組成,3個(gè)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(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。

4、開關(guān)三極管。具有較高的開關(guān)速度和較好的開關(guān)特性，廣泛應(yīng)用于開關(guān)電路中。b)、可變電感線圈，包括可調(diào)電感線圈（磁心線圈）和微調(diào)電感線圈兩種。其電路中的符號(hào)分別為變壓器電容器電阻維修作業(yè)準(zhǔn)備和維修時(shí)應(yīng)注意到的幾點(diǎn)事項(xiàng)

1、首先要整理好作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)（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(cè)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(shí)保證修理工具和檢測(cè)儀器的準(zhǔn)確完好，避免發(fā)生錯(cuò)誤判斷），準(zhǔn)備一個(gè)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(cè)，正確、快速修理。對(duì)于這一點(diǎn)，應(yīng)該是維修工作的一大重點(diǎn)，針對(duì)用戶對(duì)儀器設(shè)備的故障現(xiàn)象的描述，可以幫助我們很快且正確的找到故障點(diǎn)，省心省力。對(duì)于儀器設(shè)備在保修期以內(nèi)的故障，不論故障大小，最好是找廠家修理和調(diào)試，以免不必要的開銷。如在保修期以外，對(duì)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(jiān)不摧”的本領(lǐng)，也就是說它對(duì)儀器設(shè)備的腐蝕作用是相當(dāng)厲害的，使用后一定要清理干凈，但我認(rèn)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(shí)它會(huì)形成一種還原性氣氛，且相鄰的焊點(diǎn)很近時(shí)，它可以保護(hù)兩焊點(diǎn)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(shí)，要注意遠(yuǎn)離儀器設(shè)備，不能燙壞其它東西（如電線、設(shè)備外殼、桌面、甚至是自身的衣服或皮膚），同時(shí)注意其工作時(shí)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(dòng)，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(shí)仔細(xì)清除所有焊接廢料以防止留下隱患。

５、焊接電子元器件時(shí)，合理的焊接時(shí)間相當(dāng)重要。一般對(duì)普通的元器件進(jìn)行焊接時(shí)，用金屬鑷子夾住管腳散熱，使用盡可能短的時(shí)間，不會(huì)有什么問題，但有些元器件則要特別注意，焊接時(shí)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(dǎo)線在進(jìn)行焊接時(shí)都有可能要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。?dǎo)線或電子元器件在焊接前，導(dǎo)線或管腳的表面是多少都會(huì)有少量的氧化層，工廠里有專門的線材處理工，其主要任務(wù)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(shí)要注意不要破壞內(nèi)芯線，且不要使導(dǎo)線裸露太長，接線時(shí)如用螺釘固定，則彎曲的方向要和緊固螺絲的旋轉(zhuǎn)方向一致，如有需要最好加上防止松動(dòng)的彈簧墊圈（指單股線）。如是多股線芯，則緊固時(shí)要讓開線頭面，以防止松動(dòng)，另外，接好線后，最好把線頭處點(diǎn)焊一下，以防止意外短路、尖端放電等現(xiàn)象產(chǎn)生。分析儀器結(jié)構(gòu)及維護(hù)緒論1、什么是分析儀器分析儀器是研究和檢測(cè)物質(zhì)的化學(xué)成份、結(jié)構(gòu)和某些物理特性的一類儀器。2、分析儀器與儀器分析的關(guān)系：分析儀器是分析化學(xué)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(shù)的應(yīng)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(jìn)了人們?cè)趯?shí)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(jìn)和發(fā)展的。3、分析儀器課程的任務(wù)從儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā)，探討分析儀器的各個(gè)組成部分的原理、作用和使用維護(hù)常識(shí)，故障的判別和簡(jiǎn)單故障的排除方法，掌握各類分析儀器的特性，合理調(diào)節(jié)各項(xiàng)參數(shù)，使儀器處于最佳工作狀態(tài)。4、分析儀器的特點(diǎn)及一般結(jié)構(gòu)⑴儀器的種類較多，涉及的原理較多，滲透的領(lǐng)域也較廣；⑵多種分析儀器可以同時(shí)測(cè)量同一個(gè)參數(shù)；⑶各組件加工工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高。各儀器的精度、可靠性等體現(xiàn)了現(xiàn)代高科技和新技術(shù)的偉大成就。5、對(duì)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(yīng)速度要快等，而且還需要自動(dòng)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(jié)構(gòu)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(cè)量系統(tǒng)（即測(cè)量、檢測(cè)與傳感系統(tǒng)，是對(duì)非電量的接受、轉(zhuǎn)換和放大指示、信號(hào)處理與顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)庫等）（3）供電系統(tǒng)（供轉(zhuǎn)換器、放大器、指示器等的高、低電壓交直流電源）（4）機(jī)械系統(tǒng)（是指儀器的機(jī)械機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)，以及其它各種機(jī)械裝置）7、儀器的主要性能指標(biāo)：（1）靈敏度（2）精度和誤差（