分析仪器维修基础

分析仪器结构及维护学习情境一分析仪器维护基本知识前言

学习本章节的目的和任务

一般情况下，我们在使用仪器设备进行分析工作时，如果发生仪器设备故障通常有两种解决的办法：

1、报修、请单位或相关部门专门仪表维修工进行处理；

2、自己动手排除简单故障。

我们今天学习这门课程的主要目的就是要我们通过学习，对常用的分析仪器设备有一个初步的认识，对它们工作的原理、内部的结构、日常保养和其工作环境都有所了解，日后我们就不会看到了感到陌生，碰到故障而束手无策，最起码有一种似曾相识的感觉。我们要做到正常的使用和维护仪器，除了学习仪器的知识外，还必须学习一些维修的基本常识，为介入维修仪器设备作好准备。分析仪器常见的故障

从八十年代中期至今出产的光谱仪和色谱仪大都以微处理机或小型计算机作为控制系统。利用计算机的“自诊”功能，操作人员能较快地发现并排除一些仪器故障。然而，随着仪器使用时间的增长，某些零部件逐渐老化，性能逐渐下降，常见故障出现的频率和种类也随之增加，时常计算机也不能提供明确或详细的故障信息。此时，仪器更需要专业维修工程师进行人为调校和维护保养。

使用和放置中引起仪器故障率最大的因素温度变化；湿度变化；腐蚀性气体的侵蚀和尘埃的累积。

机械系统温度可引起机械部分的误差或性能下降。主要因金属热胀冷缩的原理导致波长的偏差和光能的下降。维护保养时应定期加以校正。机内尘埃的聚集将影响机械系统的灵活性、降低各种限位开关、按键、光电偶合器的可靠性，必须定期清洁。同时环境的湿度和腐蚀性气体可引起机械部件的锈蚀以及金属镜面的光洁度下降，影响机械寿命。

光学系统光学系统是分析仪器的核心部分之一，昂贵且易损，要予以特别重视。通常温度主要造成误差，处理方法见机械部分；而湿度和腐蚀性气体以及尘埃造成系统不仅是误差，甚至是破坏性损伤。因为大多数的光谱和色谱的光学部件如光栅、反射镜、聚焦镜等都采用真空镀铝工艺，湿度过高以及腐蚀性气体、尘埃等可造成铝膜锈蚀，由此产生光能不足、杂散光、噪声等，甚至仪器停止工作。尽管不少仪器采用了石英窗密封光学系统以及真空镀铝表面保护膜，以提高元件寿命，但上述诸因素的影响仍然存在，不可忽视。

电子系统电子器件多以半导体集成电路、各种晶体管为主，对温度尤为敏感。其寿命和性能都受温度影响较大，诸如噪声增加、运行不稳定等。安装仪器时要按说明书要求的工作温度范围设定环境，有条件的应在恒温环境下工作，以确保仪器运行的稳定性。湿度与腐蚀性气体以及尘埃等对电子元件的损伤也很大。尘埃堆积过多、湿度过大都可能造成电路受潮、元器件漏电，腐蚀性气体也会使元器件、电路板生锈变质。漏电和生锈严重时，可能造成元器件的损坏，产生许多意想不到的故障，造成仪器非正常工作。

电源系统电源系统的工作稳定与否对仪器的使用有直接的影响。电源系统受温度、湿度和尘埃的影响相对于仪器的其他部件要小得多，但使其工作不稳定的因素有二点：电网电压的稳定性与各类脉冲干扰的程度有关，所以有条件时建议采用稳压电源。常停电的地区最好使用正弦波UPS，对于周波数不稳定的地区建议采用参数稳压器，因为部分分析仪器中光学部分的斩波器马达的转速是与50Hz的电网电源频率同步的；可靠的地线，最好仪器有自己独立的地线。普通的地线视其与共电变压器的距离远近而存在一定的电压差和干扰，严禁地线与零线共用。

常见维护保养原则

要使仪器正常工作和寿命延长，四季恒湿的仪器室应具备，特别是地处南方地区的实验室；其次是恒温设备的配置，保障环境和仪器室内卫生条件，防尘。值得注意的是大多数电子仪器内部都有散热风扇以及空气流通窗口，加之仪器内部的静电效应产生的吸尘效应，仪器使用一定周期后，内部必然积累一定量的尘埃，最好由维修工程师或在工程师指导下定期开启仪器外罩对内部进行除尘工作，同时将个发热元件的散热器重新紧固，对光学盒的密封窗口进行清洁，必要时对光路进行校准，对机械部分进行清洁

必要的润滑，最后，恢复原状，再进和一些必要的检测、调校与记录。经过定期检点后的仪器性能一般比之前要好，同时也排除一些隐患。总之，应意识到仪器也如同我们的机体需要定期地检点和关照、定期地维护和保养。同时更重要地是要懂得常见故障产生的原因，寻其规律提前作好防护保养工作。

我们要强调一点，分析仪器的电路结构随着电子工业的飞速发展，不但种类繁多，而且日趋复杂、自动化程度越来越高。如果我们要想掌握、使用和维修这些仪器，就必须看懂它们的电路图，还必须对电子元件有所了解。通常情况下所有仪器设备的故障有80%都是可以很容易的排除的，例如：脱焊、虚焊、掉线、断线、接触不良等，只要打开仪器外壳，仔细的检查，就能很容易的发现问题。那么，我们将介绍一些电路的组成，然后分别简述电阻、电容、变压器、电子管和晶体管等常用电子元器件方面的基础知识，以使我们对线路有一个较为完整的基本概念，并为常用分析仪器的线路分析和故障排除打好基础。

一、电路图的分类无线电电路图是各种无线电设备的电路，电路是由电源、负载和连接导线所组成，但不管有多复杂的电路，它们都和普通电路还是有许多的最基本的共性，有相同的规律性可循。常见的有关分析仪器的结构图有电路原理图、安装图和方框图三种。

1、电路原理图它是表示仪器工作原理的，在图上用符号代表各种电子元件，用连接线表示出各个元件和电路的连接情况，各个元件旁还注有它的规格数值。

2、安装图安装图也就是布线图，用电子原件实际样子表示的布线图又叫实体图。这种图能让我们了解整机设计和组成部分之间相互的关系，直观、明了。

3、方框图方框图只能表示了整个仪器设备的大致结构及其组成部分，它只能看出仪器的大致工作原理、说明仪器的轮廓以及类型。二、元器件电阻是为了控制电路中的电流、电压，或使放大了的电流、电压表现出它的工作效率，所需要的一种具有一定数值的元件，在电路图中用“R或r”来表示。

1MΩ=103KΩ=106Ω

常用电阻有：固定电阻、可调电阻、微调电阻、热敏电阻、光敏电阻等，电阻的类别和型号有很多，就其导体的材料常见的有碳膜电阻，金属膜电阻，金属氧化膜电阻和绕线电阻等。它们的外表都标有其阻值及其误差，有的还标出了电阻的额定功率；另外还有一种表示方法，就是色环表示法；色别第一色环第一位数第二色环第二位数第三色环应乘位数第四色环误差黑001-棕11101-红22102-橙33103-黄44104-绿55105-兰66106-紫77107-灰88108-白99109-金--0.1±5%银--0.01±10%无色---±20%

另外，小型电阻的引线在焊接时，管脚不应小于5mm，剪得太短，则在焊接时的热量传入电阻内部，会引起阻值的变化。而额定功率大于10W以上的电阻，应固定在特定的支架上，且有适当的散热空间，以免温升过高或烤坏其它元器件。2、电容器电容器我们都很熟悉，它是一个储存电能的元件，两块金属板相对平行而不相接触就构成了一个最简单的电容器，而电容有个最为显著的特点，那就是电容器能隔直通交。电容器在电路中用“C”来表示，常用下图表示：特殊功能的三极管

1、场效应管（FET）。是电压控制器件，它的输出电流决定于输入信号电压的大小.其三个电极分别叫做源极（S极）、栅极（G极）与漏极(D极).2、可控硅（又称晶闸管）。它由3个PN结4层硅心片和3个电极组成,3个电极分别为阳极（A）、阴极（K）和控制极（G）。

3、光敏三极管（光电三极管）。其主要功能是实现光电转换。

4、开关三极管。具有较高的开关速度和较好的开关特性，广泛应用于开关电路中。b)、可变电感线圈，包括可调电感线圈（磁心线圈）和微调电感线圈两种。其电路中的符号分别为变压器电容器电阻维修作业准备和维修时应注意到的几点事项

1、首先要整理好作业现场（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，修理工具和检测仪器放到指定位置上（注：修理前后都需放在指定位置，以免引起二次故障，同时保证修理工具和检测仪器的准确完好，避免发生错误判断），准备一个存放碎件的容器，存放象固定用的螺丝钉、焊下的小器件等，以免东西修理好了，器件上的紧固螺丝也掉得差不多了。２、注意仪器的检修手册，正确、快速修理。对于这一点，应该是维修工作的一大重点，针对用户对仪器设备的故障现象的描述，可以帮助我们很快且正确的找到故障点，省心省力。对于仪器设备在保修期以内的故障，不论故障大小，最好是找厂家修理和调试，以免不必要的开销。如在保修期以外，对主要故障、重大故障也还是如此。

３、一般不要使用含有盐酸的助焊剂，例如：焊膏，盐酸中的氯离子人们一般都有称之为有“无坚不摧”的本领，也就是说它对仪器设备的腐蚀作用是相当厉害的，使用后一定要清理干净，但我认为如非迫不得已，能不用就不用。通常用得最多的助焊剂就是松香，受热时它会形成一种还原性气氛，且相邻的焊点很近时，它可以保护两焊点不发生粘接而牵手，且没有腐蚀性，又易于除去。４、使用烙铁时，要注意远离仪器设备，不能烫坏其它东西（如电线、设备外壳、桌面、甚至是自身的衣服或皮肤），同时注意其工作时自身的安全性，例如从桌面上掉落而摔坏。焊接作业后，要检查一下焊好的元件，轻轻的拔一下，看是否有松动，焊后的焊料是否有手刺、峰尖，相邻的端子是否靠得太近，可否有短路的可能等，同时仔细清除所有焊接废料以防止留下隐患。

５、焊接电子元器件时，合理的焊接时间相当重要。一般对普通的元器件进行焊接时，用金属镊子夹住管脚散热，使用尽可能短的时间，不会有什么问题，但有些元器件则要特别注意，焊接时间不得超过5秒，否则元器件将被烫坏，造成了不必要的损失。６、线材处理各种导线在进行焊接时都有可能要进行适当的处理。导线或电子元器件在焊接前，导线或管脚的表面是多少都会有少量的氧化层，工厂里有专门的线材处理工，其主要任务就是用诸如断钢锯条等利器刮去表面氧化层，然后沾上少许如松香之类的助焊剂后交付流水线投入使用。

剥线时要注意不要破坏内芯线，且不要使导线裸露太长，接线时如用螺钉固定，则弯曲的方向要和紧固螺丝的旋转方向一致，如有需要最好加上防止松动的弹簧垫圈（指单股线）。如是多股线芯，则紧固时要让开线头面，以防止松动，另外，接好线后，最好把线头处点焊一下，以防止意外短路、尖端放电等现象产生。分析仪器结构及维护绪论1、什么是分析仪器分析仪器是研究和检测物质的化学成份、结构和某些物理特性的一类仪器。2、分析仪器与仪器分析的关系：分析仪器是分析化学中仪器分析方法所使用的仪器。仪器分析则是一种分析方法。随着它的开发和新技术的应用，人们又研制出了更多的性能优越、用途更广的分析仪器，而这又促进了人们在实践中获得了更多的新的分析方法，由此可见它们之间是相辅相成、相互依赖、相互促进和发展的。3、分析仪器课程的任务从仪器的内部结构出发，探讨分析仪器的各个组成部分的原理、作用和使用维护常识，故障的判别和简单故障的排除方法，掌握各类分析仪器的特性，合理调节各项参数，使仪器处于最佳工作状态。4、分析仪器的特点及一般结构⑴仪器的种类较多，涉及的原理较多，渗透的领域也较广；⑵多种分析仪器可以同时测量同一个参数；⑶各组件加工工艺复杂，技术要求高。各仪器的精度、可靠性等体现了现代高科技和新技术的伟大成就。5、对分析仪器的一般要求：灵敏度要高、稳定性要好、线性范围要宽、选择性要好、精度要高、响应速度要快等，而且还需要自动化、智能化。体积要小、重量要轻，便于携带。

6、分析仪器的一般结构由以下四大基本部分所组成：（1）信息源（包括：样品的采集与处理系统、组份的解析与分离系统）（2）测量系统（即测量、检测与传感系统，是对非电量的接受、转换和放大指示、信号处理与显示系统、数据处理与数据库等）（3）供电系统（供转换器、放大器、指示器等的高、低电压交直流电源）（4）机械系统（是指仪器的机械机构和结构，以及其它各种机械装置）7、仪器的主要性能指标：（1）灵敏度（2）精度和误差（