iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪的常见故障分析与维修

邓福平

摘 要：iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪是一种常见的仪器，在信息技术的发展下，该种设备已经在环境、生物、地质、冶金、工业、医学中得到广泛应用。iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪的结构非常复杂，一旦仪器发生故障，就会停机，严重降低了仪器的使用效率。文章主要分析了iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪常见故障与维修措施。

关键词：iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪；常见故障；维修措施

中图分类号：TH843 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）18-0100-01

电感耦合等离子体质谱仪是一种非常具有冲击力的分析技术，已经在环境、生物、地质、冶金、工业、医学中广泛应用。近年来，各个厂家生产的产品表现出了精密化、小型化的发展趋势，这给操作与维护工作带来了一定的困难，一旦仪器发生故障，就会停机，严重降低了仪器的使用效率。关于iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪的故障分析和维修，很多学者都进行了研究，但主要集中在局部障碍的维修中，本文基于此及实际应用来分析iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪常见故障和维修措施。

1 仪器构成与维修思路

熟悉及掌握仪器结构有利于快速判断故障及理清维修思路。iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪主要包括供电系统、内锁系统、质谱系统、点火系统等四大系统组成，其中供电系统可以为仪器提供需要的电压，尤其是直流电压，内锁系统能够监测仪器运行状态，是一种辅助型系统。质谱系统可以对离子实施过滤、聚焦以及检测工作，下面介绍四大系统的组成。

1.1 供电系统

iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪模块包括ELecs开关、Peliter开关、射频发生器开关、LVDU模块、LAMBDA PSU模块几个部分。

1.2 内锁系统

iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪中的气路模块由相关气路和压力传感器组成，温度传感器为膨胀室温控制模块，循环水模块由水流传感器、循环水机、水流电磁阀等等，门锁为罩关闭模块。真空模块由涡轮分子泵、真空阀、机械真空泵、潘宁真空泵、真空管路组成。控制模块由控制电路板、内置电脑、外置电脑、电缆分配单元、电缆和控制器区域网络组成。

1.3 质谱系统

质谱系统由离子透镜模块、离子提取模块、检测模块、分离模块、分立式打拿级电子倍增器组成。

1.4 点火系统

点火系统包括雾化器、多通道集成蠕动泵、雾室组成，高频模块由普配网络、高频发生器组成，等离子体模块由矩管罩、点火头、屏蔽矩、矩管组成。

在仪器内锁系统中，存在大量的部件，这些部件的正常工作需要满足两个条件，即电压供应政策与部件运行正常，在这些系统中，质谱仪与供电系统是精密的仪器，很容易出现故障，一旦这些故障损坏，必须要进行整理更换。同时，点火系统中虽然模块简单，但是对于运行环境的要求较高，这些系统需要在辅助系统的支持下才能够正常工作，如果出现故障，需要遵循先易后难与先辅后主的维修原则。

2 iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪的常见故

障分析与维修

iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪比较常见的故障出现在内锁系统和点火系统。

2.1 内锁常见故障和维修方式

2.1.1 气路模块故障

如果iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪气路模块出现故障，那么涉及的内容有压力传感器、控制模块、气路连接、气体控制PCB板等等，如果怀疑气路模块出现故障，需要先进行分析排查，看氩气供应与气路连接是不是正常，再检查PCB板上的LED灯运行是否正常，如果灯不亮，那么就需要检查压力传感器，看其电压是不是正常，如果灯不亮，那么就要再次测试两端电压，如果测试结果显示为5 V，那么就说明传感器损坏，需要进行更换。如果电压测试结果为0，那么就说明控制模块损坏，需要维修控制PCB板，如果灯量，则需要将CAN总线重新进行拔插，如果依然失败，则表示PCB板存在错误，需要进行维修或者更换。

2.1.2 循环水模块故障

与循环水模块运行相关的模块有水流电磁阀、水流传感器、循环水机、相关水路、控制模块、LVDU模块。如果怀疑循环水模块出现故障，那么需要在第一时间进行分析和排查，看其中的涡轮分子泵、RF发生器、RF负载线圈、接口锥的运行是否正常，在安装仪器时，需要控制好主机与循环水机之间的间距，将其控制在10 m之内，避免两者垂直落差过大。

在检查时，应该先检查仪器水路，看水路是不是折弯、破损，尤其是在循环水入口位置，需要再三检查水流电磁阀方向，保证链接方向的正确性，再测试循环水机压力。如果测试结果显示压力不足207 kPa，那么就可以断定循环水机已经损坏，需要更换新机；如果压力超过345 kPa，那么说明可能出现了水流堵塞的问题。在检查这一问题时，需要先检查主机和循环水机连接位置，若肉眼能够判别出明显污染，则需要及时更换过滤器，如果电磁阀没有动作，则需要测试两端电压，如果电压数据正常，那么则需要更换电磁阀，如果电磁阀有动作，那么接下来就需要看水流传感器、负载线圈是否正常。

2.1.3 膨胀室温控制模块

与膨胀室温控制模块相关的有膨胀室温控制模块、循环水模块、控制模块几个类型，在分析故障时，需要先检查截取锥与采样锥之间的温度，看能否满足循环水机工作温度，检查温度感应器两端电压，如果电压测试结果显示为24 V，那么说明传感器损坏，如果电压不正常，则基本可以判定控制模块的运行发生问题，要及更刚换PCB板。

2.1.4 真空模块

真空模块有涡轮分子泵、真空阀、真空管路、潘宁真空规、机械真空泵、控制模块几个部分，真空模块的故障常常由于泄漏因素引起，在检查时，需要看真空管路的运行是不是正常，看机械泵泵油有没有失效，重点检查真空规的寿命。

2.2 点火系统故障和维修方式

点火系统故障发出的报警信息有两种，第一种涉及的模块为等离子体模块，第二种涉及的模块有等离子体模块、内锁系统模块、高频模块。对于第一种问题，需要先将屏蔽矩去掉，重新进行点火，如果无误，则说明屏蔽矩出现放电问题，需要及时进行更换，如果工作不正常，则需要减小系统排风量。对于第二种报警信息，需要检查内锁系统的运行是不是正常，特别是要重视等离子体模块的检查。

等离子体诊断是一件非常重要的工作，它对优化等离子体工艺，了解各种等离子体发生机理，确定特定等离子体的参数都起着决定性作用。目前在低温等离子体研究方面，经常采用的诊断手段有探针方法、光谱方法和质谱方法。

3 结 语

总而言之，对于iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪的维修维护建议还是采取预防为主，最好是给设备一个良好的工作环境，还要定期进行维护和保养，及时发现问题并排除掉，这样才能使设备更好地为人们服务。此外，iCAP Q系列电感耦合等离子体质谱仪属于精密设备，应该加强对仪器的理解，熟练掌握其构成，以便仪器能发挥更大的效用。

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