陈守剑
(福建省测试技术研究所,福州 350003)
752C型紫外可见分光光度计是上海第三分析仪器厂研制的使用波长可扩展到紫外区域的中级型仪器,其波长范围在200nm~800nm。仪器采用平面衍射光栅作为色散元件,保证了波长精度,同时仪器还设置了八档灵敏度开关,能满足对不同物质不同波长的测试。波长范围宽、灵敏高、使用操作简单、价格便宜,这些优点使752C成为分析行业中最重要的质量控制仪器之一,广泛应用于化工、药品、生化、冶金、轻工业、材料、环保、医学化验等行业。
在多年的维修工作中,笔者经常会碰到一些752C的仪器故障,把其中几个较为典型的例子拿出来与大家共同探讨。
例1.钨灯能量不够
故障检查:按下“电源”开关以及打开仪器后背部的“钨灯”开关,确认试样室内无任何样品、盖门闭合的情况下,选择好测试波长(580nm),置灵敏度旋钮于“1”档,选择开关置于“T”,100%T调到最大,仪器不能达到满度。
故障处理:
①卸下仪器盖板,仔细观察光源灯室[1],在钨灯[1]点亮的情况下,发现钨灯发出的光经聚光镜[1]聚光后并没有投向进狭缝[1],稍稍有些偏离,且钨灯的灯丝方向与进狭缝的方向也不一致(如图1所示)。
②关掉仪器后背钨灯开关,松开图1中的两个紧固螺丝,即可更换钨灯。换好钨灯后,开启钨灯开关,稍微拧松4个灯座定位螺丝,可调整钨灯上、下、左、右的位置,直到光斑打满进狭缝。注意:光斑上、下的位置也可通过改变钨灯灯脚插入灯座的深浅度来调整;左、右的位置也可通过旋转聚光镜的角度来调整,只是如果调整了聚光镜的角度,氢灯经聚光镜聚光后的光斑位置也会发生变化,因此如果只是钨灯光斑偏离进狭缝,氢灯光路正常,就尽量不调整聚光镜。
图1 光斑在狭缝上的正确位置示意图及钨灯安装结构图
③关机,装上仪器盖板,重新开机,仪器满度调整正常。
故障分析:此故障是由用户在更换钨灯时,没有注意到所更换的钨灯灯丝方向不同导致的。注意:在每次更换钨灯前,要先用万用表测量钨灯灯座上电压,一般不超过12V,才能进行更换;若是发现电压超过12V,得先排除电路故障,以免烧毁钨灯;每次更换完钨灯后,都要调整钨灯的上、下、左、右位置,以确保光斑打满进狭缝。
光学系统[1]图见图2。
图2 光学系统图
例2.仪器能量低,全波长都无法调满度[1]
故障检查:开机,打开试样室盖门,用白纸遮挡光路,旋转波长手轮,全波段都观察不到光斑。
故障处理:
①卸下仪器盖板,旋转波长手轮,在580nm和220nm处分别观察光源灯室,发现钨灯和氢气灯发出的光经聚光镜聚光后都偏离了进狭缝。
②当钨灯和氢灯的光斑都偏离光路时,建议首先调整钨灯的位置,使其光斑先投向进狭缝。旋转波长手轮至580nm处,松开钨灯灯脚的两个紧固螺丝,通过改变灯脚插入灯座的深浅度来调整光斑的上下位置;稍稍松开聚光镜的定位螺丝,旋转聚光镜可调整光斑的左右位置,直到钨灯光斑打满进狭缝,旋紧定位螺丝,钨灯入射光路调整完成。
③接着调整氢灯,氢灯安装结构图如图3所示。旋转波长手轮至220nm处,稍稍松开夹紧螺钉,旋转氢灯角度,将照射孔的位置朝向截止滤光片组的扇形反光镜,接着通过改变发射孔的高度位置来调整氢灯光斑的上下位置,调好上下位置后拧紧夹紧螺钉;拧松截止滤光片组的定位螺丝,通过移动滤光片组可调整氢灯光斑的左右位置(滤光片组通过螺丝固定在波长联动轴上),直到氢灯光斑打满进狭缝,拧紧截止滤光片组的固定螺丝,氢灯入射光路调整完成。注意:在触碰点亮的氢灯和钨灯时,需带着手套操作[2],以免烫伤皮肤。
图3 氢灯安装结构图
④重新观察试样室中的白纸,旋转波长手轮,全波段可明显观察到光斑,但是拿开遮挡光路的白纸后发现,从单色器[3]出来的光斑并没有完全投向试样室[3]左侧的透光孔[3],光斑位置偏下。此时需要通过调节准直镜[3]背面的细牙调节螺钉[3],来改变光斑的上下位置。准直镜部件如图4所示,其细牙调节螺钉固定在单色器的外部,卸下仪器的右盖板即可看到。三个螺钉中,调节上下两个螺钉都可改变出射光斑的上下位置,调后使光斑完全投向试样室左侧的透光孔。注意:调节中间的螺钉可改变聚焦后的光谱在出狭缝[3]上的位置。
图4 准直镜组件
⑤重新关开机,仪器能量正常,问题解决。
例3.波长精度偏差导致测光不准
故障检查:开机后波长选择580nm,打开试样室盖门,用白纸遮挡光路观察光斑,光斑为红色,说明波长精度偏差大。
故障处理:
①卸下波长手轮,打开波长刻度盘上的盖板,波长刻度盘如图5所示。
图5 波长刻度盘定位示意
②慢慢转动刻度盘,同时观察试样室中白纸上的光斑,直到出现均匀明亮的黄色光斑为止。
③拧松3个定位螺丝,适当改变刻度盘面板的位置,使波长指示置于580nm,再小心拧紧定位螺丝。注意:拧完螺丝后要确保在580nm时,白纸上的光斑为均匀明亮的黄色(代表着此时波长的精度误差在±5nm以内),否则需再次调整刻度盘面板的位置。
④拿出白纸,把选择开关置于“T”,置灵敏度旋钮于“1”档,利用镨钕滤光片的586nm特征吸收峰(图6为镨钕滤光片吸收光谱曲线),通过逐点测试法(即把镨钕滤光片当作试样放进比色皿架置入光路,空气为参比,转动波长刻度盘,自580nm至591nm每隔1nm读取一次透光度)来进行752C的波长校准。若测试的结果为589nm处透光度值最小,则波长偏差为589nm-586nm=3nm。
图6 镨钕滤光片吸收光谱曲线
⑤转动波长至589nm(此时仪器的实际波长为586nm),再次拧松刻度盘3个定位螺丝,调节刻度指示值为586 nm,再小心拧紧定位螺丝,波长校准完成。
故障分析:仪器在搬动、振动或工作数月后,波长都有可能发生偏移,都要对波长进行校准。
例4.氢灯点不亮
故障检查:开机后按下氢灯触发按钮,氢灯不能正常点亮。卸下仪器盖板,观察到在按下触发按钮时,氢灯丝没有发亮、发红的现象(正常状态下按下触发按钮,灯丝应发亮、发红,接着释放按钮,氢灯启辉,同时灯丝熄灭)。氢灯恒流电源原理图见图7。
图7 氢灯恒流电源电路原理图
故障处理:
①在按下氢灯触发按钮的同时,用万用表检查氢灯的灯丝(通过两根黑色引线引出)电压,电压为零,正常状态下灯丝电压应为交流5V左右。
②在图7中,氢灯恒流电路包括氢灯触发启辉电路及氢灯电流稳流器二部分。其中,触发电路采用可控硅触发器,当按下触发按钮6AN时,交流10V通过6BG9及6C5整流滤波给可控硅一个触发信号,可控硅即刻导通,氢灯灯丝通电点亮,与此同时氢灯启辉电源电压200V经整流后对6C1充电。当触发按钮释放时,此电压与交流130V经桥式整流电容滤波的电压迭加使氢灯启辉,可控硅自动阻断,灯丝熄灭。此时氢灯电流由交流130V经整流滤波后供给。由上述分析可知,灯丝无电压的原因很有可能是触发电路中的某一个元件(6BG8、6BG9、6BG10、6R13)损坏引起的。用万用表检查后发现单向可控硅(6BG10)损坏,更换后氢灯正常启辉,仪器恢复正常。