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1、HORIBA公司 EMIA一20系列高频红外碳 硫仪故障分析与排除 罗 文 (安徽马鞍山钢铁股份有限公 司技术中心，马鞍 山市 243000) 摘 要 本文简单介 绍了 HORIBA公司 EMIA一20系列 高频红外碳硫仪 的工作原理 ，详细介 绍一些典 型故障的 处理过程 ，总结维修的思路和方法。 关键词 高频红 外碳硫仪 ；气路 ；故障检修 中图分类号 TH744、4 TroubleshootingoftheHORIBA~EMIA一2OSeriesHighFrequencyInfrared Carbon—-SulphurDeterminator LuoWen (Tec
2、hnologycentreofMaanshanIron＆ SteelCo．Ltd，maallshall，243000，China) Abstract Inthearticle．theoperationalprincipleoftheHORIBA~EMIA 一20 serieshighfrequencyinfra— redCarbon—SulphurDeterminatorisbrielfydescribed，thesolutionsofsometypicalproblemsarediscussedinde— tails，and somemaintenanceideasandmethods
3、areconcluded． Keywords highrfequencyinrfaredCarbon—Sulphurdetector；Gaslfow ；troubleshooting EMIA一20系列高频红外碳硫仪是 日本 HORIBA 公司研制生产的新一代气体分析仪，用于对金属或无 机物 中所含碳及硫 的成分以熔融析 出用红外 法进行 定量分析 ，广泛应用于冶金行业生产 与科研 ，本文针 对该仪器的典型故障检修做了具体总结和分析。 2 工 作 原理 仪器主要包括高频炉加热系统 、载气与动力气系 统、检测系统 、结果处理系统。高频 炉加热原理是 由 升压变压器 ，经整流
4、再以电感 电容振荡 ，产生高频 电 源送入感应线 圈，在线圈 中形成高频交变 电磁场，使 试样产生涡流热效应 ，在富氧气氛下燃烧产生 CO，、 SO ，其对特定波长红外能遵循 比尔定律选择性吸收 ， 半导体检测元件检测红外线吸收前后能量变化并产 生输出信号 ，经前置放 大、A／D转换 、线性化、积分斜 率 、重量空白校正补偿 后给出分析结果 ，工作原理框 图 几儿图 1 收稿 日期：2007～05—14 作者简介 ：罗文 ，工程师 ，主要从 事仪器维修与管理 现代科 学仪器 2007 5 一 图 1 工作原理框图 3 典型故 障检修 3．1气路 系统故障 3．1
5、．1气 路 系统 流程 与维护 EMIA一20系列高频红外碳硫仪气路系统分为载 气与动力气两部分 ，动力气部分故障主要集中在炉头 气缸活塞压力 ，自动清扫及送样部分 ，较易发生在 自 动清扫气缸及两接头处 ，因经常动作使 自动清扫气缸 漏气 ，如发现动力气消耗 比平 时加快 ，还应即时处理 自动清扫气缸密封情况。 载气系统是贯穿仪器流程始终的重要组成部分 ， 是仪器重点故障源 ，在这里重点分析载气部分维护与 故障检修方法 ，利用仪器软件中维护计数画面加强仪 器 日常的维护管理是减少故障发生的最有效途径。 137 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆EMIA一2
6、0系列载气(0．3MPa氧气 )首先经过人 口处 的净化装置，净化装置主要是一个加热至 700℃的催 化炉精制器 ，内装有载气净化试剂，一般无需更换 ，但 因经长期高温吹扫后，易粉化 ，所 以应注意观察 ，定期 添加或更换 ，它可将一般纯度 99．6％氧气中可能残存 的若干容积的甲烷(CH )氧化成 CO：及 H 0，然后用 试剂管中的碱石棉及干燥剂 (CS820)予以吸收驱除 ， 干燥剂高氯酸镁如有结块 ，碱石棉变 白色必须更换 ， 经净化后的氧气分支一路经气标 阀送往炉子上方 的 氧枪 ，氧枪流保持不变 ，导向式样助燃 ，清炉头时必须 通氧枪 以免燃烧物堵塞。另一路经压
7、力调 节后送往 炉子下方形成燃烧区压力 ，燃烧后 的载气经金属过滤 网和装有石英棉的过滤管滤除灰尘 ，石英棉视其脏物 程度予 以更换 ，金属过滤网应定期经超声波清洗 ，然 后经装有过氯酸镁的过滤管相应去除水份及颗粒状 物质 ，载气由装在恒温室内的 自动流量控制器进行调 节，然后通过 SO 红外池测 s，随后送往 CO：低含量 红外池(长)及 高含量红外池 (短 )，最后由分析单元 背面排出，在排出前设有一转子流量计可准确计量流 量，排出口紧接的上游所设气压控制阀是为 自动检漏 系统设置的 ，以下是几种典型气路故障检修方法。 3、1．2拖尾 故障 解决拖尾问题关键要找 出
8、在设定 的燃烧时间 内 阻止比较水平回到设定值 的原因 ，检测器输出的峰值 越低 ，就越不容易达到，数据就容易造成偏差 。 C和 S均拖尾故障原因：B(间距 )校正 因子是否 过大 ，如是为氧气问题 ，再观察净化管中试剂是否结 块 ；难熔样品称量是否过大；助熔剂是否合适 ；氧气流 量是否不够 ；燃烧功率是否不够。 c拖尾故障原因：燃烧过滤网过滤器须清洗。 S拖尾故 障原 因：氧气不纯 、燃烧过滤 网过滤器 须更换或干燥剂需要更换 ，部件损坏造成板 流偏低 ， CS820还存在过滤网温度是否正常 ，如报警“LowFli— terTEMP”应检查炉头过滤网温度保险及加热组件是
9、 否正 常 。 3．1．3漏气故障 EMIA一20系列高频红外碳硫仪设有 自动检漏系 统 ，检测气路中有无漏气标准是充压后 1rain气压的 下降不超过 1kPa，则认 为合格。漏气检查应在仪器 开机后已达到热稳定再进行 ，也不要在连续分析试样 后做漏气检查 ，要在分析结束 10min以上燃烧炉冷却 后检漏，发现漏气按提示区域重点检查燃烧炉各密封 装置，试剂管及燃烧管密封 ，排灰管是否灰堵 ，排灰管 电磁阀及动力气压力(0．35MPa)是否正常。 138 3．1．4堵塞 故障 化学试剂结块 ，气路受阻，会导致分析时间延长 ， 分析结果偏高。可利用检查 载气漏气正常与
10、 Level7． 气流是否低于 31Mmin来判断是否 发生堵塞，如发生 堵塞应重点检查气路中氧枪 、各过滤器 、节流装置、流 量控制器等部件 ，由于都有较小截面，因而易被颗粒 粉尘堵塞 ，造成系统压力分布失常或流量下降，使运 行不正常，结果不正确。气路 管道也经常会发生堵 塞 。 3．1．5污染故障 气路 中燃烧 区最易污染 ，燃烧管会被熔融后飞溅 出来的金属粘附，燃烧管上方清扫机构 内的过滤网往 往会有大量积尘 ，造成高频电磁场屏蔽 ，感应功率低 ， 熔融不好 ，影响结果。燃烧头过滤器主要作用是过滤 燃烧气 中粉尘 ，避免进人检测系统 ，内壁极易吸附粉 尘 ，如样
11、品中含有水分 ，在高频炉中样 品高温燃烧产 生的 s0：或 SO 反应生成的亚硫酸或硫酸会腐蚀筛 网材料 ，因此应经常拆卸燃 烧头，清理燃烧头各部件 积尘 ，燃烧头过滤器要用超声波清洗器清洗。 3．2检 测系统故障 在 EMIA一20系列高频红外碳硫仪上检测系统 包括 CO：L、COH、CO、SO 恒温红外检测器，在 Main— tenance维护界面下可观察监视信号电压参数 ，这些 信号均 由 A／D转换而来，碳或硫红外 池单元输 出范 围是 58000正 负 3000。 3．2．1灵敏 度 下降 碳或硫红外池经长期使用灵敏度会下降，如开机 2h稳定后信号过低时 ，如
12、报警“COoverscale”、“CO： overscale”、“SO2overscale”，应减少样 品重量，重新 分析 ，进一步需软件调整参数 ，分别调整到 58000左 右为宜。如报警 “FaultyCO2Lzero”、“FaultyCO2H zero” 、 “FaultyCO zero”、“FaultySO，Lzero”，C或 S 灵敏度下 降，检查其电压值是否正常 ，再检测 EAS04 信号放大板或 PRE—AMP板 ；C、S灵敏度均下降，检 查载气 Level2气流是否为 31Mmin，检查试样燃烧情 况后，检查红外光源是否正常 ，检查红外池决定调节 气流或检查
13、光源和清理红外检测器。针对红外检测 池经常被污染影响仪器灵敏度下降故障 ，应检查氧气 是否含杂质污染和石英过滤棉用量是否合适 ，还应保 持仪器 内部 清洁，使仪器避免重复 污染影 响仪 器性 能 。 3．2．2检测值不稳定 仪器预热稳定后 ，在 Maintenance维护界面首先 检查载气是否漏气 ，其次检查 LevelO时碳或硫红外池 ModernScientificInstruments 2007 5 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆单元输出检测值 58000的参数 波动是 否在 100以下 正常范围内，再检查载气 Level2气流是否为 31Mmin，
14、 碳或硫红外池单元输出检测值波动是否在 100以下 正常范围内，进而检查光源 电压 ，切光马达及切光 片 是否正常 ，决定调节气流或检查光源和清理红外检测 器 ，最后检查红外池恒温温度是否正常 (55℃)，如报 警 “Low ovenTEMP”应检 查 红外 池恒 温温 度保 险 (220V10A 110℃)是 否正 常 ，如 报警 “Higheroven TEMP”应检查仪器内相关冷却风扇是否正常。 3．3炉盖故障 此类仪器炉盖因设计原因，常发生炉盖合不上 ， 报警“FUR．Unabletoclose”导致高频炉无法工作 ，在 Maintenance维护机械检查 画面下
15、单击 CY1，LS21A 应为 ON，如为 OFF说 明信号断路 。究其原因为炉盖 上升是用磁铁吸附 向上 的，容易滑脱 ，可用橡皮或木 (上接 136页 ) 庆功会对实验室来讲是一种重要的激励手段 ，也 可以作为 LIMS项 目的重要里程碑看待。 6 结 论 LIMS项 目的实施是涉及 实验室方方面面的一个 系统工程 ，需要用项 目管理的方法来指导实施 。LIMS 的实施是 LIMS实施方与实验室共 同完成 的项 目，具 有典型的项 目管理特征 ，不管是哪一方都需要按照项 目管理的指导思想进行项 目实施，LIMS由于他所 代 表的整合理念与管理流程 ，在项 目实施过
16、程中更需要 有一套正确的指导思想进行指导实施 。在项 目实施 现代科学仪器 2007 5 塞顶住炉盖边缘，使炉盖 与气缸结合紧密，基本解决 该类故障，但要求试样摆放正确 ，否则易损坏燃烧管。 如报警“Furnacecoveropening”应检查 上炉盖微 动开关 是否开 合正 常；当 CY1在 ON位置 ，如 报警 “FaultyHFcontrolpower”和“Faultyfurnacecover”应 检查高频炉下滑动炉盖微动开关是否开合正常。 4 结束语 对进 口仪器 的维 护维修技术 消化 、吸收、掌握是 一 个学习和渐进完善 的过程 ，需要化学 、物理 、机械、
17、 电子、电气等知识综合运用。本文是对 HORIBA公司 EMIA一20系列高频红外碳硫仪 的典型故障检修进行 分析与总结 ，其维修思路与方法适用其他该类进 口大 型仪器的故障检修 。 过程中要遵循项 目生命周期理论 ，结合实验室 自身实 际情况 ，充分运用项 目管理 的方法 ，严格控制项 目进 度 ，及时预测并规避项 目风险。 总之 ，LIMS的实施是实验室 一场关 于管理思想 和管理技术 的革命 。因此 ，为了我们更好地掌握和使 用这一实验 室革命性 的管理工具 ，很 有必要对 LIMS 实施过程中的难点及对策有一个深入 的研究 和清醒 的认识 。 参考文献 [1]
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