MCT红外水分仪故障处理

蔺翻红 廖国太 潘成刚

1.概述

红外水分仪是利用烟草水分的O-H（氧－氢）分子键吸收一些指定波长的红外辐射线。美国进口MCT水分仪利用带3块滤光镜的转轮，产生可被吸收和不被吸收的波长光线，仪器内的光学组件接受由烟草表面反射而能通过滤光镜的光线，反射光转化为电气脉冲，所得数据以比率计算法处理，计算出被测成分的原始测量值，再通过仪器的显示系统显示出来。根据仪器设计要求和外形的不同，红外水分仪可分在线使用和实验室使用两种。在线使用的主要安装在制丝生产线的重点加工设备（如烘丝机、HDT、SDT、回潮机、加香加料机等）的入口或出口，是该加工设备自动控制的重要计量检测仪器，也是生产线上重要的工艺技术参数。若该设备使用出口水分控制模式，则该加工设备的蒸汽流量和加水流量等一些重要的变参数，相当程度上是由出入口红外水分仪控制。实验室使用的主要是在烟草二级站、三级站和产品开发部门的实验室，主要是快速检测抽样产品烟丝的水分，作为对抽样产品打分的依据。两种产品的设计原理、数据处理、内部硬件设计完全相同，只是由于使用方法和安装地点的不同而外形相差较大。MCT系列红外水分仪价格昂贵，厂家维修费用也比较高，维修周期较长（备件齐全的情况下最快也需要一周），一旦有故障将影响正常的数据检测和水分控制。公司现有在线红外水分仪18台，实验室用红外水分仪1台。在使用中多次发生过由于红外水分仪的故障而导致工艺违纪甚至设备停机的事故。通过多年使用和维修的经验，总结出MCT系列红外水分仪最典型故障和解决办法。

2.故障现象

有检验员反映，发现叶片增温出口的红外水分仪数据显示不太稳定，正常显示为20%±1%，但是偶尔就有仪器数据显示突变到30%甚至35%，而实际水分并没有达到显示值，这种数据突变时间很短，一般有2s左右，操作工很难发现，只有在水分趋势图上可以看到。根据反映的情况，对该仪器一天的运行状况进行了跟踪观察，结果一切正常。对过去一个月的历史记录进行检查，发现该仪器在一个月里非正常跳动居然有6次。由于每次的故障时间仅为几秒钟，所以没有在意。为了进行仪器间的同比，对其他红外水分仪一个月的运行情况进行了检查，结果发现梗丝超级回潮机出口的一台故障表现和该台完全一样。该产品检验室的其他检验员反映也曾看到过这种情况。同时该实验室所使用的一台快速红外水分仪有几次死机的现象，死机后利用关电源重新启动的方式排除故障，但是导致了一些检测数据的丢失。

3.故障分析处理

可能的故障点：①光电传感器故障；②主板故障；③开关电源故障；④滤光镜转轮电机故障；⑤光学系统故障。经分析，认为传感器和滤光镜转轮电机故障的可能性较小，原因是传感器和电机的运行不可能发生突变，也将不可能有显示数据的突变，故将重点集中在其他的3类故障分析上。主板故障有可能，因为数据的核心处理全部集中在主板上；电源故障有可能，因为电源输出电压的不稳定会影响仪器的正常运行；光学系统故障有可能，因为外界光（例如环境照明，电焊机电弧光等）会对水分仪反射光造成影响。

先对其中一台水分仪进行了主板更换，然后对其正常运行进行跟踪，结果在更换主板第三天和第八天分别出现了两次故障，这说明仪器主板并非故障的根源。安装好原主板，准备更换电源板，更换前测量了电源输出电压，±15V电压输出正常。更换电源后，发现旧电源板上一个12μf小电容有轻微膨胀现象，膨胀原因是该电容旁有一个集成块散热片，可能是由于散热片的温度较高，长时间对电容进行加温，导致电容温度较高，内部发生变化，充放电不太稳定。在更换电源板后运行半月未发现故障，对另外一台在线红外水分仪和实验室台式水分仪的电源板也进行了更换，更换后进行全面的跟踪分析，在半个月之内没有发现任何异常。

从第一台红外水分仪更换电源板至今已6月，运行均正常，未发生任何数据波动现象。说明对故障分析是正确的，引起仪器异常跳动的原因是电源板。由于该仪器是美国进口的精密光学仪器，不主张对电源板的电子零部件进行维修，建议直接更换开关电源板。

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