日立电镜真空系统工作流程分析与故障检修

季智勇，丁霞，黄效东

江苏省南通市肿瘤医院 医疗设备科，江苏 南通 226361

日立电镜真空系统工作流程分析与故障检修

季智勇，丁霞，黄效东

江苏省南通市肿瘤医院 医疗设备科，江苏 南通 226361

本文分析了日立H600型透射电镜真空系统的工作流程，并就遇到的真空系统问题进行了仔细分析，查找判断故障点，排除故障，进而讨论了在检修真空系统故障时的一般思路。

透射电子显微镜；真空系统；医疗设备维修

电子显微镜是非常精密的电子仪器，在医学中主要应用于分子结构的病理分析，其放大倍数可以达到100万倍以上，其中真空系统是电子显微镜结构中非常重要的组成部分，其性能好坏直接影响到电子显微镜的优劣。电子显微镜的真空系统一般是由机械泵、扩散泵、真空管道、阀门及检测系统组成，它用以排除镜筒中的空气使镜筒达到高真空状态。

1 流程分析

图1 日立H600型透射电子显微镜真空系统结构

日立H600型透射电子显微镜采用二级抽真空方案: 机械泵和油扩散泵。一个好的机械真空泵理论上极限真空能达到0.06Pa 以下，实际上很难达到。当达到这个压力以后，机械泵的抽速就变得越来越低，为了提高抽速，就需要使用油扩散泵， 将油扩散泵和机械泵串联使用以达到更高的真空度。油扩散泵是利用快速运动的油分子的动能，在一定方向带走较轻的气体或水蒸气分子，这样就把残留的一些气体分子从真空系统中移走。

日立H600型透射电子显微镜真空系统分为上真空和下真空两个部分（如图1所示）。当电源接通后，下真空部分V2阀打开，机械泵RP1开始给照相室CAMERA部分预抽真空，当皮拉尼PI1测量到真空度达到20Pa时，V2阀关闭，V3阀打开，机械泵RP1给油扩散泵DP1预抽真空，当真空度达到13Pa，扩散泵内油温达到85℃时，延迟15s后V1阀打开，抽真空程序继续进行；上真空部分先是V10阀工作，紧接着V6阀也打开工作，机械泵RP2分别对柱体COLUMN和枪体GUN抽真空，当皮拉尼PI2测量到柱体COLUMN真空度达到20Pa时，V6阀关闭，V7阀打开，机械泵RP2给油扩散泵DP2预抽真空，当真空度达到13Pa，扩散泵DP2内油温达到85℃时，延迟15s V5阀打开，抽真空程序继续进行；当皮拉尼PI3测量到枪体GUN真空度达到13Pa时，V9阀、GV阀打开，抽真空程序继续进行，直至真空度达到1.3Pa时，CV阀也打开，此时V1阀、V3阀、V5阀、V7阀、V9阀、CV阀全部打开工作，上下真空系统完全连通， 最终将获得高真空。当潘宁规PE测得真空度达到0.07Pa时，此时两个真空指示灯CAMERA和HIGH VAC点亮，表示高真空度已经达到工作要求。

2 故障检修

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

开机后，机械泵工作正常，扩散泵油温正常，真空指示表EVAC METER照相室档指示在10～2Pa，柱体及枪体档指示在表头最左边，不能显示真空度。

2.1.2 故障分析与排除

首先观察电镜右边柜子里的下真空控制板PC12板，上面V1、V3指示灯正常点亮，说明下真空工作状态正常。上真空控制板PC42板上V10、V6点亮，抽很长时间也不能转换成V7，怀疑机械泵真空不良，将RP1和RP2对调后，下真空仍然正常，故障现象依旧，说明两只机械泵和抽真空管道均没有问题，将机械泵复位。检查控制板PC42板，将控制开关SW1从AUOT拨到MANU，进入手动控制状态，通过手动控制开关的通断对每个阀门的受控制情况进行检查，阀门工作正常，可以排除阀门及逻辑控制电路部分故障。

下面重点检查真空度测量电路。真空度测量电路是由皮拉尼测量电桥和放大器组成，皮拉尼PI2和电阻R2、R3、R4及电位器VR1组成一个惠氏电桥，在大气状态下，通过调节VR1，使真空表头指针归零。运算集成电路IC24的1、2、3脚组成的放大器和调整管Q1组成放大器，放大测量电桥的输出电压。在刚开机的时候，真空度较低，气体分子比较多，热传导良好，温度下降，使电桥失去平衡。IC24的1脚输出电压较高，因而增大了电桥的供电电压V0（图上标注为M点），可以维持皮拉尼的温度。随着真空度升高，气体分子减少，热传导能力变差，温度升高，电桥趋于平衡，IC24的1脚输出电压降低，电桥供电电压V0下降，使皮拉尼的温度不再升高。而M点电压的变化反映了真空度的变化，直接驱动真空指示表指示真空度。

由此可见，测量下真空控制板上M点电压，刚开机时有5V，随着真空度的上升，逐渐降低至0.6V左右，并且保持不变。而上真空板上M点电压一直为0V，怀疑皮拉尼PI2开路，用万用表测量阻值为13.6Ω，将PI2和PI3对换，故障依旧，更换IC24，故障依旧，更换Q1，原机器用的是日立的C4384，拆下来测量发现断路，用3DK4C代替，并将真空指示表头调零，工作正常。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

开机后，机械泵工作正常，柱体及枪体档真空正常，但照相室真空不良，达不到13.3Pa。

2.2.2 故障分析与排除

从现象可以看出，上真空系统基本正常，问题在下真空系统部分。观察控制板上V2灯亮，过一段时间后能够转换成V3，但V1阀一直不能打开工作。先怀疑机械泵不良，上下对调后故障依旧，在更换抽气管时发现里面有些油渍，考虑可能是油倒吸进真空管道，造成污染，导致真空度达不到要求。

先用抹布拭去油渍，再用无水乙醇清洗，最后用绸布擦拭干净，晾干。然后查找返油的原因。每次使用完毕后，下真空部分通过LV2排气，工作流程是：开机后，100V电压通过D1给大电容C2（470μ）充电，关机时通过Q2、Q3、D5和V3阀门控制的继电器的一组触点给LV2阀的OPEN线包供电，从而打开LV2阀门，泄放真空。可以考虑是LV2没有工作，检查继电器，发现触点接触不好，调整触点位置，关机时能听到LV2工作，故障排除。

为了防止以后再次出现返油现象，在机械泵进气口处安装了GYC-JQ25型高真空电磁压差式充气阀，这样每次关机时，此阀门关闭，杜绝了返油现象。

3 经验总结

电子显微镜的真空系统如果不良，将对电镜的工作状态产生诸多不良影响，比如造成高压不稳定、不能正常工作、腐蚀灯丝缩短灯丝寿命、污染样品等。真空系统的整个组成部分均有可能出现问题，可以采取多种手段进行检漏和故障分析，相同的部件可以采用调换法，如上下真空部分的机械泵、真空测量部分的皮拉尼等。对真空管道可以采用看、听、摸、闻的方法确定漏气部位。

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Working Process Analysis and Maintenance of Hitachi Electron Microscope Vacuum System

JI Zhi-yong, DING Xia, HUANG Xiao-dong
Medical Equipment Department, The Tumor Hospital of Nantong City, Nantong Jiangsu 226361, China

TH789

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.06.045

1674-1633(2011)06-0116-02

2010-11-12

作者邮箱：joyer99@126.com