全自动化学分析仪常见故障及分析

2018-01-31张仁懿袁建立

中国教育技术装备 2017年22期

关键词：实验

张仁懿+袁建立

摘要化学分析仪等自动化设备的普及，极大地提高了科研、教學单位进行样品分析的速率及人员工作效率。仪器运行的稳定性和分析结果的可靠性，往往依赖于实验人员对仪器故障的诊断及排除能力。总结Smartchem 200全自动化学分析仪的常见故障及应对措施，为全自动化学分析仪实验人员提供参考。

关键词全自动化学分析仪；仪器管理；实验

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）22-0023-02

Analysis and Diagnosis of Common Faults for Automated Dis-crete Analyzer//ZHANG Renyi， YUAN Jianli

Abstract The popularity of automation equipment such as chemical

analyzer， greatly improve the rate of sample analysis and personnel

work efficiency for teaching and scientific research unit. Trouble-shooting ability of the technicians determines the stability of the in-

strument and the reliability of analysis results. We summarize com-mon faults and countermeasures of the Smartchem 200 discrete ana-

lyzer， so as to provide reference for personals of the discrete analyzer.

Key words automated discrete analyzer； instrument management； experiment

1 前言

全自动化学分析仪又称离散式化学分析仪、间断式化学分析仪，是将传统比色分析法自动化的装置[1]。它通过计算机程序控制仪器，利用取样针把试剂和样品精确地加入多个比色杯，自动震荡以混匀溶液；充分显色后经比色计检测相应波长的吸光度，再通过标准曲线自动计算得到相应的浓度。样品分析的全过程由电脑控制，加样、显色、比色及清洗过程可同步进行。因此，化学分析仪的自动化程度高，操作过程简单，极大提高了样品分析的速率。

相对于传统的人工比色，全自动化学分析仪具有许多优点[1-2]：

1）全自动测量，节约人力成本；

2）可一次进样测量多个参数；

3）试剂消耗量极低，有害废液少，节约成本，保护

环境；

4）内置多种测量方法，几乎所有基于比色的实验均可以自行编程设定测定方法。

作为自动化设备，其同时存在一些缺点[3-4]：

1）封闭式的比色系统，不易发现异常显色，使实验人员可能接受不合理的分析结果；

2）仪器发生故障时，对技术人员或用户的诊断能力要求较高。

笔者管理的全自动化学分析仪（Smartchem 200，AMS France）自2009年投入使用以来，年均负荷约为一万个指标。根据该仪器的使用经验，本文总结了常见故障及影响因素，以供使用化学分析仪的科研及技术人员参考，提高仪器的服务能力及节约仪器的维护成本。

2 故障分析

试剂及试剂水

故障1：试剂基线（RBL）过高（图1）。【分析】试剂或试剂水含被检物质的杂质；如提取样品和配制试剂使用的试剂水不同，则样品分析结果甚至可能为负值。

故障2：标准曲线线性度差，其中高浓度的标样吸光度位于回归线下方。【分析】试剂或纯水如含消耗试剂的干扰离子，显色受到抑制；尤其是高浓度的标样和样品不能充分显色，浓度将被低估。

故障3：标准曲线吸光度接近0，样品吸光度正常。【分

析】标准样品不含待测成分，应确认标准样品是否正确配制。

故障4：标准曲线和样品吸光度均接近0。【分析】首先检查光源是否工作，如正常工作，则试剂和标样的混合未显色，应确认试剂是否正确配制。

为了减少以上故障的发生，仪器管理员应对实验试剂和纯水的质量进行控制。在出现显色异常时，灵活使用人工混合试剂及样品的方法，仔细观察显色情况，逐步排查影响显色的因素。

待测样品

故障5：标准曲线正常，被测样品吸光度接近0。【分析】受测样品不显色，常见于样品含量低于该方法的检出限，或样品的pH值超出合适的显色范围（图2），需调整样品前处理方法或仪器检测方法，使其满足显色反应的要求。

故障6：标准曲线正常，被测样品吸光度为负值。【分析】样品中含大量干扰显色的离子（图3），应调整前处理方法使样品不含干扰离子，或样品不适合该检测方法。

仪器管理员在分析样品前，应充分了解样品的来源及前处理方法，选择合理的预处理方案及测试方法（量程），或根据样品的实际情况新增或改进测试方法[5]，保证样品的显色环境与标准曲线一致，以提高样品分析结果的科学性。

日常维护

故障7：标准曲线线性度不理想，且平行样品间重复性差。【分析】影响仪器运行的因素很多，可以考虑以下因素：

1）运行环境不佳（仪器运行期间震动、温度变化较大、空气中含待测物质、光照过强的干扰等）；

2）管路污染、漏液、堵塞或老化；endprint

3）比色杯清洗头损耗；

4）光路不稳定或受污染；

5）比色杯划伤损耗等。

仪器管理人员应保持仪器工作在良好、洁净的环境中，根据仪器操作手册，定期进行日常维护，更换老化耗材与配件，必要时请求售后维护，以保证仪器的稳定工作。日常维护主要有：通过清洗并检测水基线（WBL），检测比色杯是否损耗；定期清洗管路，以免长霉菌造成污染；根据故障4检查灯泡是否烧毁；长期不用仪器松开蠕动泵，更换老化的蠕动泵管；实验结束即清理仪器中的样品、试剂以及废液等。

仪器硬件

故障8：仪器不通电。【分析】仪器供电发生断路，依次检查插座、电源线、保险管以及电源开关是否断路，观察线路是否存在脱落、虚焊等现象；如故障未排除，需联系售后服务。

故障9：进样针频繁撞毁。【分析】考虑进样针未正确定位；检查机械臂是否发生履带老化、松动等故障，发现该现象则更换履带，或在洁净环境中调节履带的紧固螺丝。

故障10：机械臂升至高点后停止，伴随异响仪器进入安全模式。【分析】机械臂阻力过大或位置传感器损坏，清理机械臂竖轴及其电机的异物后使用润滑油，或更换传感器。

故障11：清洗站不工作。【分析】清洗站可能有灰尘、水渍等异物，尝试手动压下工作站，检查其是否恢复正常工作；电机或轴卡死，拆卸清洗站，清除异物，重新安装并使用润滑油；电机或轴损坏，考虑更换相应部件。

故障12：稀釋器没有响应。【分析】检查稀释器电机是否供电，正常供电则检查稀释器电机是否卡死或损坏。影响仪器正常运行的硬件因素多种多样，故障的表现也相当复杂，应善用软件中的信息提醒和诊断（Diagnostic）功能（图4），结合自身电子电路的知识和动手操作的能力，逐步对硬件故障进行诊断和排查[6]。

数据安全

故障13：控制软件异常报错退出，导致实验停止。【分析】由于控制软件自身兼容性、软件冲突、恶意程序以及不良操作习惯等因素，造成控制软件意外退出、测试停止，该次测试的进度及结果可能无法保存，导致样品、试剂及时间的浪费。

故障14：打开控制软件，提示数据库文件损坏或历史数据丢失。【分析】软件未正常关闭保存数据库文件，往往由控制软件未正常退出或断电造成。

仪器操作人员应养成良好的计算机及软件使用习惯，以保证控制软件的正常运行及实验数据的安全：使用专用计算机控制仪器，不安装未知来源的系统及软件；定期查杀病毒并备份数据库文件；仪器分析过程中不进行无关操作，测试结束及时导出实验结果；控制软件完全退出后再关闭计算机等。

3 总结

化学分析仪的管理人员应该充分了解各测试方法的显色机制及仪器的工作原理，保证测试方法的科学性与实验数据的可靠性；在实践中不断学习进取，提高自身分析和解决仪器故障的能力，以维持仪器的持续高效运行，提高仪器的服务效益；定期组织仪器培训，培养仪器使用人员规范操作的意识和习惯，减少仪器及其耗材的损耗。