AA-800原子吸收分光光度计故障诊断及处理一例

(攀钢集团研究院有限公司，钒钛资源综合利用国家重点实验室，攀枝花 617000)

1 前言

AA-800原子吸收分光光度计，是美国PE(PerkinElmer)公司生产的一种较先进的化检分析设备，其 测定波长范围为190～900nm，具有两种背景校正功能，即D2 法(氘灯法)和 SR 法(自吸收法或自蚀法)，通过计算机控制平台的自动上下、前后移动，能进行快速、简单的火焰和石墨炉自动切换。此外，既可以手动测定，也可以使用自动进样器(ASC-6100)进行全自动多元素连续测定。用户可根据测定元素、测定样品的多少以及操作人员的具体情况进行选择。广泛应用于环境、食品、动植物、土壤、工业品、以及药物中微量元素的定量分析(图1)。

图1 AA-800原子吸分光光度计外观图

2 故障表现

开机进入灯设置菜单，点灯进入自检状态，结果出现报警画面，提示：“灯强度太低”，灯设置部分显示接收到的光能量为零，不能通过自检。但是选其他7个元素的灯试用也是一样，8个灯都是显示“灯强度太低”(图2)。

图2 灯设置故障报警画面

3 分析检查

根据光盘中用户手册提供的光路图[1](图3)检查光路通道没有发现遮挡，在燃烧器部分用白纸检查也没有看到正常的光斑，从正面观察各空心阴极灯的边缘，好像设置的各个空心阴极灯都不亮。

为尽一步确认，打开仪器后部上盖，分两次设置所有灯点亮，再从灯的正面观察，结果确认8个灯确实都不亮(图4)，由此分析是灯电源和控制部分有问题。

图3 AA-800 的光路图

图4 8空心阴极灯单元部分

通过查阅相关技术资料并按灯的接线确认，空心阴极灯的电源及控制部分是在仪器左后方侧面的一块大板子上，在网上查询也基本确认是这块板子问题，经过与国内仪器服务站的沟通联系，确认该板子需要整体更换，但是维修及订货周期长，换板成本也高。

因该设备的技术资料缺乏，网上也没有查到有用的信息，因此检查维修的难度可能较大，但是为了满足科研方面的急需，还是决定试一试，如实在不行再考虑最后换板子解决问题。

该设备结构较特殊，灯电源控制板(以下简称“灯板”)安装在仪器内左侧面的缝隙中，板上线很多，且安装位置狭小不易移动。为取出这块板检查，需要先抽出所有灯，然后取下灯箱上盖，灯箱内板，仪器后上盖板，仪器前板等各个部分，旋松2个固定螺丝，最后才能向上抽出这个带铁底板支撑的灯板。因灯板上连线都较短，在取出后也只能放在灯座的旁边的侧面板上(图5)，整个操作过程比较麻烦，需要细心。

图5 取出灯板部分图

先固定好板子，然后分别插上8个空心阴极灯，在设置应点亮的灯座小电路板上测量其工作电压，实际电压在直流140～70V范围内(不同元素电压不一样)，但这是在灯不亮且没有电流的情况下的测量值，与空心阴极灯正常点灯的工作电压450V相差较大，再到大板子上找到450V灯电源部分，测灯供电电源端(450V)的电压也是一样，看来确实是板上450高压电源部分工作不正常，不过故障点具体在什么位置，这还需要做进一步检查。

为方便检查，必须把板子整个取出来，因此在确认仪器断电后，拔下控制板上各灯接插头和所有控制接插件，单独取出板子带回去做进一步检查(图6)。

图6 灯电源控制板

从板上元器件的分布和结构上看，该板分左右两大部分，左半边部分以4个大电解电容为界，为四路DEL灯控制部分，而右半边主要为8个空心阴极灯控制部分(还有氘灯电源)，这才是需要重点检查的部分。

因没有电路原理图等技术资料，只有本着从易到难的原则作具体检查，首先对板的各个元器件和板子走线进行外观检查，没有发现明显的损坏痕迹，各元器件外观正常良好无烧损。然后对板子上的主要元器件进行在线测量，当测量多个圆柱型保险时发现只有F1不通(2.5A，250V)，取下测量确认已开路，看来可能是保险附近的电路中有问题烧断了这个保险。因此再从该保险位置向前后分别测量，结果发现保险之后的电路中有短路情况，而在保险之前的电路测量具有高阻看来是正常的，因此需要在保险之后的电路中做进一步检查。

在印刷板上顺着保险F1的出线在该部分附近进一步检测，结果发现在与这一点相关的电路元件中，在线测量有3个三极管(场效应管)与保险有联系，并且它们的漏源间电阻为零，分别是：Q80(30N20G)、Q81(30N20G)、Q82(IRF540),只有分别拆下进行测量，结果发现，Q81和 Q82确实已经击穿损坏，而Q80尚完好。且当这3个三极管取下之后，实测原来电路中的短路情况消失，保险F1之后的电路直流电阻恢复到高阻状态，由此可以确认这个短路状态确实是由这几个损坏的三极管引起的(图7)，必须进行更换。

图7 三极管和保险的位置

4 故障处理

采用相同型号的元器件进行更换之后，再次测量保险F1前后电路确认均无短路情况，再将灯板接好各接插线后仪器通电进行测量，结果发现灯电源直流高压450V恢复正常(实测值近500V), 说明灯电源部分已基本恢复正常。接下来再插上8个空心阴极灯分别做点灯试验，结果8个灯在设置的各个自检过程(如转盘优化，驱动器定位，波长扫描，AGC等)都能顺利通过，且都能正常点亮，且各灯的能量值也恢复正常，说明故障已经排除。

将灯板及各连接线装回机内固定好，核对无误后接通电源和各气源，在灯设置通过之后进行实际点火测量试验，通过实测几个元素试用，一切正常。

5 结语

(1)在本设备维修过程中，因灯板面积大，板上的元件多，各种接插线多而杂，安装位置狭小，因此在检查拆线及移动过程中应格外小心谨慎，注意不能拉断线，要安排好多个线束走向，不要压坏板上元件，并随时拍照和做好记录。

(2)对于损坏的元器件必须使用相同型号的优质元件，在测量无问题后进行代换，安装完成后要再次测量电路电阻进行确认。对于灯板三极管损坏的原因还不清楚，但完成维修后仪器到现在已经正常工作半年多的时间。

(3)在本次维修中，由于没有维修资料的技术支持给检察带来一定的困难，但是幸运的是，这次故障点较明显，查到故障的具体位置也比较顺利，因此故障的处理比较快。