高校实验仪器设备维护维修工作的体会与思考

杨能勋，王玉清

（延安大学物理与电子信息学院，陕西延安 716000）

0 引言

实验仪器设备是高校教学、科研的必要物质基础，而仪器设备在使用过程中，不可避免地会产生这样那样的故障[1-12]，如何管好、用好实验仪器设备、提高其完好率、充分发挥其作用，给实验室仪器设备管理工作提出了新的挑战。一般来说，高校的仪器设备维修部门只能解决很有限的故障，而且做不到随叫随到，日常仪器设备出现的问题仍需要相关实验技术人员或仪器设备生产厂家的专业工程师来解决，但是，仪器保修期之外请专业工程师需要额外支付维修费用。因此，根据实验技术人员工作的特点，充分发挥实验技术人员的仪器维护维修职能[1-4]，及时查明故障产生的原因，减少、消除故障，减少仪器故障造成的时间、资源浪费及经费损失，有利于实验室资源的有效利用，保证仪器设备以最佳的状态服务于教学、科研。

1 高校物理实验仪器设备的工作现状

随着新时代办学规模和专业方向的不断发展，高校仪器设备更新换代频次不断提高，实验仪器设备数量、技术含量、使用率越来越高，仪器设备的故障率也越来越高。以延安大学为例，物理实验教学中心承担着物理学专业实验课、全校理工科非物理专业大学物理实验课、医用物理实验课的教学工作，每年涉及的教学班级接近40 个，实验项目达50 多项，约计75 000 人时数，实验用仪器设备有50 多个品种、800 余台/件（里面包含的附件又较多）。特别是大学物理实验、医用物理实验，由于开设面广、量大，仪器使用的频率高，如示波器、电位差计、转动惯量实验仪等，在每天的上午、下午、晚上都要用到。可见，在物理实验中心呈现出实验仪器设备种类杂、数量大、使用频率高的特点，不仅如此，在使用过程中，因管理者和使用者不是同一个人，经常是好几位老师带不同班级、不同批次的学生进行实验，加之学生实际动手能力较差，造成仪器设备故障率较高，影响到实验教学及科研工作的正常开展。

笔者从参加工作至今，一直非常重视实验仪器设备的维护和维修工作，维护和维修的意识不断增强、技能不断提高，从2010 年以来，切实加强了仪器设备维护和自修工作，明显提高了仪器设备的完好率，保障教学与科研的顺利进行。

2 高校物理实验仪器设备的维护工作

古人云：“祸患可销于未萌，祸患常积于忽微。”实验仪器设备的管理工作应以预防为主，正确使用可以有效避免仪器故障的发生，有目的地进行相应维护可以延长其使用寿命。仪器设备的维护可从以下7 个方面做起。

2.1 营造良好环境

随着实验仪器的发展，对场所温度、湿度、酸碱度等实验环境条件的要求越来越高：实验室如果脏、乱，不仅会直接影响任课老师和学生进入实验室的心情，而且会影响对实验仪器的爱惜程度，人为影响仪器的使用寿命；实验室中的灰尘一般带有微量的静电，很容易附着在仪器上，如果附着在运动部件上会增大磨损；如果附着在部分电器上会造成短路、漏电、接触不良；如果附着在光学表面，沾污或损坏抛光表面，如果附着在贵重精密仪器上会影响仪器使用寿命；实验室如果潮湿会使仪器生锈，影响正常使用，实验室如果含有酸碱性气体，会侵蚀实验仪器。所以，一定要保持实验室干净、整洁以及良好的通风，实验结束时要求学生打扫实验室卫生，整理好实验仪器；环境气温太高、太干燥时，可通过在实验室安全地方的地面洒水来调节实验室的湿度。

2.2 合理摆放仪器

实验仪器的合理摆放是实验仪器维护不可缺少的环节。不同类型的仪器设备要分类放置，同一类型仪器及其配件要放在一起，避免缺件；需要根据仪器自身特性，合理安排仪器的存放地点，长时间不用的仪器，应该将仪器擦拭干净，盖上仪器布罩或放入仪器柜中。对光学仪器要轻拿轻放，勿使它们受到冲击或震动，特别要防止光学元件跌落，要避免金属等坚硬物体划伤光学表面，防止任何溶液，尤其是腐蚀性溶液溅到光学表面上，暂时不用的或用毕应放在安全的地方，不可随便乱放。分光计无论在使用或存放时，都应避免灰尘、潮湿、过冷、过热及含有酸/碱性等气体的侵蚀。实验仪器要防止老化，避免暴晒，不用时就应入柜存放；有些仪器里面有电池，如电位差计、多用表、直流电阻电桥等长期不用，就应该把里面的电池取出放置；电子仪器不能受潮，受潮会发生漏电、击穿，造成仪器故障，所以应放置在干燥、通风良好的房间；实验课上，实验台上不要放置与该次实验内容无关的仪器，学生不知道该仪器是用来干什么的，会干扰学生实验，若学生乱动仪器，可能会损坏仪器；注意仪器设备摆放的整体布局，保持实验室干净、整洁。

2.3 检查仪器状况

实验仪器的检查是仪器维护中的一个非常重要环节。做好实验仪器的检查工作，是发现隐患、掌握实验仪器技术状况的重要手段。实验仪器的检查可分为日常检查和定期检查。

2.3.1 日常检查

日常检查是实验课顺利进行的有力保障[5]。检查仪器内外旋钮有无松脱、指示档位是否正确、易损元件有无故障。比如：检查物理天平，课后查看天平的平衡螺母是否完备，通过调节平衡螺母看天平能否调节平衡，如果调不平衡，看砝码盘是否对应，甚至在砝码盘下面加垫片，直至天平调节平衡，学生可以使用为止，避免横梁倒下来，损坏天平的刀口、指针；霍尔效应实验中所用的霍尔元件是易损元件，实验中要求流过的霍尔电流很小，这就要求实验结束时，学生将霍尔电流与励磁电流调到零以后再关机，以免下次实验开机时将霍尔片损坏。所以，实验技术人员在每次实验结束后，都要检查霍尔效应实验仪的励磁电流与霍尔电流是否调零；检查示波器的输入电缆插头线是否完好，旋钮是否移位，输出波形是否正常等。实验课结束时，对实验教师进行回访、了解仪器使用情况，以便有针对性地做好实验课前准备和课后维护工作。

2.3.2 定期检查

节假日前，实验技术人员对实验室的水、电、门安全进行检查；定期对实验仪器进行通电检查、清洗擦试；为防止锈蚀，对于游标卡尺、千分尺等仪器，过段时间就应该注油维护，防止生锈损坏仪器；光学表面如有灰尘，用洁净的镜头纸或软毛刷轻轻拂去，或用橡皮球吹掉，光学表面如有指印或污痕，用脱脂棉花和丙酮、乙醇擦拭。每学期实验课结束之后，或寒、暑假前对部分实验仪器进行一次保养。

2.4 仪器设备档案检查

实验仪器设备的维护与维修是一项技术性、专业性很强的工作。应将仪器设备验收过程中的所有相关资料进行归档、妥善保管，如仪器说明书、光盘以及联系方式等。这样，一方面便于相关人员翻阅、学习，掌握仪器的使用和简单故障的排除；另一方面便于实验仪器在使用过程中附件出现故障、需要更换或需要重新购置时，及时与厂家取得联系，保证实验教学和科研的顺利进行。也便于新仪器管理员查阅资料，就较容易接手对仪器进行维护与维修。

2.5 实验课前、课上、课后检查

实验课前，实验人员必须掌握实验仪器的原理、性能，清楚仪器使用方法以及注意事项，做到心中有数、有的放矢。遇到新进年轻教师上实验课，实验技术人员应根据自己的经验，给教师提醒实验过程容易出现的问题。比如：在电位差计测量干电池电动势实验中，学生可能把电池盒中的电池正负极接反，造成实验无法进行，还有检流计在使用之前要调零；霍尔效应实验中，霍尔片可安全通过的电流值很小，误将励磁电流接入霍尔片，霍尔片就会烧毁；磁悬浮实验中，一定要注意永磁体与铝盘的距离适中，太远测量灵敏度低，太近可能导致磁体与铝盘摩擦，铝盘高速旋转还可能导致永磁体飞出；调整光学仪器时，要耐心细致，动作要轻，使用分光计时，狭缝机构制造精细、调整紧密，不宜拆卸调节；有些仪器制动螺钉未拧松前，不能用力硬搬，微动装置在使用到极限位置时不可强行转动，严禁盲目及粗鲁操作。

在实验课上，任课教师应强调学生在整个实验过程爱惜仪器以及实验过程的注意事项。比如：强调学生在操作所有的手动旋钮时，应用力适度，以免滑丝；PN 结物理特性测定的实验中，陶瓷介质铂电阻勿让学生随便取出，以免损坏陶瓷介质；电子荷质比实验中，必须经过老师检查线路接线正确，学生方可开启电源等。如果仪器出现故障，应尽量当时解决，保证实验教学的正常进行。

实验课结束时，要求学生按要求关闭电源，摆放好仪器，组织学生打扫实验室卫生。实验课后，实验技术人员要检测仪器情况，拿走有故障的仪器，不能与无故障的仪器放在一起，以便学生或实验教师在实验课上发现一台有故障的仪器，当自己操作不当时误认为无故障仪器也可能是有故障，换来换去的对仪器使用非常不利。这样既可以保证实验仪器的完好率，还可以节省维修的费用和时间。

2.6 实验室安全检查

安全第一，预防为主。实验室安全是一个永恒而重要的话题，每一个实验室都不能对安全问题掉以轻心。每一位申请实验者必须先由教师或实验技术人员进行实验安全培训，告知注意事项、操作规程、防护措施、紧急情况处理等事项后才准许进入实验室。实验室人员离开实验室时，要做到“三检查”：一检查电，检查所有仪器电源是否关闭，实验室总电是否关闭，导线是否有破损或漏电等；二检查水暖，检查实验室水龙头是否关好，暖气是否有渗漏等，避免造成水灾，破坏实验仪器；三检查门窗，检查实验室门窗是否关好，防止实验室仪器丢失。

2.7 发扬团结协作精神

实验仪器设备的维护离不开实验室人员之间的团结协作。实验室工作既有单独性,又有群体性，在实验课上,任课教师应和实验技术人员配合,充分发挥积极性、主动性,强调学生爱惜实验仪器，严格按要求规范操作，实验结束时，任课教师要求学生关掉电源、合理摆放仪器，这就务必要求实验室人员之间要发扬团结协作的团队精神。

笔者按照以上所述对实验仪器进行维护，近十年所购仪器完好率达到97%以上。

总之，仪器设备维护工作完成得好，不但可以降低仪器故障的概率，还可以把损失降到最低，延长仪器设备的使用时间，节省资源，同时仪器的计量性能也得到了更好的保证，降低安全事故发生的概率，确保仪器设备和实验人员的安全。

3 高校物理实验仪器设备的维修工作

无论实验仪器的质量多好，都难以保证不出故障。实验仪器在运行过程中，技术状态会发生变化，如果不及时处理，对于仪器后续使用将会造成影响。以本人所在的实验教学中心为例，实验课安排较多，故障仪器如不及时维修，就可能连续影响到几堂实验课。因此，在不影响课堂教学的前提下，争取做到何时坏何时修、何处坏何处修。

3.1 实验技术人员维修

3.1.1 低难度故障维修

实验仪器的故障有时只是由个别零部件的损坏造成的。此类故障的维修难度较小，例如：仪器的保险丝损坏；也可能是某个二极管、三极管或电容已被击穿损坏；太阳能电池专用负载电阻箱的个别电阻损坏；DH325 新型十一线电位差计转盘处电阻丝的起点处、终点处很容易断开。查出故障后，需要更换元件的就更换元件，需要焊接的就焊接。

3.1.2 高难度故障维修

对损坏度较高的仪器维修时，应具体问题具体分析。实验技术人员首先应该查看电源源头部分。其次，查看旋钮位置是否正常，仪器内部是否有故障。典型的仪器如示波器，有时可能出现荧光屏上没有亮点、衰减旋钮不在正常位置，同步调节旋钮不起作用、看不到李莎如图形等情况；有些故障需查阅资料（如说明书），分析可能引起故障的原因，进一步分析确定故障所在的部位；有些仪器出现故障，维修人员需要在设备中输入标准的信号，通过对波形进行比对的方式查明故障点；一些知道故障所在原件而又不懂其原理，无法有效解决的故障，可以将其与相同类型的设备进行比对，根据原件焊接处对应的导线颜色一一对应地进行焊接来更换故障原件使故障得到解决。最后，对于维修过的实验仪器，应记录下故障部位、现象、维修办法，对后续的维修工作有帮助，可以缩短后续的维修时间。

3.1.3 高频率故障的维修

对于高频率故障的维修，需要实验技术人员在仪器设备维修的过程中不断地总结经验，根据仪器自身特点，找到巧妙排查故障的方法。比如，查看示波器的灵敏度选择开关（V/div）是否移位时，如果信号发生器默认输出峰峰值为2 V/div 的信号时，将示波器的灵敏度选择开关放置在0.5 V/div 位置处，就看示波器荧光屏上显示的交流信号从波谷到波峰是否占了四格，来判断灵敏度选择开关（V/div）是否移位。查看杭州大华仪器制造有限公司生产的11 线电位差计仪器中，电阻丝长度取小数部分的转盘（电阻丝起点、终点容易磨断）有无故障时，将多用表放在200 Ω 的档位上，两表笔分别放在B、D 两插孔处，从电阻丝的长度从小到大旋转转盘，如果多用表显示的电阻值一直增大或一直减小则转盘有故障，如果多用表显示的电阻值由小增大再减小则转盘无问题（这是通过没问题与有问题的转盘用多用表检查对比得出的结论），用起来非常方便。这种巧妙排查故障的方法，简便、快捷，可以很好地维护仪器。如果没有这些经验方法，仪器套数非常多，排查故障将是一件非常耗时的工作。

3.2 仪器设备厂家技术人员维修

有些仪器本身结构复杂，在实际操作中有一定的难度，实验技术人员不能胜任的应及时请厂家技术人员上门维修。维修过程中，实验技术人员要在旁边学习，以便以后出现类似故障可以自己动手及时维修，节省时间、节省经费，确保实验教学的顺利进行。

3.3 仪器设备后期处理维修

做好仪器设备的后期处置，做到物尽其用。充分发挥报废资产的剩余价值：对有故障的电流表、电压表、电阻箱等仪器，经过处理，就用在线路故障实验中；一些性能良好的闲置仪器，应妥善处理，转变功能进行再利用；为了提高高校仪器设备的完好率，降低维修成本，将淘汰的仪器设备作为同类型设备的维修配件，用于解决同类型在用仪器设备的保养维修，减缓仪器设备的损坏程度；对无法修理使用的仪器进行报废时，学生可以放开手脚，让学生进行一些创新性、设计性实验，大胆尝试，拆装与重组相结合进行重组装配，也可以拆卸报废仪器设备的零部件，用来修理那些尚能正常使用的仪器，使理论与实践相结合，进一步熟悉仪器内部结构，直观生动了解其原理方法、锻炼动手能力、收获很多常规实验学不到的知识。在日常工作中，将实验室台面或地面散落的小零部件收集起来，一旦发现那台仪器短缺就可以被利用起来。这样，既做到物尽其用，还做到实验室环保[13]，有利于国家生态文明建设，践行新时代发展理念。

结合实验技术人员工作的特点，实验技术人员是实验仪器设备维护与维修的主力军。充分发挥实验技术人员对仪器设备的维护与维修职能，能够更好地做到物尽其用，人尽其才，地尽其利。

4 与高校物理实验仪器设备维护、维修相关的其他问题

实验技术人员在高校物理实验仪器设备维护、维修中承担着重要的任务，肩负重要的责任，因此，要做好高校实验物理实验仪器设备维护与维修工作，还应该加强实验技术人员的专业培训、提高实验技术人员的薪酬待遇、提高实验技术人员的准入门槛、加大实验室维护维修的经费投入。

4.1 加强实验技术人员的专业培训

物理实验仪器的维护与维修是一项专业性、技术性很强的工作。为适应当前工作的需要，高校应积极创造条件，加强对实验技术人员专业素质培训[14]，提升维护意识、提高仪器维修技能。通过组织他们参加各种专题讲座、校外交流学习，扩大视野，增长知识，较好地掌握仪器操作、维护、维修技能，做好日常的维护与维修工作。

4.2 提高实验技术人员的薪酬待遇

实验技术队伍在高校中“地位低”已成为不争的事实。“以人为本”，做好人的工作，充分调动人的积极性、主动性和创造性，已是老话长谈。高校实验技术人员也是普通人，绝非圣人，也需要物质支持、精神支柱。实验技术人员薪酬待遇普遍较低，而且很多高校的实验技术职称未设置正高职称，严重影响了实验技术人员工作的积极性，这种现状显然不能满足高层次实验技术人员的个人发展要求，造成实验技术队伍的不稳定。因此，高校需要正视当前实验技术队伍薪酬待遇中存在的突出问题，要充分发挥实验技术人员的仪器维护与维修职能，不仅需要实验技术人员提高自身能力，同时需要切实从实验技术人员实际业绩出发，提升队伍定位，从实验技术人员的主观发展需求出发提高实验技术人员的待遇[13-18]，给实验技术人员提供相对公平的薪酬待遇，留住人才，以适应高校实验室工作需要。2017 年延安大学实行分类分级管理，将高级实验师分为五、六、七级岗位；2018年开始讨论实验技术人员设正高级岗位。总体来说，这两年实验技术人员流失情况有所好转。

4.3 提高实验技术人员的准入门槛

摒弃“谁都可以干”的用人偏见，提高准入门槛要求。新兴学科、专业领域的扩展融合，对实验技术人员的要求也越来越高。如果待遇提高了，学校在招聘、引进人才方面可引入高学历、高水平、高素质人才以适应现代高校实验室工作需要，为学科建设提供高效服务，进而提高实验技术人员对实验仪器设备的维护和维修能力。

4.4 加大实验室维护维修的经费投入

维修应以预防为主，要设置专门的仪器设备维护、维修经费。实验室每学期购买实验仪器维护所需的耗材和实验仪器维修所需的配件，是需要经费的。随着高校仪器设备更新换代频次不断提高，实验仪器设备数量、技术含量、使用率越来越高，使得仪器设备的故障率也越来越高。加大仪器维护、维修的经费投入显得尤为重要，确保仪器设备的正常使用。

5 结束语

综上所述，当前高校物理实验仪器设备的维护与维修工作显得愈发重要，由于物理实验技术人员工作的特点，物理实验技术人员所发挥的作用尤为关键。物理实验技术人员需要正视自身工作的重要性，做好实验仪器的日常维护与维修工作，保障物理实验室的高效运转和人才培养质量的持续提升。为此，高校应不断加强实验技术队伍建设，重视人才，重视能力。首先，从实验技术人员的主客观发展需求出发，提供发展平台，提高实验技术人员的待遇、留住人才、进好人才。其次，加强实验技术人员的专业培训，提高准入门槛，建设一支技术过硬、爱岗敬业、团结协作、相对稳定的专业化实验技术队伍，做好日常的仪器维护与维修工作。最后就是应加大实验室维护维修的经费投入，确保仪器设备的正常使用，为高校的教学和科研提供良好的支撑作用。这样将为高校物理实验仪器设备的维护与维修提供参考、借鉴。