ARL-4460光譜儀故障的處理

黃琴

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司制造管理部）

ARL-4460光譜儀故障的處理

黃琴

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司制造管理部）

介紹了在使用ARL-4460光譜儀進(jìn)行日常分析時遇到的故障。對這些故障進(jìn)行了分析，以及排除故障的處理方法。

光譜儀；故障處理；正常生產(chǎn)

聯(lián)系人：黃琴，女，46歲，本科，化學(xué)分析工程師，烏魯木齊(830022)寶鋼集團(tuán)八鋼公司制造管理部理化檢測中心

E-mail：lghyzyg@bygt.com.cn

1 前言

ARL-4460光譜儀主要用于在煉鋼爐前化驗(yàn)，放置光譜儀的環(huán)境要求應(yīng)防震、潔凈，一般室內(nèi)溫度應(yīng)保持在20℃～30℃，在同一個再校準(zhǔn)周期內(nèi)室內(nèi)溫度變化不超過5℃，相對濕度應(yīng)小于80%。

從結(jié)構(gòu)上看，ARL-4460主要有四部分構(gòu)成：樣品激發(fā)臺和光源系統(tǒng)部分；光學(xué)系統(tǒng)部分包括聚光鏡、入射狹縫、分光系統(tǒng)、出射狹縫、光電倍增管；環(huán)境系統(tǒng)包括真空泵、水泵、油泵等；電子控制及計(jì)算機(jī)部分包括:轉(zhuǎn)換器、積分板、負(fù)高壓系統(tǒng)、狀態(tài)板、計(jì)算機(jī)等。

在通常情況下ARL-4460直讀光譜儀在操作過程中發(fā)現(xiàn)一些不正常的現(xiàn)象，儀器會自動產(chǎn)生報(bào)警信息，操做者可以針對提示的報(bào)警信息來查看有故障的部位并進(jìn)行處理。但還是有些不正?，F(xiàn)象不發(fā)出報(bào)警信息，這需要結(jié)合實(shí)際情況和周圍環(huán)境對故障點(diǎn)進(jìn)行判斷，一一排除沒有問題的部位，從而找到有故障的部位，并給予處理。筆者結(jié)合現(xiàn)場發(fā)生的故障現(xiàn)象及其處理方法進(jìn)行歸納分析。

2 故障現(xiàn)象和處理方法

2.1 激發(fā)臺和光源系統(tǒng)部分故障

2.1.1 光譜儀不能正常工作

（1）激發(fā)試樣時,沒有點(diǎn)火的聲音,聽不到正常狀態(tài)時發(fā)出激發(fā)的聲音，所顯示的結(jié)果全部為“0”，同時報(bào)警提示：ICS：CCS/DCV+350Voltpower supply out；ICS：CCS/DCV+200Volt power supply out。 看狀態(tài)欄發(fā)現(xiàn)CCS/DCV+350V和CCS/DCV+200V沒有能量輸出，

故障查找：（1）激發(fā)臺門關(guān)閉后儀器形成閉合回路，若門鎖接觸不良或故障閉合回路斷開，CCS/DCV+350V和CCS/DCV+200V沒有能量輸出。（2）激發(fā)臺門鎖無故障，仍然沒有點(diǎn)火的聲音，可能點(diǎn)火板處有故障，致使光譜儀不激發(fā)，沒有點(diǎn)火的聲音。

處理辦法：（1）及時清理或更換門鎖開關(guān)，使儀器恢復(fù)正常。（2）清理或更換門鎖開關(guān)后，激發(fā)試樣時,仔細(xì)聽激發(fā)臺工作的聲音,確定沒有點(diǎn)火的聲音,所顯示的結(jié)果全部為“0”,可以判定激發(fā)臺點(diǎn)火板部位出現(xiàn)問題。首先檢查真空室下邊右面的CCS光源柜,查看保險(xiǎn)是否燒斷，之后將激發(fā)臺的保險(xiǎn)罩取下,檢查主板的電源保險(xiǎn)是否燒壞。一般情況下,不激發(fā)試樣而且沒有聲音,不進(jìn)行點(diǎn)火工作大部分原因是由于電路板上保險(xiǎn)燒壞,更換保險(xiǎn)后就能正常工作。這是因?yàn)辄c(diǎn)火板左側(cè)有一個冷卻風(fēng)扇,因此板面上容易積灰,造成電器元件短路,燒壞保險(xiǎn)。如果保險(xiǎn)沒有發(fā)生損壞,激發(fā)時不進(jìn)行點(diǎn)火,可以判斷點(diǎn)火板損壞,需要更換點(diǎn)火板。重新安裝好點(diǎn)火板,進(jìn)行激發(fā)試樣,儀器恢復(fù)正常。

2.1.2 儀器標(biāo)準(zhǔn)化后的故障

在做日常維護(hù)時,進(jìn)行儀器標(biāo)準(zhǔn)化后,會出現(xiàn)warning:standard updating execution;alpha/or beta out of tolerance。

故障查找:這種信息是指標(biāo)準(zhǔn)化后,某些元素的α系數(shù)、β系數(shù)的范圍超標(biāo)。α系數(shù)的正常范圍:0.8≤α≤2.0;β系數(shù)的正常范圍在“0”左右。α系數(shù)越接近“1”。β系數(shù)越接近“0”說明該元素的狀態(tài)越好。查看操作界面中Configuration Report→analysis→analytical program,點(diǎn)擊日常分析曲線,就能夠看到所有元素標(biāo)準(zhǔn)化后α系數(shù)、β系數(shù)的數(shù)值,查看哪些元素的α系數(shù)、β系數(shù)不在正常范圍內(nèi)。

處理方法:在清理儀器的火花臺后,作標(biāo)準(zhǔn)化之前利用廢棄的試樣進(jìn)行激發(fā),以便趕走進(jìn)入火花臺的空氣。在每次清理儀器后,對電極的距離進(jìn)行調(diào)整，對照樣品名稱牌號,排好標(biāo)準(zhǔn)化樣品的順序,以免在標(biāo)準(zhǔn)化的過程中拿錯試樣。如果在查看標(biāo)準(zhǔn)化元素的α系數(shù)、β系數(shù)的數(shù)值后,發(fā)現(xiàn)S、P的α系數(shù)偏大,是由于透鏡受到污染,一般可用無水乙醇浸泡15分鐘,用擦鏡紙擦干即可。同時查看真空度和入射狹縫是否發(fā)生變化,此時應(yīng)檢查后再作校正。

2.1.3 儀器顯示化驗(yàn)結(jié)果不穩(wěn)定

在分析試樣時,發(fā)現(xiàn)儀器的狀態(tài)不穩(wěn)定,尤其是高含量的元素變化較大時,儀器發(fā)生偏移間隔時間較短。

故障查找:查看是否由于放電粉塵太多,堵塞氬氣循環(huán)系統(tǒng),導(dǎo)致氣路的出氣不暢;查看氬氣進(jìn)到光譜儀的入口是否出現(xiàn)泄露;氬氣凈化系統(tǒng)是否到期,應(yīng)進(jìn)行再生。

處理方法:將直徑細(xì)小的橡皮管接到氬氣氣瓶口,另一端接到廢氬氣的出口處,給大流量的氬氣進(jìn)行反吹,可以將管道中的灰塵從激發(fā)臺廢氬氣的入口處吹出,因此在反吹之前,應(yīng)該把激發(fā)臺拆下來，使氬氣通過氣體凈化器,可以進(jìn)一步凈化氬氣,但也需要定期對氣體凈化器進(jìn)行再生,以免因?yàn)閮艋瘷C(jī)失效而影響氬氣的質(zhì)量,造成分析誤差。

2.2 光學(xué)系統(tǒng)部分故障及處理

故障查找:P、S等是短波元素，氬氣中的夾雜氣體會吸收P、S等元素的激發(fā)譜線光能，氬氣純度不夠,P、S等元素分析結(jié)果會出現(xiàn)異常。狹縫受季節(jié)、溫度等影響,發(fā)生變化時，P元素分析也會出現(xiàn)異常。

處理辦法:轉(zhuǎn)換氬氣凈化機(jī)工作塔至事先已凈化好的工作塔上，消除氬氣純度的影響。ARL-4460型直讀光譜儀是非常穩(wěn)定的儀器,跡線漂移很慢,但有必要進(jìn)行描跡檢查。描跡檢查可分為直接描跡和積分描跡。因?yàn)榉e分描跡簡單,同時又可以多元素進(jìn)行描跡,一般采用積分描跡。從主菜單選擇Intialisation→IntegrectProfile,設(shè)定初始刻度為STARTDIALPOSITION,雖然每個光譜儀設(shè)備部件相同,但個體之間仍然存在細(xì)微差異,因此每臺儀器的起步刻度不太一致,起步點(diǎn)可依據(jù)出廠值的設(shè)定不作更改;為步長為STEPDIAL為2,最大步數(shù)MAXIMUM NUMBER OF STEPS為15。設(shè)置完成后按START PROFILE激發(fā)試樣,直至走完最大步長,激發(fā)過程不需要對試樣換位置,點(diǎn)擊CALCULATE AVERAGE(計(jì)算平均值)→記住位置,退出后設(shè)定鼓輪位置。

2.3 環(huán)境系統(tǒng)故障及處理

2.3.1 持續(xù)工作，激發(fā)臺溫度過高的問題

在進(jìn)行試樣分析時,連續(xù)多次試樣分析后,發(fā)現(xiàn)激發(fā)臺溫度過高。

故障查找:激發(fā)臺部位用冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行恒溫；水循環(huán)系統(tǒng)靠水泵進(jìn)行工作。如果儀器的恒溫裝置發(fā)生變化,就很可能導(dǎo)致系統(tǒng)溫度不穩(wěn)定。分析試樣時,系統(tǒng)溫度就會升高，待機(jī)狀態(tài)下,系統(tǒng)溫度就會低一些。

處理辦法：查看冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是否缺水，對系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水。如果水泵發(fā)生異常要進(jìn)行更換。

2.3.2 標(biāo)樣測試成分異常的問題

測試標(biāo)樣時發(fā)現(xiàn)C、P及S結(jié)果不對?？礌顟B(tài)欄，發(fā)現(xiàn)真空度＞1000。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行分析，計(jì)數(shù)資料以例數(shù)(n)和百分率(%)表示，采用χ2檢驗(yàn)或連續(xù)性校正χ2檢驗(yàn)，計(jì)量資料以±s)表示，采用t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

故障查找：C、P及S為短波元素，光室中的真空度＞1000說明光室中的空氣多，空氣中的氣體會吸收C、P、S等元素的激發(fā)譜線光能，致使C、P及S結(jié)果不對。ARL-4460光譜儀要求正常時真空度＜30。光室中的真空是靠真空泵抽的真空，真空度＞1000說明真空泵未工作。

處理辦法：插緊真空泵插頭，看狀態(tài)欄，發(fā)現(xiàn)真空度＜30，儀器正常；否則檢查真空泵控制板，控制板有問題則修復(fù)或更換真空泵控制板；若控制板正常，看狀態(tài)欄，真空度＞1000說明真空泵有問題，更換真空泵，看狀態(tài)欄，發(fā)現(xiàn)真空度＜30，儀器正常。

2.4 電子控制及計(jì)算機(jī)部分故障

2.4.1 “Analyse”時，光譜議不能正常工作

進(jìn)行試樣分析時，點(diǎn)擊“Analyse”時，所有元素的顯示含量都是最低檢測限或激發(fā)試樣后，光譜儀不能正常工作，通常有報(bào)警“No respond from ICS”。

故障查找：通常情況下點(diǎn)擊［F7］之后，查看Neg.1kV這一項(xiàng)會發(fā)現(xiàn)-1000V高壓項(xiàng)數(shù)值很低，只有幾十伏。如果是這種情況，可以判斷負(fù)高壓板塊損壞，需要更換負(fù)高壓備件；出現(xiàn)報(bào)警“No respond from ICS”或出現(xiàn)報(bào)警信息“Hardware Error:ICS device failed to acknowledgemessage properly”，由于電腦終端操作過快,導(dǎo)致電腦和設(shè)備通訊出現(xiàn)故障。

處理辦法：更換負(fù)高壓備件。首先關(guān)閉光譜儀，關(guān)機(jī)順序HVPS→electronics→Water pump→vacumm pump→MAINS 16A，打開真空室左下方電子柜的門在最下面會看到一個外體是銅板的長方體，這就是負(fù)高壓組件，用新的備件更換，就能夠使光譜正常工作。出現(xiàn)報(bào)警“No respond from ICS”或出現(xiàn)報(bào)警信息“Hardware Error:ICSdevice failed toacknowledgemessage properly”關(guān)掉光譜儀后面的electronics此項(xiàng)的開關(guān),停頓20s左右,再打開此開關(guān),在電腦終端點(diǎn)擊［F7］進(jìn)行初始化聯(lián)機(jī),恢復(fù)正常界面后,就可以進(jìn)行分析。

2.4.2 激發(fā)試樣時，出現(xiàn)ICS故障提示

激發(fā)試樣時,出現(xiàn)ICS:

故障查找:這類信息是指由于光譜儀周圍環(huán)境發(fā)生變化,導(dǎo)致儀器不穩(wěn)定而引起的報(bào)警。在這種情況下,如果繼續(xù)分析試樣將會導(dǎo)致分析結(jié)果失真,查看數(shù)值,最明顯的表現(xiàn)在“N”元素,其值低于最低檢測限或高出正常值很多。

處理方法:退出ARL-4460的軟件操作界面,讓設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài),停頓20s后,再進(jìn)入其操作界面,就能恢復(fù)正常工作。

2.4.3 狀態(tài)欄[F7]無法打開

檢查ARL-4460光譜儀狀態(tài)欄[F7]用于觀察儀器狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)，如光譜儀與計(jì)算機(jī)未聯(lián)機(jī)，光譜儀狀態(tài)無法讀取。

處理辦法：打開儀器左下方的門，可以看見一個白色及一個藍(lán)色按鈕，同時按下這兩個按鈕，退出狀態(tài)欄，再重新進(jìn)入狀態(tài)欄，恢復(fù)正常。

3 日常維護(hù)和保養(yǎng)

建議每班對激發(fā)臺進(jìn)行清理,以保證設(shè)備氣路暢通；每班更換一次積灰桶,用清水沖洗碳黑,晾干后可以替換使用；每天吹掃一次廢氣管路，以保證排氣管路暢通；每月清理一次儀器后面的除塵濾布；每月將激發(fā)臺上的保護(hù)罩卸下,對里面的電路板進(jìn)行吹掃,以免由于積灰造成不必要的電器元件短路,燒壞電路板。

ARL-4460光譜儀的激發(fā)臺在設(shè)計(jì)上存在缺陷，激發(fā)臺在分析完試樣后會產(chǎn)生很多灰塵,很容易就進(jìn)入激發(fā)臺保護(hù)罩的下面，建議將保護(hù)罩的縫隙處用膠帶紙密封，可以減少灰塵的侵害。在清理激發(fā)臺時，若發(fā)現(xiàn)石英杯被污染得很厲害，建議半月用稀鹽酸進(jìn)行充分浸泡24小時，這樣清洗效果較好。

4 結(jié)束語

在對ARL-4460光譜議進(jìn)行清理和維護(hù)時，需要在專業(yè)技術(shù)人員的配合下完成。對設(shè)備經(jīng)常進(jìn)行保養(yǎng)可以延長設(shè)備的使用壽命，還能減少備件的使用,節(jié)約成本。化驗(yàn)設(shè)備正常運(yùn)行才能為生產(chǎn)現(xiàn)場提供穩(wěn)定的服務(wù)。

Solution of Malfunction of the ARL-4460 Spectrometer

HUANGQin
（ManufacturingManagementDepartment,Bayi Iron&SteelCo.,BaosteelGroup)

This article introduced the common breakdownswhen using the ARL-4460 spectrometer in routine analysis process.Thesemalfunctions reasonswereanalysed,some removalmethodswasdescribed.

spectrometer;solution ofmalfunction;regular production

TG115.3+39

B

1672—4224（2014）01—0055—03