iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的常見故障分析與維修

鄧福平

摘 要：iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀是一種常見的儀器，在信息技術(shù)的發(fā)展下，該種設(shè)備已經(jīng)在環(huán)境、生物、地質(zhì)、冶金、工業(yè)、醫(yī)學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，一旦儀器發(fā)生故障，就會停機(jī)，嚴(yán)重降低了儀器的使用效率。文章主要分析了iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀常見故障與維修措施。

關(guān)鍵詞：iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀；常見故障；維修措施

中圖分類號：TH843 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）18-0100-01

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀是一種非常具有沖擊力的分析技術(shù)，已經(jīng)在環(huán)境、生物、地質(zhì)、冶金、工業(yè)、醫(yī)學(xué)中廣泛應(yīng)用。近年來，各個廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品表現(xiàn)出了精密化、小型化的發(fā)展趨勢，這給操作與維護(hù)工作帶來了一定的困難，一旦儀器發(fā)生故障，就會停機(jī)，嚴(yán)重降低了儀器的使用效率。關(guān)于iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的故障分析和維修，很多學(xué)者都進(jìn)行了研究，但主要集中在局部障礙的維修中，本文基于此及實際應(yīng)用來分析iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀常見故障和維修措施。

1 儀器構(gòu)成與維修思路

熟悉及掌握儀器結(jié)構(gòu)有利于快速判斷故障及理清維修思路。iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀主要包括供電系統(tǒng)、內(nèi)鎖系統(tǒng)、質(zhì)譜系統(tǒng)、點火系統(tǒng)等四大系統(tǒng)組成，其中供電系統(tǒng)可以為儀器提供需要的電壓，尤其是直流電壓，內(nèi)鎖系統(tǒng)能夠監(jiān)測儀器運行狀態(tài)，是一種輔助型系統(tǒng)。質(zhì)譜系統(tǒng)可以對離子實施過濾、聚焦以及檢測工作，下面介紹四大系統(tǒng)的組成。

1.1 供電系統(tǒng)

iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀模塊包括ELecs開關(guān)、Peliter開關(guān)、射頻發(fā)生器開關(guān)、LVDU模塊、LAMBDA PSU模塊幾個部分。

1.2 內(nèi)鎖系統(tǒng)

iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀中的氣路模塊由相關(guān)氣路和壓力傳感器組成，溫度傳感器為膨脹室溫控制模塊，循環(huán)水模塊由水流傳感器、循環(huán)水機(jī)、水流電磁閥等等，門鎖為罩關(guān)閉模塊。真空模塊由渦輪分子泵、真空閥、機(jī)械真空泵、潘寧真空泵、真空管路組成。控制模塊由控制電路板、內(nèi)置電腦、外置電腦、電纜分配單元、電纜和控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)組成。

1.3 質(zhì)譜系統(tǒng)

質(zhì)譜系統(tǒng)由離子透鏡模塊、離子提取模塊、檢測模塊、分離模塊、分立式打拿級電子倍增器組成。

1.4 點火系統(tǒng)

點火系統(tǒng)包括霧化器、多通道集成蠕動泵、霧室組成，高頻模塊由普配網(wǎng)絡(luò)、高頻發(fā)生器組成，等離子體模塊由矩管罩、點火頭、屏蔽矩、矩管組成。

在儀器內(nèi)鎖系統(tǒng)中，存在大量的部件，這些部件的正常工作需要滿足兩個條件，即電壓供應(yīng)政策與部件運行正常，在這些系統(tǒng)中，質(zhì)譜儀與供電系統(tǒng)是精密的儀器，很容易出現(xiàn)故障，一旦這些故障損壞，必須要進(jìn)行整理更換。同時，點火系統(tǒng)中雖然模塊簡單，但是對于運行環(huán)境的要求較高，這些系統(tǒng)需要在輔助系統(tǒng)的支持下才能夠正常工作，如果出現(xiàn)故障，需要遵循先易后難與先輔后主的維修原則。

2 iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的常見故

障分析與維修

iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀比較常見的故障出現(xiàn)在內(nèi)鎖系統(tǒng)和點火系統(tǒng)。

2.1 內(nèi)鎖常見故障和維修方式

2.1.1 氣路模塊故障

如果iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀氣路模塊出現(xiàn)故障，那么涉及的內(nèi)容有壓力傳感器、控制模塊、氣路連接、氣體控制PCB板等等，如果懷疑氣路模塊出現(xiàn)故障，需要先進(jìn)行分析排查，看氬氣供應(yīng)與氣路連接是不是正常，再檢查PCB板上的LED燈運行是否正常，如果燈不亮，那么就需要檢查壓力傳感器，看其電壓是不是正常，如果燈不亮，那么就要再次測試兩端電壓，如果測試結(jié)果顯示為5 V，那么就說明傳感器損壞，需要進(jìn)行更換。如果電壓測試結(jié)果為0，那么就說明控制模塊損壞，需要維修控制PCB板，如果燈量，則需要將CAN總線重新進(jìn)行拔插，如果依然失敗，則表示PCB板存在錯誤，需要進(jìn)行維修或者更換。

2.1.2 循環(huán)水模塊故障

與循環(huán)水模塊運行相關(guān)的模塊有水流電磁閥、水流傳感器、循環(huán)水機(jī)、相關(guān)水路、控制模塊、LVDU模塊。如果懷疑循環(huán)水模塊出現(xiàn)故障，那么需要在第一時間進(jìn)行分析和排查，看其中的渦輪分子泵、RF發(fā)生器、RF負(fù)載線圈、接口錐的運行是否正常，在安裝儀器時，需要控制好主機(jī)與循環(huán)水機(jī)之間的間距，將其控制在10 m之內(nèi)，避免兩者垂直落差過大。

在檢查時，應(yīng)該先檢查儀器水路，看水路是不是折彎、破損，尤其是在循環(huán)水入口位置，需要再三檢查水流電磁閥方向，保證鏈接方向的正確性，再測試循環(huán)水機(jī)壓力。如果測試結(jié)果顯示壓力不足207 kPa，那么就可以斷定循環(huán)水機(jī)已經(jīng)損壞，需要更換新機(jī)；如果壓力超過345 kPa，那么說明可能出現(xiàn)了水流堵塞的問題。在檢查這一問題時，需要先檢查主機(jī)和循環(huán)水機(jī)連接位置，若肉眼能夠判別出明顯污染，則需要及時更換過濾器，如果電磁閥沒有動作，則需要測試兩端電壓，如果電壓數(shù)據(jù)正常，那么則需要更換電磁閥，如果電磁閥有動作，那么接下來就需要看水流傳感器、負(fù)載線圈是否正常。

2.1.3 膨脹室溫控制模塊

與膨脹室溫控制模塊相關(guān)的有膨脹室溫控制模塊、循環(huán)水模塊、控制模塊幾個類型，在分析故障時，需要先檢查截取錐與采樣錐之間的溫度，看能否滿足循環(huán)水機(jī)工作溫度，檢查溫度感應(yīng)器兩端電壓，如果電壓測試結(jié)果顯示為24 V，那么說明傳感器損壞，如果電壓不正常，則基本可以判定控制模塊的運行發(fā)生問題，要及更剛換PCB板。

2.1.4 真空模塊

真空模塊有渦輪分子泵、真空閥、真空管路、潘寧真空規(guī)、機(jī)械真空泵、控制模塊幾個部分，真空模塊的故障常常由于泄漏因素引起，在檢查時，需要看真空管路的運行是不是正常，看機(jī)械泵泵油有沒有失效，重點檢查真空規(guī)的壽命。

2.2 點火系統(tǒng)故障和維修方式

點火系統(tǒng)故障發(fā)出的報警信息有兩種，第一種涉及的模塊為等離子體模塊，第二種涉及的模塊有等離子體模塊、內(nèi)鎖系統(tǒng)模塊、高頻模塊。對于第一種問題，需要先將屏蔽矩去掉，重新進(jìn)行點火，如果無誤，則說明屏蔽矩出現(xiàn)放電問題，需要及時進(jìn)行更換，如果工作不正常，則需要減小系統(tǒng)排風(fēng)量。對于第二種報警信息，需要檢查內(nèi)鎖系統(tǒng)的運行是不是正常，特別是要重視等離子體模塊的檢查。

等離子體診斷是一件非常重要的工作，它對優(yōu)化等離子體工藝，了解各種等離子體發(fā)生機(jī)理，確定特定等離子體的參數(shù)都起著決定性作用。目前在低溫等離子體研究方面，經(jīng)常采用的診斷手段有探針方法、光譜方法和質(zhì)譜方法。

3 結(jié) 語

總而言之，對于iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的維修維護(hù)建議還是采取預(yù)防為主，最好是給設(shè)備一個良好的工作環(huán)境，還要定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，及時發(fā)現(xiàn)問題并排除掉，這樣才能使設(shè)備更好地為人們服務(wù)。此外，iCAP Q系列電感耦合等離子體質(zhì)譜儀屬于精密設(shè)備，應(yīng)該加強對儀器的理解，熟練掌握其構(gòu)成，以便儀器能發(fā)揮更大的效用。

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