A3F-12原子吸收分光光度計故障排查

彭玉善

（四川鑫順礦業(yè)股份有限公司，四川成都610000）

原子吸收分光光度計在其實際應用過程中，具有良好的靈敏度、準確性和操作便捷的優(yōu)勢，因此在冶金、地質(zhì)、采礦、生物、醫(yī)藥等領域當中均有著十分廣泛的應用，是測定常量及微痕量元素重要的分析、檢測設備。原子吸收分光光度計的工作原理，是將需要進行測定的式樣首先進行原子化處理，并利用強穩(wěn)定的光照對其進行照射，待得到相同原子特征的光輻射后，再通過待測定的原子區(qū)域，對其吸光度進行測量[1]。最后，根據(jù)不同的吸光度對測定溶液的濃度關系曲線進行繪制，從而得到待測定元素的具體含量。當前，大部分的原子吸收分光光度計可分為兩類，一類為火焰原子吸收分光類型，另一類為帶石墨爐的原子吸收分光類型。在利用該儀器進行測量的過程中，若存在故障問題未被基礎查明并解決，則將會對后續(xù)測量結(jié)果及質(zhì)量造成嚴重的影響。基于此，本文以A3F-12原子吸收分光光度計為例，開展對其故障排查方法設計研究。

1 A3F-12原子吸收分光光度計故障排查方法設計

1.1 建立A3F-12原子吸收分光光度計故障評價指標

造成A3F-12原子吸收分光光度計出現(xiàn)故障問題主要包括波長示值誤差增加、基線穩(wěn)定性降低、光譜帶寬偏差增加、邊緣能量不穩(wěn)定等。因此，針對上述常見的故障問題，建立A3F-12原子吸收分光光度計故障評價指標。將常見故障問題的評價指標劃分為五個不同等級，得出如表1所示的A3F-12原子吸收分光光度計故障評價指標。

表1 A3F-12原子吸收分光光度計故障評價指標

表1中，確定性嚴重故障類型是指該儀器最常見的故障問題，即A3F-12原子吸收分光光度計硬件結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破損，并且含有移除破損部位即說明儀器出現(xiàn)了故障。由于確定性故障具有一定的規(guī)律，因此在對其故障排查過程中，能夠準確的得到故障結(jié)果。同時，第一級故障問題通常是不可恢復的故障類型，因此一旦出現(xiàn)故障，不能及時進行修復，則該儀器不會自動恢復到正常運行狀態(tài)。

表1中，不確定性故障主要包括A3F-12原子吸收分光光度計在使用過程中偶然出現(xiàn)的故障問題，以前一種故障類型相比，這種故障問題通常是更加隱蔽的。因此，在故障排查過程中更不容易被發(fā)現(xiàn)。同時，不確定性故障問題發(fā)生后，通過將儀器重新啟動的方式，能夠存在一定概率自動恢復正常，但在后續(xù)運行過程中仍然還會存在故障的可能。

1.2 A3F-12原子吸收分光光度計實時運行參數(shù)故障排查

完成對A3F-12原子吸收分光光度計故障評價指標建立后，需要對儀器在使用過程中產(chǎn)生的運行信息進行實時提取。本文結(jié)合儀器的運行特點，選用可編程控制器，對儀器運行信息進行采集。由于儀器可能存在的故障問題較多，因此無法實現(xiàn)對其統(tǒng)一的運行信息測量。針對這一問題，本文通過將多種不同故障問題的參數(shù)計算方式，引入到可編程控制器當中，通過該裝置自動識別不同的參數(shù)信息，實現(xiàn)對其針對不同故障問題的計算。

首先，針對波長示值誤差增加故障問題，對其波長示值誤差值進行計算，其計算公式如公式（1）所示：

公式（1）中，λ表示為儀器波長示值誤差值；λi表示為通過測量得到的儀器波長值；λr表示為儀器在未發(fā)生故障時的標準波長值。利用公式（1）計算得出儀器波長示值誤差值，將該數(shù)值與儀器使用標準中規(guī)定的誤差允許范圍進行比對，若超出規(guī)定允許范圍，則說明該儀器存在波長示值誤差增加故障問題。若不超過規(guī)定允許范圍，則說明該儀器不存在波長示值誤差增加故障問題。

其次，在針對波長重復性故障問題進行計算，其計算公式如公式（2）所示：

公式（2）中，σλ表示為儀器測量過程中的波長差值；λmax表示為儀器多次測量得到的波長最大值；λmin表示為儀器多次測量得到的波長最小值。同樣按照上述方式將其與規(guī)定波長差值范圍進行比較，判斷是否存在波長重復性故障問題。

再次，對儀器基線的穩(wěn)定性進行判斷。假設儀器的光譜帶寬為0.5nm，則根據(jù)儀器測量過程中的最佳火焰條件得出，在進行瞬時測量時，對測量時間內(nèi)的瞬時噪聲和零點漂移進行記錄，并將其與未出現(xiàn)故障問題的儀器記錄結(jié)果進行對比，通過直接對比的方式對儀器的基線穩(wěn)定性故障問題進行判斷。

最后，針對儀器光譜帶寬偏差過大故障問題進行計算，其計算公式如公式（3）所示：

公式（3）中，γ（表示為儀器光譜帶寬；λ1表示為第一次測量得到的儀器光譜帶寬；λ2表示為第二次測量得到的儀器光譜帶寬；0.2為A3F-12原子吸收分光光度計操作標準規(guī)定的光譜帶寬偏差標準范圍。將上述三個公式，帶入到可編程控制器當中，通過該裝置直接對儀器進行測量，并通過計算，判斷其可能存在的故障問題，以此對儀器常見的故障問題進行排查。

2 對比實驗

隨機選取某實驗室中的A3F-12原子吸收分光光度計共10個，該型號儀器主要組成結(jié)構(gòu)包括激發(fā)源、原子化器、分光計以及檢測器等。隨機對其中8個儀器設置不同的故障問題，包括波長示值誤差增加故障問題、波長重復性故障問題、基線失穩(wěn)故障問題以及譜帶寬偏差過大故障問題。分別利用本文提出的A3F-12原子吸收分光光度計故障排查方法和傳統(tǒng)故障排查方法對這10個儀器的故障問題進行檢測和排查，以此驗證本文故障排查方法的應用優(yōu)勢，并進一步實現(xiàn)對兩種故障排查方法的準確率對比。將兩種故障排查方法得到的實驗結(jié)果進行記錄，并根據(jù)記錄數(shù)據(jù)繪制如圖1所示的實驗結(jié)果對比圖[2]。

圖1 兩種故障排查方法實驗結(jié)果對比圖

由圖1中的實驗結(jié)果可以看出，本文故障排查方法正確排查故障問題個數(shù)明顯多于傳統(tǒng)故障排查方法，并且能夠?qū)⒈疚脑O置的全部故障問題全部排查出來[3]。得出這一結(jié)果的主要原因是由于，本文在設計故障排查方法時，引入了可編程控制器裝置，通過該裝置實現(xiàn)對多故障問題的綜合分析，以此有效提高了對故障排查的全面性，從而能夠?qū)⒋_定性故障問題和不確定性故障問題全部排查出來。同時，通過可編程控制器的引入，能夠進一步提高故障排查過程中相關計算的精度，并在一定程度上對故障排查的效率起到積極影響。除此之外，傳統(tǒng)故障排查方法在獲取到相關故障參數(shù)時，還存在無法將存在的故障問題與故障類型對應的問題，而本文故障排查方法有效的解決了這一問題。因此，通過實驗證明，本文提出的A3F-12原子吸收分光光度計故障排查方法在實際應用中，具有更高的故障排查準確率。

3 結(jié)束語

當前A3F-12原子吸收分光光度計的故障問題產(chǎn)生原因和表現(xiàn)出的故障現(xiàn)象眾多，針對該儀器故障類型眾多的特點，本文提出一種全新的故障排查方法，并通過實驗組證明了該方法的故障排查應用效果。將本文提出的故障排查方法應用于實際，能夠有效保證故障排查的效率提升，從而為實驗室測量節(jié)省更多用于對儀器設備進行故障檢測和排查的人力、物力，以此為實驗室測定水平的提升提供有利條件。