行程开关

在分光光度计中，单色器单元是分光光度计的心脏部件，它主要是由出入口狭缝和光栅组成的。在这个单元里波长传动机构更是重中之重。这是因为波长传动机构的设计的合理性决定了仪器的波长重复精度上的优劣。下面我用两种具有普遍代表性的波长传动机构的实体图来加以说明。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151636_555646_1602290_3.jpg图-1 皮带过渡传动结构http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151636_555647_1602290_3.jpg图-2 软轴直接传动结构如果不加以仔细观察，两款波长机构从外观上看真的很相似，几乎没有什么大的区别；均是由：波长步进电机、电机传导丝杠、正弦臂杆和光栅组成的。但是如果你再仔细观察就会发现，这两款机构最大的却别在于波长电机与丝杠的驱动方式和波长初始化定位的设计上面。为此，下面加以重点说明：（1）波长电机与丝杠的驱动方式：这两款仪器的波长电机均为脉冲步进式电机，此种电机的工作原理就是：如果驱动电路提供一个脉冲，电机就转动一个角度；为此这种电机的驱动精度还是很高的。此外，这两款波长传动结构均为电机带动丝杠转动，继而造成丝杠上面的滑块可以做前后的同步移动，从而带动正弦臂杆做弧形转动，自然光栅也就随着左右转动啦！这就达到了波长扫描或者波长定位在某一个波长值的目的。在图-1 中，步进电机是依靠皮带过渡传输方式来带动丝杠转动的，这种结构见图-3所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151636_555648_1602290_3.jpg图-3 皮带过渡驱动丝杠方式在图-2 中，步进电机是依靠软轴直接驱动丝杠转动的，这种结构件图-4所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151637_555649_1602290_3.jpg图-4 软轴直接驱动丝杠方式皮带传动方式与软轴驱动方式的优劣PK如下：皮带传动方式：优点：结构简单，造价便宜。缺点：皮带容易老化变形打滑，随着使用时间延长会使波长精度变差。软轴驱动方式：优点：传动精度高，波长不易位移。缺点：生产工艺要求高，成本也高。（2）波长初始化定位机构：分光光度计在初始化后，波长的定位一般在600nm附近；究其原因就是：在光度计190~1100nm的区域之间，600nm附近的光能量最强，并且也算是波长测量范围的中点。在皮带过渡方式的波长驱动机构中，波长定位器件就是一个机械压开关，也称之为“行程开关”，这种开关的结构示意图和实体连接图如图-5图-6所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151637_555650_1602290_3.jpg图-5 压合行程开关结构示意图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151637_555651_1602290_3.jpg图-6 压合式行程开关实际连接图而在软轴直接方式的波长驱动机构中，波长定位器件就是一个光遮断开关，也称之为光遮断器（PI），此种遮断器的结构示意图和实际连接图如图-7，图-8所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151637_555652_1602290_3.jpg图-7 光遮断器结构示意图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507151637_555653_1602290_3.jpg图-8 光遮断器行程开关与光遮断器的优劣PK如下：压合式行程开关：优点：价格低廉。 缺点：由于压合弹簧容易变形，会造成波长的位移从而影响波长的重复性。光遮断器：优点：由于遮光板与遮光器的相对位置不变，所以波长定位准确不变。缺点：价格较贵且需要光电转换电路；如果遮断器落有尘土会造成误动。鉴于上述PK，皮带传输方式的波长传动结构多用于国外中档型仪器和国产仪器上；而软轴直接驱动的波长传动结构多用于进口高档仪器上。这不是崇洋迷外，而是女神和女汉子的区别。

今天修一台小型离心机，故障为：只要一通电，保险管立即烧断，而且烧得很严重，说明仪器存在严重的电源短路现象。检查电路板上所有电源电压输出端对地电阻未发现有短路现象。于是只好采取逐次脱开与主板相连的所有附件的链接插座，以便判断故障源。结果当脱开离心机上盖锁定联动开关后，保险管终于不烧断了。经过仔细检查发现，是联动开关用的微动行程开关内部接点与固定行程开关的固定螺丝短路造成的。见附图说明：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/03/201203232151_357069_1602290_3.jpg图-1 固定在仪器外壳的两只螺丝实际是“接地”状态http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/03/201203232153_357071_1602290_3.jpg图-2 由于微动开关内部短路打火，造成左面的螺钉表面氧化变黑。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/03/201203232155_357072_1602290_3.jpg图-3 由于开关内部多次短路打火，造成开关电木外壳过热而出现碳化现象。备注：该仪器虽然不是原吸，但是隐藏这样深的隐蔽故障，我还是第一次遇到。俗话说的好“事无巨细”，我希望这种检修方法也能应用在原吸和其他仪器的检修中。

11月27日，早晨冒着严寒来到了实验室，东北的天好冷呀，零下5度拉。来不及在办公室暖和缓和，就换好工作服，来到交接班室。首先查看昨天晚上的分析数据、台帐，设备巡检记录，分析数据和设备运行都正常。我不放心，平时养成的习惯要求我对各岗位的的设备运行和环境卫生进行巡检，当我来到色谱仪时，发现了一台正在运行的气相色谱（那天没有分析任务）和空气、氮气发生源压力不正常，我立即叫当班的人员过来，问她是怎么回事？她说刚才还好着呢。也是，空气和氮气的压力还维持在0.3MPa，压力下降不多。我叫她立即停机，同时启用了备用系统。 等忙完了每天程序性的工作后，我把徒弟叫来，向他描述了出现的异常情况，让他分析一下原因。他想了一下说，肯定是自动空气源出问题拉！他还真不错，跟我想的是一样的，应该是空气源出问题拉。因为氮气的气源也来自自动空气源，现在空气源的压力降到0.3MPa拉，所以氮气的压力也一定跟着降到0.3MPa。根据我们的判断，我们决定对自动空气源进行处理。 首先将空气源后面的出口使用封头堵上，然后重新开启自动空气源，果然是它的问题，表现出来的现象是电源开关指示灯是亮的表明正常，但是自动空气源没有任何声音，表明是压缩机没有启动。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112011017_334522_1625930_3.jpg根据以往的经验我判断，自动空气源的电源部分和压缩机主机没有问题，可能是压力控制系统共出问题拉，使电源控制系统一直处于停运状态！明确地说应该是启动压缩机前面的行程开关出现问题拉，使空气源一直处于停运状态。由于原来该自动空气源出现过这样的问题（2006年购买的），所以就准备好了几个这样的行程开关。见图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112011027_334536_1625930_3.jpg将该配件的名称放大后的图如下：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112011029_334538_1625930_3.jpg关于行程开关的工作原理其实比较简单，只要利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动。在自动空气源中，这个行程开关就是用来控制压缩机的启动或停止的。当仪器刚启动时，由于压力小于某一设定压力（一般是0.4MPa），其电路是连接状态，随着压缩机的工作，压力越来越高，当到达0.4MPa以后，起行程开关在压力作用下，弹簧发生变形，最后使电路断开。具体工作原理见下图：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112011306_334573_1625930_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112011306_334574_1625930_3.jpg 行程开关的原理讲得比较多，下面就开始拆机更换！打开机箱，就看见了这样的场面：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112011311_334575_1625930_3.jpg出现问题的地方就是在这里：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112011312_334577_1625930_3.jpg使用工具将它拆下来，然后换上新的一个行程开关！呵呵，非常简单的拆卸。很快一切都OK。试机的时候到拉，我和我徒弟非常期待。接上插头，打开电源开关。哈哈，随着啪的一身清脆的响声之后，压缩机就嗡嗡的开始工作拉。过了一会，我发现仪器的压力要超过0.4MPa。我立即停机，并通过后面的空气出口排了一些压力，再使用压力调节旋扭将压力调整到0.4MPa。再开机，那自动空气源将压力稳稳的控制在0.4MPa，再过了2分钟左右，又听见啪的一声，空气压缩机自动停了下来！上图：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112011329_334587_1625930_3.jpg经过简单的备件更换，它又重新工作拉！（上述整机图片上的型号和厂家我都进行了遮当。） 对于这次维修过程，由于原来积累了一些经验，所以处理起来比较顺手。同时提醒自己以后在工作还是要强调对仪器设备的巡检工作！如果巡检不及时或者不仔细，很长时间都没有发现自动空气源的故障的话，那空气的压力会逐渐降低到零，这样的话氮气发生器在无空气来源的情况下会发生什么后果不得而知，同时对运行着的气相色谱仪和色谱柱也会造成伤害。好拉！这次维修工作已经结束拉！剩下的工作是做好这次维修工作的记录，并作好备忘录，计划在下个月再采购几个行程控制开关，以备后用。 2011年12月1日