第七章分析儀器附加設(shè)備的維護(hù)

1、第七章第七章 分析儀器附加設(shè)備的維護(hù)分析儀器附加設(shè)備的維護(hù) 第一節(jié)第一節(jié) 空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī) 第二節(jié)第二節(jié) 真空泵真空泵 第三節(jié)第三節(jié) 氫氣發(fā)生器氫氣發(fā)生器 第四節(jié)第四節(jié) 氮?dú)獍l(fā)生器氮?dú)獍l(fā)生器 第五節(jié)第五節(jié) 穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源 第一節(jié)第一節(jié) 空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī) 空氣壓縮機(jī)和真空泵均屬于風(fēng)機(jī)類的設(shè)備。風(fēng)機(jī)是用來(lái)抽吸、排送氣體和用來(lái)壓縮氣體的機(jī)械設(shè)備的統(tǒng)稱。按工作原理的不同,風(fēng)機(jī)可分為葉輪式(如離心式風(fēng)機(jī))和容積式(如活塞式風(fēng)機(jī))兩大類；按排氣壓強(qiáng)的不同,風(fēng)機(jī)又可分為：通風(fēng)機(jī)出口壓力在14.7KPa(1500mmH2O)以下；鼓風(fēng)機(jī)出口壓力在14.7KPa 343.2KPa (1500mmH2O

2、 3.5Kgf/cm2)之間；壓縮機(jī)出口壓力大于343.2KPa (3.5Kgf/cm2)；真空泵(進(jìn)氣壓力低于大氣壓力,能產(chǎn)生50 KPa以上的真空度)。可見(jiàn)真空泵與空氣壓縮機(jī)并無(wú)本質(zhì)的區(qū)別。 一、空氣壓縮機(jī)的分類、結(jié)構(gòu)和原理一、空氣壓縮機(jī)的分類、結(jié)構(gòu)和原理 空氣壓縮機(jī)是一種用于壓縮氣體藉以提高氣體壓力,使氣體具有一定能量的機(jī)械,一般簡(jiǎn)稱壓縮機(jī)。實(shí)驗(yàn)室常用的是活塞式空氣壓縮機(jī)（往復(fù)式空氣壓縮機(jī)），其工作原理如圖71所示。 當(dāng)活塞2自左端向右端移動(dòng)時(shí),氣缸左端工作室(腔)增大而壓力降低,此時(shí)吸氣閥4打開(kāi)。在大氣壓力的作用下,空氣被壓入氣缸內(nèi),這一過(guò)程稱為吸氣過(guò)程。當(dāng)活塞向反方向移動(dòng)時(shí),吸入的氣

3、體被壓縮,稱為壓縮過(guò)程,此時(shí),吸氣閥關(guān)閉。當(dāng)氣體壓力增加到排氣管的壓力后,排氣閥5即被打開(kāi),壓縮氣體被排入排氣管內(nèi),這個(gè)過(guò)程稱為排氣過(guò)程。至此,完成了一個(gè)工作循環(huán)。活塞再繼續(xù)運(yùn)動(dòng),則上述工作循環(huán)將周而復(fù)始地進(jìn)行,以完成壓縮氣體的任務(wù)。 圖71 往復(fù)式空氣壓縮機(jī)工作原理圖 在活塞式空壓機(jī)的后面,都必須裝置一個(gè)貯氣筒。它是一個(gè)用鋼板做成的堅(jiān)固容器,其容積至少要比空壓機(jī)汽缸的容積大20倍。它的功用主要是減小壓縮空氣壓力的變動(dòng)。壓力的變動(dòng)是由于空壓機(jī)排送壓縮空氣的不連續(xù)性引起的。其次,貯氣筒還能收集壓縮空氣里所攜帶的水分和潤(rùn)滑油。 空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣主要用作助燃?xì)饣蜉d氣使用。 二、空氣壓縮機(jī)的維

4、護(hù)保養(yǎng)二、空氣壓縮機(jī)的維護(hù)保養(yǎng) 1空氣壓縮機(jī)的維護(hù)保養(yǎng) （1）使用前應(yīng)檢查管路接頭是否漏氣,電路連接是否良好,潤(rùn)滑油量是否正常,螺栓是否緊固。 （2）空壓機(jī)所用潤(rùn)滑油應(yīng)定期更換,進(jìn)氣口空氣濾清器應(yīng)定期清洗。 （3）要注意對(duì)氣缸、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等部位的潤(rùn)滑。 （4）使用完畢,應(yīng)立即切斷電源。 （5）要有良好、可靠的接地。 2空氣壓縮機(jī)常見(jiàn)故障的排除 空氣壓縮機(jī)常見(jiàn)故障、產(chǎn)生原因及排除方法見(jiàn)表71。 第二節(jié)第二節(jié) 真空泵真空泵 一、真空泵的結(jié)構(gòu)、原理一、真空泵的結(jié)構(gòu)、原理 真空泵均為容積式,常見(jiàn)的有活塞式真空泵,液環(huán)式真空泵及旋片式(刮板式)真空泵等。下面主要介紹2X型旋片式真空泵。 真空泵的結(jié)構(gòu)如圖7

5、2所示。在圓柱形的氣缸內(nèi)偏心地安裝著轉(zhuǎn)子7,轉(zhuǎn)子上有槽,槽中活動(dòng)地插入兩塊旋片6。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),帶動(dòng)旋片6旋轉(zhuǎn)并借離心力和旋片彈簧5的彈力緊貼缸壁,把進(jìn)、排氣口分隔開(kāi)來(lái),并使進(jìn)氣腔容積周期性地?cái)U(kuò)大而吸氣,排氣腔容積周期性的縮小而壓縮氣體,借壓縮氣體的壓力和油推開(kāi)排氣閥片11而排氣,從而獲得真空。圖72中氣鎮(zhèn)閥15的作用是向排氣腔充入一定量空氣,以降低排氣壓力中的蒸汽分壓強(qiáng)。當(dāng)其低于泵溫下的飽和蒸汽壓時(shí),即可隨充入空氣排出泵外,從而避免凝結(jié)在泵油中,具有延長(zhǎng)泵油使用時(shí)間和防止泵油混水的作用,但氣鎮(zhèn)閥打開(kāi)時(shí),極限真空將有所下降,溫升也有升高 。 1.進(jìn)氣咀; 2.濾網(wǎng); 3.擋油板; 4. 進(jìn)氣咀

6、O型密封圈;5.旋片彈簧;6. 旋片;7.轉(zhuǎn)子;8.泵身;9.油箱;10.1號(hào)真空泵油;11.排氣閥片;12.放油螺塞;13.油標(biāo);14. 加油螺塞;15.氣鎮(zhèn)閥;16.減霧器;17.手柄;18.軟接器。圖72 真空泵的結(jié)構(gòu) 二、真空泵的維護(hù)保養(yǎng)二、真空泵的維護(hù)保養(yǎng) 真空泵的維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行： （1）添油 長(zhǎng)期工作的泵,應(yīng)經(jīng)常注意是否有足夠的油量,油量不足會(huì)影響泵的性能甚至損壞機(jī)件,若發(fā)現(xiàn)油面低于油標(biāo)中心,則應(yīng)加油。 （2）換油 泵經(jīng)使用,泵油可能摻入灰塵、水份或其它污物,為保證泵的性能,泵應(yīng)定期換油。換油順序?yàn)椋河煞庞涂滋幏疟M污油；從吸氣口注少量清潔泵油,然后啟動(dòng)泵運(yùn)轉(zhuǎn)稍許,再放

7、油,如油仍不清潔,可再重復(fù)注入數(shù)次,直至泵腔內(nèi)的油清潔為止。 （3）調(diào)整皮帶 工作日久,皮帶將松馳,影響拖動(dòng)效果,此時(shí)應(yīng)調(diào)整電機(jī)位置,使皮帶松緊適宜。使用中皮帶應(yīng)避免與油接觸,以免打滑和損壞皮帶。 （4）更換密封圈 密封圈長(zhǎng)期使用磨損，可能使泵漏油,此時(shí)應(yīng)更換。 （5）清洗過(guò)濾網(wǎng) 泵長(zhǎng)期使用，過(guò)濾網(wǎng)會(huì)有許多顆粒雜物附著影響抽速，故應(yīng)經(jīng)常清洗。 三、真空泵常見(jiàn)故障的排除三、真空泵常見(jiàn)故障的排除 真空泵常見(jiàn)故障、產(chǎn)生的原因及排除方法見(jiàn)表72. 第三節(jié)第三節(jié) 氫氣發(fā)生器氫氣發(fā)生器 氣體發(fā)生器以其安全性好,性能穩(wěn)定,使用方便，所得氣體純度高等特點(diǎn),得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。尤其是在氣相色譜分析中，逐步取代

8、高壓氣瓶作為氣相色譜儀的氣源。同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、原理及維護(hù)情況基本相同。 一、氫氣發(fā)生器的結(jié)構(gòu)、原理一、氫氣發(fā)生器的結(jié)構(gòu)、原理 常用的GCD300B型全自動(dòng)高純度氫氣發(fā)生器如圖73所示。 該儀器具有如下特點(diǎn)： (1)程序控制：儀器的全部工作過(guò)程均由程序控制完成,氫氣流量可根據(jù)用量實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)調(diào)節(jié),程序控制系統(tǒng)自動(dòng)顯示壓力、流量、自動(dòng)恒壓、恒流及故障顯示。 (2)產(chǎn)氫濕度低：采用了膜分離技術(shù)及有效的除濕裝置,因而降低了原始濕度,持高了氫氣的純度。 圖73 GCD300B型氫氣發(fā)生器 (3)操作方便：使用時(shí)只需按動(dòng)開(kāi)關(guān),即可產(chǎn)氫,可連續(xù)使用,也可間斷使用,產(chǎn)氣量穩(wěn)定,不衰減。 (4)安全可靠：配有安全

9、裝置,靈敏可靠。 儀器各部位名稱及功能如圖74所示。 儀器的工作原理是以電解法產(chǎn)生氫氣,用氫氧化鈉水溶液為電解液,以貴金屬做電極,采用膜分離技術(shù)將氫氣和氧氣徹底分離,并在電解池中采用了過(guò)渡族金屬催化技術(shù),使產(chǎn)氫純度含氧量小于3ppm。 儀器程序控制采用了高靈敏度、模糊控制自動(dòng)跟蹤系統(tǒng),取消了穩(wěn)壓閥,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)恒壓、恒流,使壓力穩(wěn)定性小于0.001MPa,并可根據(jù)色譜儀所需氫氣用量的大小實(shí)現(xiàn)氫氣流量的全自動(dòng)調(diào)節(jié),當(dāng)停止用氣時(shí),儀器自動(dòng)停止產(chǎn)氫,因此杜絕了系統(tǒng)超壓的現(xiàn)象,以保證安全。 儀器正面示意圖 儀器背面示意圖1.電源開(kāi)關(guān);2.排空閥;3.工作壓力指示表; 4.氫氣數(shù)字流量指示;5.電源指示燈

10、;6.壓力指示燈;7.電解指示燈;8.過(guò)濾器蓋;9. 電解液儲(chǔ)液桶;10. 電解液上限水位線;11. 電解液下限水位線;12. 氫氣出口;13. 電源線;14.4A保險(xiǎn)管座;15.機(jī)箱螺釘。圖74 GCD300B型氫氣發(fā)生器各部位名稱及功能示意圖 二、氫氣發(fā)生器的維護(hù)及使用注意點(diǎn)二、氫氣發(fā)生器的維護(hù)及使用注意點(diǎn) 1.儀器的維護(hù)及使用注意點(diǎn) （1）儀器使用前的自檢、空載時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)（510分鐘）。 （2）儀器使用前應(yīng)檢查各部位是否正常并將排空閥(見(jiàn)圖7)擰緊。 （3）儀器工作完畢應(yīng)及時(shí)關(guān)閉電源開(kāi)關(guān),打開(kāi)排空閥,使壓力表降至為“0”； （4）定期檢查過(guò)濾器中的硅膠是否變色,如變色應(yīng)及時(shí)更換或再生。

11、其方法為：擰開(kāi)過(guò)濾器上蓋,取出內(nèi)桶更換硅膠。然后用脫脂棉將內(nèi)桶口塞緊,將其放入過(guò)濾器內(nèi),擰緊上蓋,并檢查是否漏氣。 （5）儀器使用一段時(shí)間后,電解液會(huì)逐漸減少,當(dāng)電解液位接近下限時(shí),應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水,每次只需加入二次蒸餾水即可,加液或加水時(shí)液位不要超過(guò)上限,也不能低于下限。 （6）當(dāng)電解液變渾時(shí)應(yīng)更換電解液。 （7）儀器切勿在壓力為“0”時(shí)空載運(yùn)行。 （8）儀器如需搬運(yùn)時(shí)應(yīng)將儲(chǔ)液桶中的電解液用洗耳球吸出,裝好內(nèi)蓋后將上蓋擰緊,以免在運(yùn)輸時(shí)電解液外溢,對(duì)儀器造成損壞。 2氫氣發(fā)生器常見(jiàn)故障的排除 氫氣發(fā)生器的常見(jiàn)故障、產(chǎn)生原因及排除方法如表73所示。 第四節(jié)第四節(jié) 氮?dú)獍l(fā)生器氮?dú)獍l(fā)生器 一、氮?dú)獍l(fā)生器

12、的結(jié)構(gòu)、原理一、氮?dú)獍l(fā)生器的結(jié)構(gòu)、原理 常用的GCN1300全自動(dòng)氮?dú)獍l(fā)生器如圖75所示。 該儀器具有如下特點(diǎn)： （1）程序控制：儀器的控制系統(tǒng)采用專用芯片，使全部工作過(guò)程均由程序控制完成，氮?dú)饬髁靠筛鶕?jù)使用量的大小實(shí)現(xiàn)0300ml/min全自動(dòng)調(diào)節(jié)，儀器可通過(guò)程序控制自動(dòng)恒壓、恒流及故障顯示。 （2）工藝先進(jìn)：電解池采用立式單液面雙陰極，最新膜分離技術(shù)，催化層使用PCNA載體及貴金屬催化物，使電解池催化能力強(qiáng)、效率高、產(chǎn)氣量大、氮?dú)饧兌雀?，電解池?jīng)100小時(shí)以上高壓、大電流老化試驗(yàn)，使電解池性能和工作狀態(tài)極為穩(wěn)定，解決了其它型號(hào)氮?dú)獍l(fā)生器間斷電解，氮?dú)獬隹谥迸趴諝獾默F(xiàn)象。 圖75 GCN13

13、00型氮?dú)獍l(fā)生器 （3）強(qiáng)制循環(huán)：電解液強(qiáng)制循環(huán)，工作時(shí)電解池散熱良好，停機(jī)后電解液全部回至儲(chǔ)液桶內(nèi)，因此有效地杜絕了過(guò)液現(xiàn)象 （4）操作簡(jiǎn)單：只需啟動(dòng)電源開(kāi)關(guān)，儀器即可正常工作。 （5）使用方便、壽命長(zhǎng)：使用時(shí)只需二次蒸餾水即可，免除運(yùn)輸、搬運(yùn)鋼瓶之累；儀器可連續(xù)使用，也可間斷使用，產(chǎn)氣純度穩(wěn)定，產(chǎn)氣量穩(wěn)定，不衰減。 （6）安全可靠：配有安全裝置，靈敏可靠。 （7）降低濕度：采用了超高式量滲透膜分離技術(shù),有效地降低了原始濕度,并能在停機(jī)后自動(dòng)排出水分。采用了金屬聚合物除濕及兩極吸附,使氮?dú)饧兌却蟠筇岣摺?（8）三極催化：除電解池中兩極催化外另配有第三極催化，催化劑選用新型貴金屬，使含氧量低于

14、使用標(biāo)準(zhǔn)。 儀器各部位名稱及功能如圖7-6 所示。 儀器的工作原理是以純凈的空氣為原料, 以氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液為介質(zhì)，電解池采用PCNA載體和貴金屬催化物，利用電解水進(jìn)行脫氧?？諝庵械难踹M(jìn)入電解池中分離，在陰極經(jīng)物理化學(xué)催化吸附，最后從陽(yáng)極析出，這樣電解池陰極側(cè)剩下的只是氮?dú)狻?潔凈的空氣在電解池陰極側(cè)的物理化學(xué)吸附作用下，氧氣不斷通過(guò)分離隔膜進(jìn)陽(yáng)極側(cè)，氧氣隨電解液流入儲(chǔ)液桶，并放空。經(jīng)過(guò)兩級(jí)電解池處理，陰極側(cè)只剩下氮?dú)?。氮?dú)鈴碾娊獬亓鞒龊?，進(jìn)入催化器脫除殘余氧，在通過(guò)超高式量滲透膜、金屬聚合物、兩極吸附，除去氧氣中的雜氣、水分等雜質(zhì)，經(jīng)氮?dú)獬隹诩纯商峁┘儍?、可靠的氮?dú)鈿庠础?儀器正面示意

15、圖 儀器背面示意圖1.電源開(kāi)關(guān); 2.排空閥; 3.工作壓力指示表; 4.氮?dú)鈹?shù)字流量指示; 5.電源指示燈（紅）; 6.電解液循環(huán)指示燈（黃）; 7.電解指示燈（綠）; 8.電解液儲(chǔ)液桶; 9.電解液上限水位線; 10.電解液下限水位線; 11.空氣進(jìn)氣口; 12.氮?dú)獬鰵饪?13.電源線; 14.4A保險(xiǎn)管座; 15.機(jī)箱螺釘;圖76 GCN1300型氮?dú)獍l(fā)生器各部位名稱及功能示意圖 程序控制系統(tǒng)可根據(jù)氮?dú)馐褂昧康拇笮?shí)現(xiàn)氮?dú)饬髁康娜詣?dòng)調(diào)節(jié)，氮?dú)饧兌?、流量、壓力極為穩(wěn)定。工作結(jié)束后，關(guān)閉儀器電源開(kāi)關(guān)，電解液全部自動(dòng)回至儲(chǔ)液桶，滲透膜將雜質(zhì)自動(dòng)排出，下次工作時(shí)只須打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)即可重復(fù)以上全

16、部過(guò)程。 二、氮?dú)獍l(fā)生器的維護(hù)及使用注意點(diǎn)二、氮?dú)獍l(fā)生器的維護(hù)及使用注意點(diǎn) 1儀器的維護(hù)及使用注意點(diǎn) (1)儀器使用前應(yīng)檢查各部位是否正常。 (2)儀器工作完畢應(yīng)及時(shí)關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)排空閥，使壓力表降至為“”。 (3)定期檢查過(guò)濾器中的硅膠是否變色，如變色應(yīng)及時(shí)更換或再生。其方法為：擰開(kāi)過(guò)濾器上蓋，取出內(nèi)桶更換硅膠，然后用脫脂棉將內(nèi)桶口塞緊，將其放入過(guò)濾器內(nèi)，擰緊上蓋，并檢查是否漏氣。 (4)儀器使用一段時(shí)間后，電解液會(huì)逐漸減少，當(dāng)電解液接近下限時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水，每次只需二次蒸餾水即可，加液或加水時(shí)液位不要超過(guò)上限，也不能低于下限。 (5)當(dāng)電解液變渾時(shí)應(yīng)更換電解液。 (6)儀器切勿在壓力為“

17、0”時(shí)空載運(yùn)行。 (7)儀器如需搬運(yùn)時(shí)應(yīng)將儲(chǔ)液桶中的電解液用洗耳球吸出，裝好內(nèi)蓋后將上蓋擰緊，以免在運(yùn)輸時(shí)電解液外溢，對(duì)儀器造成損壞。 2.氮?dú)獍l(fā)生器常見(jiàn)故障的排除 氮?dú)獍l(fā)生器的常見(jiàn)故障、產(chǎn)生原因及排除方法如表7-4 所示。 第五節(jié)第五節(jié) 穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源 一、穩(wěn)壓電源的分類一、穩(wěn)壓電源的分類 在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，分析儀器通常要求電源電壓的變化要限制在一定范圍內(nèi)，否則會(huì)造成儀器性能不穩(wěn)定，甚至不能正常工作,這時(shí)就應(yīng)當(dāng)采用穩(wěn)壓電源。 穩(wěn)壓電源的種類繁多，各種穩(wěn)壓電源的電路實(shí)例更是不勝枚舉。與分析儀器配套使用的穩(wěn)壓電源大多是串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電源。其典型電路如圖77所示。由圖可見(jiàn)，典型的

18、串聯(lián)型穩(wěn)壓電源中，除整流、濾波電路外,主要由調(diào)整環(huán)節(jié)、比較放大器、基準(zhǔn)電壓和取樣分壓器四個(gè)基本部分組成。 圖77 典型的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源 當(dāng)負(fù)載電流IL或輸入電壓Ud變化使輸出電壓U0增加時(shí)，則取樣電壓相應(yīng)增加，與基準(zhǔn)電壓U的差值隨之相應(yīng)增加，這個(gè)直流信號(hào)經(jīng)放大后使增大，=下降，調(diào)整管T1的基極電位下降，使減小，使減小，顯著減小() 而使調(diào)整管的 管壓降增大，于是輸出電壓U0下降，從而保持穩(wěn)定。上述自動(dòng)調(diào)整的穩(wěn)壓過(guò)程可簡(jiǎn)單表示如下： 同理，當(dāng)IL或Ud變化引起U0減小時(shí)，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整將使減小，從而保持U0穩(wěn)定。 應(yīng)該指出，上述電路還不夠完善。因?yàn)樵诖?lián)型晶體管穩(wěn)壓電源中，全部負(fù)載電流都流過(guò)調(diào)整管, 如果由于使用不慎使輸出短路或者過(guò)電流時(shí), 調(diào)整管將流過(guò)很大的電流，而且?guī)缀跞空麟妷篣d都加在調(diào)整管ce之間, 很容易使管子損壞。 為此在許多情況下要考慮過(guò)載保護(hù)問(wèn)題。過(guò)載保護(hù)的原理是：當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)規(guī)定數(shù)值時(shí)，會(huì)自動(dòng)地限制輸出電流的大小