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        日立電鏡真空系統(tǒng)工作流程分析與故障檢修

        2011-11-16 01:42:06季智勇丁霞黃效東
        中國醫(yī)療設(shè)備 2011年6期
        關(guān)鍵詞:電子顯微鏡拉尼電橋

        季智勇,丁霞,黃效東

        江蘇省南通市腫瘤醫(yī)院 醫(yī)療設(shè)備科,江蘇 南通 226361

        日立電鏡真空系統(tǒng)工作流程分析與故障檢修

        季智勇,丁霞,黃效東

        江蘇省南通市腫瘤醫(yī)院 醫(yī)療設(shè)備科,江蘇 南通 226361

        本文分析了日立H600型透射電鏡真空系統(tǒng)的工作流程,并就遇到的真空系統(tǒng)問題進行了仔細分析,查找判斷故障點,排除故障,進而討論了在檢修真空系統(tǒng)故障時的一般思路。

        透射電子顯微鏡;真空系統(tǒng);醫(yī)療設(shè)備維修

        電子顯微鏡是非常精密的電子儀器,在醫(yī)學中主要應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)的病理分析,其放大倍數(shù)可以達到100萬倍以上,其中真空系統(tǒng)是電子顯微鏡結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分,其性能好壞直接影響到電子顯微鏡的優(yōu)劣。電子顯微鏡的真空系統(tǒng)一般是由機械泵、擴散泵、真空管道、閥門及檢測系統(tǒng)組成,它用以排除鏡筒中的空氣使鏡筒達到高真空狀態(tài)。

        1 流程分析

        圖1 日立H600型透射電子顯微鏡真空系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        日立H600型透射電子顯微鏡采用二級抽真空方案: 機械泵和油擴散泵。一個好的機械真空泵理論上極限真空能達到0.06Pa 以下,實際上很難達到。當達到這個壓力以后,機械泵的抽速就變得越來越低,為了提高抽速,就需要使用油擴散泵, 將油擴散泵和機械泵串聯(lián)使用以達到更高的真空度。油擴散泵是利用快速運動的油分子的動能,在一定方向帶走較輕的氣體或水蒸氣分子,這樣就把殘留的一些氣體分子從真空系統(tǒng)中移走。

        日立H600型透射電子顯微鏡真空系統(tǒng)分為上真空和下真空兩個部分(如圖1所示)。當電源接通后,下真空部分V2閥打開,機械泵RP1開始給照相室CAMERA部分預抽真空,當皮拉尼PI1測量到真空度達到20Pa時,V2閥關(guān)閉,V3閥打開,機械泵RP1給油擴散泵DP1預抽真空,當真空度達到13Pa,擴散泵內(nèi)油溫達到85℃時,延遲15s后V1閥打開,抽真空程序繼續(xù)進行;上真空部分先是V10閥工作,緊接著V6閥也打開工作,機械泵RP2分別對柱體COLUMN和槍體GUN抽真空,當皮拉尼PI2測量到柱體COLUMN真空度達到20Pa時,V6閥關(guān)閉,V7閥打開,機械泵RP2給油擴散泵DP2預抽真空,當真空度達到13Pa,擴散泵DP2內(nèi)油溫達到85℃時,延遲15s V5閥打開,抽真空程序繼續(xù)進行;當皮拉尼PI3測量到槍體GUN真空度達到13Pa時,V9閥、GV閥打開,抽真空程序繼續(xù)進行,直至真空度達到1.3Pa時,CV閥也打開,此時V1閥、V3閥、V5閥、V7閥、V9閥、CV閥全部打開工作,上下真空系統(tǒng)完全連通, 最終將獲得高真空。當潘寧規(guī)PE測得真空度達到0.07Pa時,此時兩個真空指示燈CAMERA和HIGH VAC點亮,表示高真空度已經(jīng)達到工作要求。

        2 故障檢修

        2.1 故障一

        2.1.1 故障現(xiàn)象

        開機后,機械泵工作正常,擴散泵油溫正常,真空指示表EVAC METER照相室檔指示在10~2Pa,柱體及槍體檔指示在表頭最左邊,不能顯示真空度。

        2.1.2 故障分析與排除

        首先觀察電鏡右邊柜子里的下真空控制板PC12板,上面V1、V3指示燈正常點亮,說明下真空工作狀態(tài)正常。上真空控制板PC42板上V10、V6點亮,抽很長時間也不能轉(zhuǎn)換成V7,懷疑機械泵真空不良,將RP1和RP2對調(diào)后,下真空仍然正常,故障現(xiàn)象依舊,說明兩只機械泵和抽真空管道均沒有問題,將機械泵復位。檢查控制板PC42板,將控制開關(guān)SW1從AUOT撥到MANU,進入手動控制狀態(tài),通過手動控制開關(guān)的通斷對每個閥門的受控制情況進行檢查,閥門工作正常,可以排除閥門及邏輯控制電路部分故障。

        下面重點檢查真空度測量電路。真空度測量電路是由皮拉尼測量電橋和放大器組成,皮拉尼PI2和電阻R2、R3、R4及電位器VR1組成一個惠氏電橋,在大氣狀態(tài)下,通過調(diào)節(jié)VR1,使真空表頭指針歸零。運算集成電路IC24的1、2、3腳組成的放大器和調(diào)整管Q1組成放大器,放大測量電橋的輸出電壓。在剛開機的時候,真空度較低,氣體分子比較多,熱傳導良好,溫度下降,使電橋失去平衡。IC24的1腳輸出電壓較高,因而增大了電橋的供電電壓V0(圖上標注為M點),可以維持皮拉尼的溫度。隨著真空度升高,氣體分子減少,熱傳導能力變差,溫度升高,電橋趨于平衡,IC24的1腳輸出電壓降低,電橋供電電壓V0下降,使皮拉尼的溫度不再升高。而M點電壓的變化反映了真空度的變化,直接驅(qū)動真空指示表指示真空度。

        由此可見,測量下真空控制板上M點電壓,剛開機時有5V,隨著真空度的上升,逐漸降低至0.6V左右,并且保持不變。而上真空板上M點電壓一直為0V,懷疑皮拉尼PI2開路,用萬用表測量阻值為13.6Ω,將PI2和PI3對換,故障依舊,更換IC24,故障依舊,更換Q1,原機器用的是日立的C4384,拆下來測量發(fā)現(xiàn)斷路,用3DK4C代替,并將真空指示表頭調(diào)零,工作正常。

        2.2 故障二

        2.2.1 故障現(xiàn)象

        開機后,機械泵工作正常,柱體及槍體檔真空正常,但照相室真空不良,達不到13.3Pa。

        2.2.2 故障分析與排除

        從現(xiàn)象可以看出,上真空系統(tǒng)基本正常,問題在下真空系統(tǒng)部分。觀察控制板上V2燈亮,過一段時間后能夠轉(zhuǎn)換成V3,但V1閥一直不能打開工作。先懷疑機械泵不良,上下對調(diào)后故障依舊,在更換抽氣管時發(fā)現(xiàn)里面有些油漬,考慮可能是油倒吸進真空管道,造成污染,導致真空度達不到要求。

        先用抹布拭去油漬,再用無水乙醇清洗,最后用綢布擦拭干凈,晾干。然后查找返油的原因。每次使用完畢后,下真空部分通過LV2排氣,工作流程是:開機后,100V電壓通過D1給大電容C2(470μ)充電,關(guān)機時通過Q2、Q3、D5和V3閥門控制的繼電器的一組觸點給LV2閥的OPEN線包供電,從而打開LV2閥門,泄放真空??梢钥紤]是LV2沒有工作,檢查繼電器,發(fā)現(xiàn)觸點接觸不好,調(diào)整觸點位置,關(guān)機時能聽到LV2工作,故障排除。

        為了防止以后再次出現(xiàn)返油現(xiàn)象,在機械泵進氣口處安裝了GYC-JQ25型高真空電磁壓差式充氣閥,這樣每次關(guān)機時,此閥門關(guān)閉,杜絕了返油現(xiàn)象。

        3 經(jīng)驗總結(jié)

        電子顯微鏡的真空系統(tǒng)如果不良,將對電鏡的工作狀態(tài)產(chǎn)生諸多不良影響,比如造成高壓不穩(wěn)定、不能正常工作、腐蝕燈絲縮短燈絲壽命、污染樣品等。真空系統(tǒng)的整個組成部分均有可能出現(xiàn)問題,可以采取多種手段進行檢漏和故障分析,相同的部件可以采用調(diào)換法,如上下真空部分的機械泵、真空測量部分的皮拉尼等。對真空管道可以采用看、聽、摸、聞的方法確定漏氣部位。

        [1] 朱宜,張存瑾.電子顯微鏡的原理和使用[M].北京:北京大學出版社,1983:68-73.

        [2] 蘇克.日立電鏡真空系統(tǒng)中低真空測量控制電路分析與調(diào)整[J].電子顯微學報,1988,(3):294.

        [3] 曹軍田,李予川,孔惟惟.H-600透射電鏡真空系統(tǒng)故障的分析及檢修方法[J].第一軍醫(yī)大學學報,1996,(3):197.

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        [5] 孔明光.AMRAY-1000B掃描電鏡真空系統(tǒng)分析及維修[J].現(xiàn)代儀器,2004,(7):62-63.

        Working Process Analysis and Maintenance of Hitachi Electron Microscope Vacuum System

        JI Zhi-yong, DING Xia, HUANG Xiao-dong
        Medical Equipment Department, The Tumor Hospital of Nantong City, Nantong Jiangsu 226361, China

        TH789

        B

        10.3969/j.issn.1674-1633.2011.06.045

        1674-1633(2011)06-0116-02

        2010-11-12

        作者郵箱:joyer99@126.com

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