黃琴

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司制造管理部）

ARL-4460光譜儀故障的處理

黃琴

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司制造管理部）

介紹了在使用ARL-4460光譜儀進(jìn)行日常分析時(shí)遇到的故障。對(duì)這些故障進(jìn)行了分析，以及排除故障的處理方法。

光譜儀；故障處理；正常生產(chǎn)

聯(lián)系人：黃琴，女，46歲，本科，化學(xué)分析工程師，烏魯木齊(830022)寶鋼集團(tuán)八鋼公司制造管理部理化檢測(cè)中心

E-mail：lghyzyg@bygt.com.cn

1 前言

ARL-4460光譜儀主要用于在煉鋼爐前化驗(yàn)，放置光譜儀的環(huán)境要求應(yīng)防震、潔凈，一般室內(nèi)溫度應(yīng)保持在20℃～30℃，在同一個(gè)再校準(zhǔn)周期內(nèi)室內(nèi)溫度變化不超過(guò)5℃，相對(duì)濕度應(yīng)小于80%。

從結(jié)構(gòu)上看，ARL-4460主要有四部分構(gòu)成：樣品激發(fā)臺(tái)和光源系統(tǒng)部分；光學(xué)系統(tǒng)部分包括聚光鏡、入射狹縫、分光系統(tǒng)、出射狹縫、光電倍增管；環(huán)境系統(tǒng)包括真空泵、水泵、油泵等；電子控制及計(jì)算機(jī)部分包括:轉(zhuǎn)換器、積分板、負(fù)高壓系統(tǒng)、狀態(tài)板、計(jì)算機(jī)等。

在通常情況下ARL-4460直讀光譜儀在操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一些不正常的現(xiàn)象，儀器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警信息，操做者可以針對(duì)提示的報(bào)警信息來(lái)查看有故障的部位并進(jìn)行處理。但還是有些不正?，F(xiàn)象不發(fā)出報(bào)警信息，這需要結(jié)合實(shí)際情況和周圍環(huán)境對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行判斷，一一排除沒(méi)有問(wèn)題的部位，從而找到有故障的部位，并給予處理。筆者結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的故障現(xiàn)象及其處理方法進(jìn)行歸納分析。

2 故障現(xiàn)象和處理方法

2.1 激發(fā)臺(tái)和光源系統(tǒng)部分故障

2.1.1 光譜儀不能正常工作

（1）激發(fā)試樣時(shí),沒(méi)有點(diǎn)火的聲音,聽不到正常狀態(tài)時(shí)發(fā)出激發(fā)的聲音，所顯示的結(jié)果全部為“0”，同時(shí)報(bào)警提示：ICS：CCS/DCV+350Voltpower supply out；ICS：CCS/DCV+200Volt power supply out。 看狀態(tài)欄發(fā)現(xiàn)CCS/DCV+350V和CCS/DCV+200V沒(méi)有能量輸出，

故障查找：（1）激發(fā)臺(tái)門關(guān)閉后儀器形成閉合回路，若門鎖接觸不良或故障閉合回路斷開，CCS/DCV+350V和CCS/DCV+200V沒(méi)有能量輸出。（2）激發(fā)臺(tái)門鎖無(wú)故障，仍然沒(méi)有點(diǎn)火的聲音，可能點(diǎn)火板處有故障，致使光譜儀不激發(fā)，沒(méi)有點(diǎn)火的聲音。

處理辦法：（1）及時(shí)清理或更換門鎖開關(guān)，使儀器恢復(fù)正常。（2）清理或更換門鎖開關(guān)后，激發(fā)試樣時(shí),仔細(xì)聽激發(fā)臺(tái)工作的聲音,確定沒(méi)有點(diǎn)火的聲音,所顯示的結(jié)果全部為“0”,可以判定激發(fā)臺(tái)點(diǎn)火板部位出現(xiàn)問(wèn)題。首先檢查真空室下邊右面的CCS光源柜,查看保險(xiǎn)是否燒斷，之后將激發(fā)臺(tái)的保險(xiǎn)罩取下,檢查主板的電源保險(xiǎn)是否燒壞。一般情況下,不激發(fā)試樣而且沒(méi)有聲音,不進(jìn)行點(diǎn)火工作大部分原因是由于電路板上保險(xiǎn)燒壞,更換保險(xiǎn)后就能正常工作。這是因?yàn)辄c(diǎn)火板左側(cè)有一個(gè)冷卻風(fēng)扇,因此板面上容易積灰,造成電器元件短路,燒壞保險(xiǎn)。如果保險(xiǎn)沒(méi)有發(fā)生損壞,激發(fā)時(shí)不進(jìn)行點(diǎn)火,可以判斷點(diǎn)火板損壞,需要更換點(diǎn)火板。重新安裝好點(diǎn)火板,進(jìn)行激發(fā)試樣,儀器恢復(fù)正常。

2.1.2 儀器標(biāo)準(zhǔn)化后的故障

在做日常維護(hù)時(shí),進(jìn)行儀器標(biāo)準(zhǔn)化后,會(huì)出現(xiàn)warning:standard updating execution;alpha/or beta out of tolerance。

故障查找:這種信息是指標(biāo)準(zhǔn)化后,某些元素的α系數(shù)、β系數(shù)的范圍超標(biāo)。α系數(shù)的正常范圍:0.8≤α≤2.0;β系數(shù)的正常范圍在“0”左右。α系數(shù)越接近“1”。β系數(shù)越接近“0”說(shuō)明該元素的狀態(tài)越好。查看操作界面中Configuration Report→analysis→analytical program,點(diǎn)擊日常分析曲線,就能夠看到所有元素標(biāo)準(zhǔn)化后α系數(shù)、β系數(shù)的數(shù)值,查看哪些元素的α系數(shù)、β系數(shù)不在正常范圍內(nèi)。

處理方法:在清理儀器的火花臺(tái)后,作標(biāo)準(zhǔn)化之前利用廢棄的試樣進(jìn)行激發(fā),以便趕走進(jìn)入火花臺(tái)的空氣。在每次清理儀器后,對(duì)電極的距離進(jìn)行調(diào)整，對(duì)照樣品名稱牌號(hào),排好標(biāo)準(zhǔn)化樣品的順序,以免在標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程中拿錯(cuò)試樣。如果在查看標(biāo)準(zhǔn)化元素的α系數(shù)、β系數(shù)的數(shù)值后,發(fā)現(xiàn)S、P的α系數(shù)偏大,是由于透鏡受到污染,一般可用無(wú)水乙醇浸泡15分鐘,用擦鏡紙擦干即可。同時(shí)查看真空度和入射狹縫是否發(fā)生變化,此時(shí)應(yīng)檢查后再作校正。

2.1.3 儀器顯示化驗(yàn)結(jié)果不穩(wěn)定

在分析試樣時(shí),發(fā)現(xiàn)儀器的狀態(tài)不穩(wěn)定,尤其是高含量的元素變化較大時(shí),儀器發(fā)生偏移間隔時(shí)間較短。

故障查找:查看是否由于放電粉塵太多,堵塞氬氣循環(huán)系統(tǒng),導(dǎo)致氣路的出氣不暢;查看氬氣進(jìn)到光譜儀的入口是否出現(xiàn)泄露;氬氣凈化系統(tǒng)是否到期,應(yīng)進(jìn)行再生。

處理方法:將直徑細(xì)小的橡皮管接到氬氣氣瓶口,另一端接到廢氬氣的出口處,給大流量的氬氣進(jìn)行反吹,可以將管道中的灰塵從激發(fā)臺(tái)廢氬氣的入口處吹出,因此在反吹之前,應(yīng)該把激發(fā)臺(tái)拆下來(lái)，使氬氣通過(guò)氣體凈化器,可以進(jìn)一步凈化氬氣,但也需要定期對(duì)氣體凈化器進(jìn)行再生,以免因?yàn)閮艋瘷C(jī)失效而影響氬氣的質(zhì)量,造成分析誤差。

2.2 光學(xué)系統(tǒng)部分故障及處理

故障查找:P、S等是短波元素，氬氣中的夾雜氣體會(huì)吸收P、S等元素的激發(fā)譜線光能，氬氣純度不夠,P、S等元素分析結(jié)果會(huì)出現(xiàn)異常。狹縫受季節(jié)、溫度等影響,發(fā)生變化時(shí)，P元素分析也會(huì)出現(xiàn)異常。

處理辦法:轉(zhuǎn)換氬氣凈化機(jī)工作塔至事先已凈化好的工作塔上，消除氬氣純度的影響。ARL-4460型直讀光譜儀是非常穩(wěn)定的儀器,跡線漂移很慢,但有必要進(jìn)行描跡檢查。描跡檢查可分為直接描跡和積分描跡。因?yàn)榉e分描跡簡(jiǎn)單,同時(shí)又可以多元素進(jìn)行描跡,一般采用積分描跡。從主菜單選擇Intialisation→IntegrectProfile,設(shè)定初始刻度為STARTDIALPOSITION,雖然每個(gè)光譜儀設(shè)備部件相同,但個(gè)體之間仍然存在細(xì)微差異,因此每臺(tái)儀器的起步刻度不太一致,起步點(diǎn)可依據(jù)出廠值的設(shè)定不作更改;為步長(zhǎng)為STEPDIAL為2,最大步數(shù)MAXIMUM NUMBER OF STEPS為15。設(shè)置完成后按START PROFILE激發(fā)試樣,直至走完最大步長(zhǎng),激發(fā)過(guò)程不需要對(duì)試樣換位置,點(diǎn)擊CALCULATE AVERAGE(計(jì)算平均值)→記住位置,退出后設(shè)定鼓輪位置。

2.3 環(huán)境系統(tǒng)故障及處理

2.3.1 持續(xù)工作，激發(fā)臺(tái)溫度過(guò)高的問(wèn)題

在進(jìn)行試樣分析時(shí),連續(xù)多次試樣分析后,發(fā)現(xiàn)激發(fā)臺(tái)溫度過(guò)高。

故障查找:激發(fā)臺(tái)部位用冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行恒溫；水循環(huán)系統(tǒng)靠水泵進(jìn)行工作。如果儀器的恒溫裝置發(fā)生變化,就很可能導(dǎo)致系統(tǒng)溫度不穩(wěn)定。分析試樣時(shí),系統(tǒng)溫度就會(huì)升高，待機(jī)狀態(tài)下,系統(tǒng)溫度就會(huì)低一些。

處理辦法：查看冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是否缺水，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水。如果水泵發(fā)生異常要進(jìn)行更換。

2.3.2 標(biāo)樣測(cè)試成分異常的問(wèn)題

測(cè)試標(biāo)樣時(shí)發(fā)現(xiàn)C、P及S結(jié)果不對(duì)?？礌顟B(tài)欄，發(fā)現(xiàn)真空度＞1000。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行分析，計(jì)數(shù)資料以例數(shù)(n)和百分率(%)表示，采用χ2檢驗(yàn)或連續(xù)性校正χ2檢驗(yàn)，計(jì)量資料以±s)表示，采用t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

故障查找：C、P及S為短波元素，光室中的真空度＞1000說(shuō)明光室中的空氣多，空氣中的氣體會(huì)吸收C、P、S等元素的激發(fā)譜線光能，致使C、P及S結(jié)果不對(duì)。ARL-4460光譜儀要求正常時(shí)真空度＜30。光室中的真空是靠真空泵抽的真空，真空度＞1000說(shuō)明真空泵未工作。

處理辦法：插緊真空泵插頭，看狀態(tài)欄，發(fā)現(xiàn)真空度＜30，儀器正常；否則檢查真空泵控制板，控制板有問(wèn)題則修復(fù)或更換真空泵控制板；若控制板正常，看狀態(tài)欄，真空度＞1000說(shuō)明真空泵有問(wèn)題，更換真空泵，看狀態(tài)欄，發(fā)現(xiàn)真空度＜30，儀器正常。

2.4 電子控制及計(jì)算機(jī)部分故障

2.4.1 “Analyse”時(shí)，光譜議不能正常工作

進(jìn)行試樣分析時(shí)，點(diǎn)擊“Analyse”時(shí)，所有元素的顯示含量都是最低檢測(cè)限或激發(fā)試樣后，光譜儀不能正常工作，通常有報(bào)警“No respond from ICS”。

故障查找：通常情況下點(diǎn)擊［F7］之后，查看Neg.1kV這一項(xiàng)會(huì)發(fā)現(xiàn)-1000V高壓項(xiàng)數(shù)值很低，只有幾十伏。如果是這種情況，可以判斷負(fù)高壓板塊損壞，需要更換負(fù)高壓備件；出現(xiàn)報(bào)警“No respond from ICS”或出現(xiàn)報(bào)警信息“Hardware Error:ICS device failed to acknowledgemessage properly”，由于電腦終端操作過(guò)快,導(dǎo)致電腦和設(shè)備通訊出現(xiàn)故障。

處理辦法：更換負(fù)高壓備件。首先關(guān)閉光譜儀，關(guān)機(jī)順序HVPS→electronics→Water pump→vacumm pump→MAINS 16A，打開真空室左下方電子柜的門在最下面會(huì)看到一個(gè)外體是銅板的長(zhǎng)方體，這就是負(fù)高壓組件，用新的備件更換，就能夠使光譜正常工作。出現(xiàn)報(bào)警“No respond from ICS”或出現(xiàn)報(bào)警信息“Hardware Error:ICSdevice failed toacknowledgemessage properly”關(guān)掉光譜儀后面的electronics此項(xiàng)的開關(guān),停頓20s左右,再打開此開關(guān),在電腦終端點(diǎn)擊［F7］進(jìn)行初始化聯(lián)機(jī),恢復(fù)正常界面后,就可以進(jìn)行分析。

2.4.2 激發(fā)試樣時(shí)，出現(xiàn)ICS故障提示

激發(fā)試樣時(shí),出現(xiàn)ICS:

故障查找:這類信息是指由于光譜儀周圍環(huán)境發(fā)生變化,導(dǎo)致儀器不穩(wěn)定而引起的報(bào)警。在這種情況下,如果繼續(xù)分析試樣將會(huì)導(dǎo)致分析結(jié)果失真,查看數(shù)值,最明顯的表現(xiàn)在“N”元素,其值低于最低檢測(cè)限或高出正常值很多。

處理方法:退出ARL-4460的軟件操作界面,讓設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài),停頓20s后,再進(jìn)入其操作界面,就能恢復(fù)正常工作。

2.4.3 狀態(tài)欄[F7]無(wú)法打開

檢查ARL-4460光譜儀狀態(tài)欄[F7]用于觀察儀器狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)，如光譜儀與計(jì)算機(jī)未聯(lián)機(jī)，光譜儀狀態(tài)無(wú)法讀取。

處理辦法：打開儀器左下方的門，可以看見(jiàn)一個(gè)白色及一個(gè)藍(lán)色按鈕，同時(shí)按下這兩個(gè)按鈕，退出狀態(tài)欄，再重新進(jìn)入狀態(tài)欄，恢復(fù)正常。

3 日常維護(hù)和保養(yǎng)

建議每班對(duì)激發(fā)臺(tái)進(jìn)行清理,以保證設(shè)備氣路暢通；每班更換一次積灰桶,用清水沖洗碳黑,晾干后可以替換使用；每天吹掃一次廢氣管路，以保證排氣管路暢通；每月清理一次儀器后面的除塵濾布；每月將激發(fā)臺(tái)上的保護(hù)罩卸下,對(duì)里面的電路板進(jìn)行吹掃,以免由于積灰造成不必要的電器元件短路,燒壞電路板。

ARL-4460光譜儀的激發(fā)臺(tái)在設(shè)計(jì)上存在缺陷，激發(fā)臺(tái)在分析完試樣后會(huì)產(chǎn)生很多灰塵,很容易就進(jìn)入激發(fā)臺(tái)保護(hù)罩的下面，建議將保護(hù)罩的縫隙處用膠帶紙密封，可以減少灰塵的侵害。在清理激發(fā)臺(tái)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)石英杯被污染得很厲害，建議半月用稀鹽酸進(jìn)行充分浸泡24小時(shí)，這樣清洗效果較好。

4 結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)ARL-4460光譜議進(jìn)行清理和維護(hù)時(shí)，需要在專業(yè)技術(shù)人員的配合下完成。對(duì)設(shè)備經(jīng)常進(jìn)行保養(yǎng)可以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，還能減少備件的使用,節(jié)約成本?；?yàn)設(shè)備正常運(yùn)行才能為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)提供穩(wěn)定的服務(wù)。

Solution of Malfunction of the ARL-4460 Spectrometer

HUANGQin
（ManufacturingManagementDepartment,Bayi Iron&SteelCo.,BaosteelGroup)

This article introduced the common breakdownswhen using the ARL-4460 spectrometer in routine analysis process.Thesemalfunctions reasonswereanalysed,some removalmethodswasdescribed.

spectrometer;solution ofmalfunction;regular production

TG115.3+39

B

1672—4224（2014）01—0055—03