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(jì)在其實(shí)際應(yīng)用過程中，具有良好的靈敏度、準(zhǔn)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(lǐng)域當(dāng)中均有著十分廣泛的應(yīng)用，是測定常量及微痕量元素重要的分析、檢測設(shè)備。原子吸收分光光度計(jì)的工作原理，是將需要進(jìn)行測定的式樣首先進(jìn)行原子化處理，并利用強(qiáng)穩(wěn)定的光照對其進(jìn)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(jìn)行測量[1]。最后，根據(jù)不同的吸光度對測定溶液的濃度關(guān)系曲線進(jìn)行繪制，從而得到待測定元素的具體含量。當(dāng)前，大部分的原子吸收分光光度計(jì)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(jìn)行測量的過程中，若存在故障問題未被基礎(chǔ)查明并解決，則將會對后續(xù)測量結(jié)果及質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響?；诖耍疚囊訟3F-12原子吸收分光光度計(jì)為例，開展對其故障排查方法設(shè)計(jì)研究。

1 A3F-12原子吸收分光光度計(jì)故障排查方法設(shè)計(jì)

1.1 建立A3F-12原子吸收分光光度計(jì)故障評價(jià)指標(biāo)

造成A3F-12原子吸收分光光度計(jì)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(jì)故障評價(jià)指標(biāo)。將常見故障問題的評價(jià)指標(biāo)劃分為五個(gè)不同等級，得出如表1所示的A3F-12原子吸收分光光度計(jì)故障評價(jià)指標(biāo)。

表1 A3F-12原子吸收分光光度計(jì)故障評價(jià)指標(biāo)

表1中，確定性嚴(yán)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(jì)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(zhǔn)確的得到故障結(jié)果。同時(shí)，第一級故障問題通常是不可恢復(fù)的故障類型，因此一旦出現(xiàn)故障，不能及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，則該儀器不會自動(dòng)恢復(fù)到正常運(yùn)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(jì)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(shí)，不確定性故障問題發(fā)生后，通過將儀器重新啟動(dòng)的方式，能夠存在一定概率自動(dòng)恢復(fù)正常，但在后續(xù)運(yùn)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(jì)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)故障排查

完成對A3F-12原子吸收分光光度計(jì)故障評價(jià)指標(biāo)建立后，需要對儀器在使用過程中產(chǎn)生的運(yùn)行信息進(jìn)行實(shí)時(shí)提取。本文結(jié)合儀器的運(yùn)行特點(diǎn)，選用可編程控制器，對儀器運(yùn)行信息進(jìn)行采集。由于儀器可能存在的故障問題較多，因此無法實(shí)現(xiàn)對其統(tǒng)一的運(yùn)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(jì)算方式，引入到可編程控制器當(dāng)中，通過該裝置自動(dòng)識別不同的參數(shù)信息，實(shí)現(xiàn)對其針對不同故障問題的計(jì)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(jìn)行計(jì)算，其計(jì)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(shí)的標(biāo)準(zhǔn)波長值。利用公式（1）計(jì)算得出儀器波長示值誤差值，將該數(shù)值與儀器使用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的誤差允許范圍進(jìn)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(fù)性故障問題進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)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(jìn)行比較，判斷是否存在波長重復(fù)性故障問題。

再次，對儀器基線的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷。假設(shè)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(jìn)行瞬時(shí)測量時(shí)，對測量時(shí)間內(nèi)的瞬時(shí)噪聲和零點(diǎn)漂移進(jìn)行記錄，并將其與未出現(xiàn)故障問題的儀器記錄結(jié)果進(jìn)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(jìn)行判斷。

最后，針對儀器光譜帶寬偏差過大故障問題進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)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(jì)操作標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的光譜帶寬偏差標(biāo)準(zhǔn)范圍。將上述三個(gè)公式，帶入到可編程控制器當(dāng)中，通過該裝置直接對儀器進(jìn)行測量，并通過計(jì)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(jìn)行排查。

2 對比實(shí)驗(yàn)

隨機(jī)選取某實(shí)驗(yàn)室中的A3F-12原子吸收分光光度計(jì)共10個(gè)，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(jì)以及檢測器等。隨機(jī)對其中8個(gè)儀器設(shè)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(fù)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(jì)故障排查方法和傳統(tǒng)故障排查方法對這10個(gè)儀器的故障問題進(jìn)行檢測和排查，以此驗(yàn)證本文故障排查方法的應(yīng)用優(yōu)勢，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對兩種故障排查方法的準(zhǔn)確率對比。將兩種故障排查方法得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄，并根據(jù)記錄數(shù)據(jù)繪制如圖1所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比圖[2]。

圖1 兩種故障排查方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比圖

由圖1中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，本文故障排查方法正確排查故障問題個(gè)數(shù)明顯多于傳統(tǒng)故障排查方法，并且能夠?qū)⒈疚脑O(shè)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(shè)計(jì)故障排查方法時(shí)，引入了可編程控制器裝置，通過該裝置實(shí)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(shí)，通過可編程控制器的引入，能夠進(jìn)一步提高故障排查過程中相關(guān)計(jì)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(guān)故障參數(shù)時(shí)，還存在無法將存在的故障問題與故障類型對應(yīng)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(shí)驗(yàn)證明，本文提出的A3F-12原子吸收分光光度計(jì)故障排查方法在實(shí)際應(yīng)用中，具有更高的故障排查準(zhǔn)確率。

3 結(jié)束語

當(dāng)前A3F-12原子吸收分光光度計(jì)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(diǎn)，本文提出一種全新的故障排查方法，并通過實(shí)驗(yàn)組證明了該方法的故障排查應(yīng)用效果。將本文提出的故障排查方法應(yīng)用于實(shí)際，能夠有效保證故障排查的效率提升，從而為實(shí)驗(yàn)室測量節(jié)省更多用于對儀器設(shè)備進(jìn)行故障檢測和排查的人力、物力，以此為實(shí)驗(yàn)室測定水平的提升提供有利條件。