主题:【第九届原创】拆解岛津C-R7A色谱数据处理机,排除焦糊气味故障

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sc360xp
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7月三等奖
      色谱数据处理机是介于记录仪与工作站之间的一款产品,见过和使用过的人不多。岛津C-R7A色谱数据处理机采用嵌入式微处理器、液晶显示屏一体化数据处理机,使用BASIC语言编写程序,3寸软磁盘存储数据,可以实现对色谱仪的控制(例如:控制顶空的功能)。在当时,其液晶显示屏的人机界面及其对外部设备控制功能让人耳目一新。该仪器皮实,实验室做一些简单的分析使用。前不久开机工作时,有焦糊的味道散发,拆开来检修并作一些分析介绍,与坛友们分享这台经典机器的内部结构和原理。
一、仪器外观
正面,有点像一台早期的笔记本电脑:

后部的接口:

看标签,这台仪器是日本原厂生产:

专用通讯信号插头,接色谱仪输出的模拟直流电信号:

上方2ch BOARD是控制外部仪器(顶空)的插口,下方是采集(输入)色谱仪信号插口,结构都比较简易:

取下仪器观看:



这是底板,小螺丝比较多:

其它细节:

铭牌上标明型号C-R7Ae plus,注明是CHROMATOPAC(色谱组件):

电源开关在小匣子内,防止误动作:

屏幕亮度和对比度调节电位器:

键盘是简化型:


两只3寸软驱,右边的软驱在开机前,插入系统盘再开机,导入系统;左边的软驱存储数据用:

二、拆机顺序(不感兴趣的坛友可以飘过本段)
先卸下两侧四颗固定螺丝:

把显示器下方盖板拨开:


再卸下3颗固定螺丝,傍边槽内是主板电池:

主板电池及BIOS开关:

取下后盖板:


拆下底盘塑料包边的固定螺丝:

将塑料包边向两边拉开:

再拆下中部底板上两颗固定螺丝:

取下显示屏及键盘:



这是键盘的背面:

各部分名称:

三、内部主要元件解析
早期的数据处理机,实质是集成了数据采集卡(或外设控制卡)和运用程序的定制微机系统(按照现在的观点,是低端微机系统)。其电路结构示意图如下:

1、电源
采用两只工业用开关电源(24V/2.1A,5V/6A),而不是PC机通用标准AT或ATX电源,这就可以看出机器“太古老了”:

2、主板
看主板上芯片的时间判断,这台仪器生产时间是1997年:

微处理器采用N80C186 16位CMOS嵌入式微处理器芯片:

两只KYOCERA(日本京瓷公司)晶振,频率20MHz和16MHz,很低呵!

这是本机的两只静态存储器R0M,固化有BOOT程序(系统引导文件):

动态随机存储器RAM采用富士通公司MB81464-12,每片只有262144字节,少得可怜:

内存条MB814400A-70PZ是焊在主板上的,每根1M,共4M,现在的年青人不能想像,这么少!

三只PALCE16V8H-25是EE CMOS零功耗的20引脚通用可编程阵列逻辑IC:

三菱公司I/O控制芯片M66212P:

TEL(东京电子)公司的I/O控制芯片TE7730:

三菱公司I/O控制芯片M66500FP:

XSC 624A5P54(MN53030XSC)印有岛津公司logo,不知道是什么芯片,电路板中还有2片印有岛津公司logo的其它芯片:

楼下继续,请移步观看!
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sc360xp
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(接楼上,继续发)
3、数据采集电路及外部设备控制板
数据采集电路制作在主板上,插口比较简易:

为了保证稳定和精度,给数据采集电路单独提供±15V电源的DC-DC变换器ZW1R5:

VFC320BG是美国BURR-BROWN公司生产的精密单片压频转换器件,构成A/D转换电路;
AD T730是温度传感器,芯片内部集成了一个用于温度监测的带隙温度传感器和一个13位A/D转换器,是一个完整的温度监测系统;
6N137是一款用于单通道的高速光耦合器,作为线路电气隔离用;
CP CLARE(克莱尔)PRMA1A05B是干簧继电器;
74HC157是四路2输入多路选择器:

数据采集电路的“ZERO”和“SPAN”微调电位器:

外部设备控制板是一块独立的电路板,插口比较简易,上面同样也有一块独立供电的±15V电源DC-DC变换器:

外部设备控制板上的元件与数据采集电路差不多,但VFC320BG在这里构成D/A转换电路:

4、数据读写
采用两只三菱电机公司3寸软驱:

5、拆显示器
拨开转轴护盖:

卸下这颗固定螺丝,其余螺丝不要动:

在卸完左右两个转轴固定螺丝后,小心取下前板:


这是高压电路,给显示屏照明灯管提供驱动电源:

这是电位器,调节对比度:

两只74AC245PC作总线收发器:

取下液晶面板:

液晶面板背面,看来早期黑白液晶显示板的驱动电路都是比较复杂的:

两边的电路板用13根双绞银线连接,有点奢华啊!

在这里,看到夏普的标识:


6、散热风扇,使用24V直流,日本NMB(美蓓亚)中国公司生产,运转正常,噪声很低:


7、打印机
采用A4幅面连续纸热敏打印机,打印电缆同时从主机取电,没有单独的电源线:

平时不用打印机,操作杆放置在“RELEASE”(打印头释放),需要打印时,将操作杆推到“HOLD”位置(打印头接触):

四、焦糊气味故障原因
在电源插座附近的底板上,发现有油污迹,分析是从一体化电源插座内部溢出的:


油状污物从缝隙处流出:

电源插座内部集成了抗干扰电路(EMI滤波器),电路图标示在外壳上,这是1996年第36周,瑞士生产的:

拆开看看损坏的原因。这种集成EMI滤波器的电源插座,内部是灌封的,只能破坏性拆解,剥离金属外壳:

继续暴力拆解:

剥离出的元件,一个扼流圈,三只电容及接线柱:

内部损坏的是这只大个的差模滤波电容(0.047μF/250V,CX2等级),一端引线处已经烧毁,还有焦臭气味,这种故障本人是第一次见到:

该电容另一引线端是好的:

五、排除故障
找不到原装的电源插座或相似插座,从一台报废的计算机开关电源上,拆一个带EMI滤波电路的电源插座:

电源插座负荷能力核算:本仪器两个开关电源总功率80.4 W(24V×2.1A+5V×6A),该计算机开关电源额定功率230W,足够没问题。

焊好接线,装在机架上:

将仪器装还原,开机运行2小时,正常工作,没有问题:


结束语:
      仪器集成EMI滤波器的电源插座故障比较罕见,主要原因是原件质量问题。对于有焦糊气味的故障,需要细心查找,可贴近元件用鼻子嗅。未查明原因前,切记不要强行开机,避免故障扩大。各大仪器公司早期的数据处理机,都是自成系统,互不兼容,PC机也不能使用其程序。之后逐步完善和提高,并演化为工作站,功能更加完善和强大。市场上第三方色谱工作站的异军突起,推动了图谱处理水平的提高和资源共享,降低了运行费用,条件允许时,值得选用。
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2016/7/8 11:06:01 Last edit by sc360xp
ynmyx
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夏天的雪
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老师的维修文章篇篇精彩,图文并茂,详细而且剖析的很详尽,学习了
ethanxu
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虽然没有用过,但看到如此详细的解析,相信楼主做事一定是一个非常仔细的人。给你点赞。
zyl3367898
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这么老的仪器还在用,真心佩服,可见维护人员维护的好。
支点
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sc360xp
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原文由 支点(zhx_fs_ln) 发表:
长见识了,有和色谱仪的“全家福”么?
色谱仪是GC-14B
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色谱仪是GC-14B
我这边见到的GC-14A和GC-14C都已经换成工作站了,你那3.5软盘保存文件现在怎么也是不方便。
sc360xp
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我这边见到的GC-14A和GC-14C都已经换成工作站了,你那3.5软盘保存文件现在怎么也是不方便。
是滴,公司另外的GC-14多年前已换了国产工作站。这台老仪器使用不是很顺,没换,做一点简单的分析。
支点
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是滴,公司另外的gc-14多年前已换了国产工作站。这台老仪器使用不是很顺,没换,做一点简单的分析。
gc-14真是挺结实,你们机器保养得也不错。
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