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公司有一台80年代购买的日本理研(RIKEN)CO-82型便携式一氧化碳检测仪,由于该机的电化学传感器失效,太老的仪器,买不到传感器配件,一直扔在柜子里。想办法用国产的传感器对其改造,让它又能继续发挥作用。
一、仪器基本情况装在皮套内,可以别在腰间和拎在手里:
理研(RIKEN)CO-82的参数,早期的产品功能简单:
从皮套中取出:
生产日期1985年3月,30年了!那个年代的商标有点简单:
仪器侧面的功能区:
顶部是传感器探头和显示窗:
使用2节5号电池:
二、拆机,看看内部电路工作原理:该机电路原理框图如下,空气中的一氧化碳在传感器中产生微弱电流,由仪器的前级转换为电压信号,经过调理、温度补偿电路,一路送模数转换电路(A/D)转换为数字信号,由液晶显示器显示;一路与预设的报警值对比分析,当超范围时发出声光报警。
拆下后背一颗固定螺丝,打开机器:
拆下两颗固定电路板螺丝:
取出电路板:
电路板背面,有一根飞线、两只二极管搭棚:
传感器安置在右边顶部:
传感器仓,电接点是镀金的,确保接触良好:
电路板右侧功能区的操作开关等器件:
绿色调零电位器10KΩ,采用多圈电位器,很耐用:
考虑到定点监控需要,有报警信号输出插座,可以把声音用喇叭播放或通过扩音器播放:
ICL7660CPA是小功率极性反转电源变换器,为电路中的运放提供负电源:
两只金属帽封装的运放,型号是ICL8021CTY,高可靠低功耗双极性运算放大器,作前级和调理电路用:
电阻全部套上了塑料管,防止短路;电阻丛中一枝独立的是热敏元件,温度补偿用:
戴“小白帽”的蓝色小精灵是高品质钽电容,电路板上使用了好几只:
TSC公司的7106CPL是一款专为液晶数字万用表设计的三位半双积分A/D转换器,在本机直接驱动液晶显示板:
黑色圆柱体是蜂鸣器,当气体浓度超范围时“滴滴滴”报警:
NEC的C802C是光电耦合器,通过Φ2.5mm插座输出报警信号,同时起到隔离外部电路与仪器电路的作用:
液晶显示器采用镀金插座硬连接,非常牢固,避免了“斑马纸”连接故障多的毛病:
液晶显示板下面是背光LED和报警红LED:
通过拆解,该仪器电路并不复杂,电路大多数元件使用分离电子元件,但质量可靠、工艺严谨、经久耐用。
三、传感器替换1、取下的原装传感器,是理研公司自己的产品,型号ES-81,二电极电化学传感器:
传感器已经失效,电解液泄漏并干涸了,市面上买不到:
新购的国产ME2-CO型传感器,在TB拍的,连快递费一共40元:
送了一只安装架、几只镀金插孔钉(电极不能焊接,使用插孔作连接),非常贴心:
传感器装在塑料瓶内:
郑州炜盛电子科技有限公司出品:
存放时,两只电极是被金属弹簧短路保护的:
ME2-CO型传感器的技术指标:
国产传感器与原装传感器外形有较大差距,不能直接使用:
2、对国产传感器外形进行改造
改造原则:利用原传感器骨架,便于安装。用钢锯片将原传感器上下两端锯开,去掉内部的电极、纤维柱等,只保留外壳。
先取下金属底盖:
中间的圆孔是对电极通气孔:
锯断电解液仓:
电解液仓中有一只高分子纤维柱,吸纳电解液并保持工作电极与对电极的离子、电子迁移通道联通:
锯下顶盖:
黑色物质是工作电极:
老传感器拆开后,只用图中箭头所指部分:
找一个直径Φ22mm塑料瓶盖,按照新传感器电极位置,在上面打两个Φ2.2mm孔,将两只镀金插孔钉尾端焊上引线:
将两只插孔钉固定在瓶盖上,下方是工作电极引线(黑色电线),右边是对电极引线(棕色电线):
在瓶盖内,用AB胶固定插孔钉:
等AB胶固化后,将引线穿入老传感器外壳,黑线接中间的镀金金属环,棕线接底部:
最后,焊接好引线,用粘接剂(万能胶)将新传感器基座与原传感器外壳固定在一起:
将改造后的传感器插座装入仪器:
插入新传感器:
四、使用情况给仪器装入电池,打开电源开关,如果显示不为“零”,可微调一下右侧的调零旋钮:
按下右边白色“CHECK”按钮,红灯亮,发出“滴滴滴”报警声:
很快,数值迅速下降,停止“滴滴滴”报警声:
环境为“零”状态,几秒钟后,显示值稳定后也为“零”:
正式使用前,应将仪器送有关部门用CO标定(仪器内部有调整电位器),由于该仪器是阀值报警,功能简易,标定时,只需按照CO规定浓度值调节电位器使之报警即可,并记下此时对应的显示数值。传感器更换后,由于厂家不同,其电化学曲线不同,仪器显示的数值不再是一一对应CO浓度,是一个相对值。若要记录测试浓度值,需要换算一下,稍微麻烦一些(也可以打开仪器,调整电路板上的几只电位器或有关元件,使显示值一一对应,但专业要求较高)。
维修后语:早期进口的日本理研电化学传感器一氧化碳检测仪,采用二电极传感器,虽然主机电路简单,但元件及工艺过硬,非常耐用。由于传感器缺乏,将国产的ME2-CO型一氧化碳电化学传感器稍加改造接上去,用在要求不高的地方,使老仪器焕发青春、减少了电子垃圾丢弃,又节约了资金。