主题：【第八届原创】ARL3460直读光谱仪分压电阻板的更换过程

ARL3460直读光谱仪是国内使用比较广泛的仪器,由于这款仪器长期稳定性重复性好操作方便，故障率较低，而深受用户喜爱。
因为故障率低所以平时修理就比较少，所以想借原创大赛之际与版友共同分享一下这个故障的排除过程，由于本人水平有限希望各位老师和同行给与斧正为盼，谢谢。

因为外线停电检修恢复供电后操作人员反映开机进入程序后出现1#、2#、4#和10#报警，打开F7出现了负高压数据异常故障，停电时间较长后刚开机出现1#和2#报警是正常的，但是后两个报警应该在恢复供电就要显示正常值的，从这个界面中可以初步得知低压部分是正常的，高压部分故障的可能性比较大，为了验证故障分析判断首先检查电子柜内的各电源和电压

                                                  图1
仪器高压故障报警时F7参数

                                                  图2
打开电子柜（左侧柜）门，可以看到各工作指示灯处于正常状态，说明低压部分是正常的，于是把检查重点放在高压部分,

                                                                图3
关闭图中电子开关（4号）和高压电源（5号）开关（为了安全必须都关闭）

                                                                          图4
图中中间的那排工作指示灯全部熄灭后用螺丝刀松开角上的4枚螺丝,理顺各电缆线以防在拉出时绕到部件上而被拉坏,或因拉动时压到电缆线,在拉出的过程中要随时注意, 小心拉出箱子并放在一个稳固的地方，注意做好防触电及东西掉在箱子上的防护措施,

                                                  图5
松开标记处的两个螺丝取下端子防护罩,检查接线端子有没有松动,如果有松动应该先进行紧固

                                                              图6
把图中和4号和5号开关拔到ON开的位置

图7
用万用表交流电压档检查2号和3号端子间的电压有223V，把万用表打到直流电压档测量到状态板去的信号,红笔接4号端子黑笔分别接1号和6号端子正常时应该有10V的电压,实测值为0V,再次关闭图6中的5号开关,重新测量2和3端子间的电压,此时测量结果为0V,

                                                                            图8
拆除图中标记的7号和9号对应输出线

                                                                          图9
再次分别测量4号端子与1号、6号端子间的电压还是0V,所以判断可能是高压电源坏了

                                                                                          图10
为了进一步确认高压电源的问题，把左侧（ELEC）右侧（HVPS）这两个电源插头线拔下（以防检查过程中电击的危险）

                                          图11
松开高压电源防护罩上的固定螺丝取下防护罩后的高压电源

这种电源已经没有了24V低压部分,为此主要检查一下进出线的端子、线路板上和左边继电器插座有没有松动或虚焊脱焊的地方,拆除固定的四个小螺丝把板子反过来检查焊点的过程看到线路板上有明显的发热部分，除此之外其他部位外观未发现有明显异常的地方

                                                                        图12
虽然颜色变了,但是实测板子两面这个部位的元件没有损坏,倒是在旁边这个管子边上发现一个电阻过热变黑已无法看清原来色环上的标示值

                                                                  图13
万用表在线测电阻值为0欧姆，取下这个电阻测量阻值也是0欧姆，一般电阻坏了开路的可能性比较大，所以认为这个电阻值是正常的，电阻发黑应该是过载引起的，是什么原因引起这个板子过载呢?

回到高压电源接线端子处测量负载端的电缆线,万用表测量值为260欧,高压电源的额定负载电流只有40mA,这个电阻值肯定是小了,要知道原因只能打开恒温箱检查了

                                          图14
先关闭仪器背后的4号和5号电源开关再松开恒温箱上的安全螺丝, 向上翻起盖子

顺着高压电缆线找到高压负载就是图中的三块分压调整板,拔下高压电缆用500V兆欧表测量电缆电阻值是无穷大,分别断开三块板的连线电缆使三块板各自独立,用万用表测量板上电源端子间电阻值

测量时3号板的电源线间电阻值只有260欧,把所有从3号板到光电培增管的输出线拔下,再测还是相同的结果,从板子上经对比可以看到3号板中间位置有一处烧焦的地方，另两块板的电源线间电阻值都在200千欧左右，与新板对比差得比较大，因为新板电源线间的电阻值用500V兆欧表测量结果是无穷大，

板子的配件编号P4918每块板可以容纳12个通道，各个通道有一个独立的电压调整单元（通过跳线单独调节），从板的两边分别引入-100V和-1000V电源

                                                                            图16
板两边是高压电源主线到各个独立单位（通道）的电源线，

                                                                      图17
图中箭头指示处均有水渍，红圈处就是烧焦碳化部位

                                                                  图18
正面放大图，两边的白色电阻焊接处有被腐蚀的迹象，左边圆圈边的电阻排引脚也有被腐蚀的迹象

                                                          图19
从背面也可以看到标记内的黑色泡泡，已严重碳化是引起绝缘电阻下降的主要原因，
顺着板的位置检查水渍的来源，经检查是因为恒温箱的盖子上有一块保温材料，时间久了与盖子结合不牢固有多处在工作状态时从盖子上自然往下掉，形成一个自然的集水槽把箱子内蒸发上去的水在冷却后正好掉在3号板子上，箱子内的水是从哪里来的？
经过检查是室内空气湿度大，室内没有抽湿机，潮湿的空气通过恒温箱与底座之间的逢隙进入箱子内部后缓慢汇集，除一部分被加热器和风扇消耗了(相互作用排出箱外)，剩余部分就在箱子内循环,当仪器停机时就会降温形成水珠，故障仪器正好遇到几天的停电，水下来不能被及时带走，于是就在恢复供电时通过高压电和水在板子上相互作用导致了烧板的故障，
1、  为了免除后患清理干净恒温箱内的所有水渍并用电吹风进行风干，擦除水渍后用布擦去各处锈迹,
2、  把各个元素到光电倍增管的电源引线插头用无水乙醇进行清洁，

在换上新板子对号入座前先不要拔去旧板子上光电倍增管的电缆线和跳线，在拔下前应该先对原板子各个跳线位与仪器出厂时所带的QA报告上各元素的跳线位置进行仔细核对确认无误，对有变化的应进行取证并认真记录后再把旧板子连电缆线一起从板座上（每块板有8枚塑料脚架空固定）取下来，装上新板子再按照原来的位置和跳线按顺序插到新的板子上，依次接好，再根据记录的各元素通道跳线位置进行检查，确认无误后再把右边的联线电缆从旧板上拔下转接到新的板子上

                                                                  图20
拆除前先找到仪器附带的QA报告，并根据上面的通道跳线位置进行仔细核对

                                                                                    图21
接高压电源电缆时黑色线接在-100V（2、4）的端子上芯线接在图中-1000V（1、3）的端子上，在对另外两块板连线时也要注意不要接错

                                                                                              图22
依次把电缆线接在新的板子上后

新板子没有插外接线时用500V兆欧表测量电源线端子电阻值为无穷大

                                                                        图23
换上新的高压电源并检查接线，一定要认真核对以防接错线烧毁电源或后面负载

                                                                                      图24
                                                                          换上新电源后F7各参数
经确认无误后给电子柜送电并观察F7参数和电源箱内有没有异常情况,一切正常后把电源箱放回电子柜内，在放回的过程中要随时注意各电缆线不要绕到或压到
因为分压电阻板换上新的了虽然是按原来的位置但是由于元件参数的偏差，在标准化前要对分压跳线进行适当的调整使分析得到的标准化样品强度值与原始值最接近，调整时要注意以下几点:
1、  调整用的样品可以选用仪器所带的标准化样品进行,这些样品的均匀性比较好,还有原始值可以参考
2、  调整前要先检查一下LAMP了解与原来参数的差异,可以作为调整的参考

仔细检查原来板子上的白色电阻是不是断开,如果是那么在新板子上也应该把它断开,不然可能出现强度值调整不到原始值附近的问题

                                                                                        图25
每次调整跳线格数不要太大以免电压太高缩短光电倍增管的寿命，分压板左边1-8脚是粗调，右边9-16脚是细调

                                                              图26
检查修理的工具

原因分析：:
引起烧高压电源的原因是由于环境中湿度太大通过罩子与底座之间的各个逢隙进入罩子内部，然后经由罩内顶部的保温材料吸收汇集后在环境震动等情况下滴到板上,在高压作用下通电后放电短路，长期运行后高压电源因为过载面烧毁；
故障处理步骤：:
先查找出高压电源是不通电还是不工作；
1.      本例故障是因为负载过载短路引起烧电源导致无电压输出；
2.      查找负载短路原因,是水滴在线路板上引起高压放电短路；
3.      单独检查各块板的电源进出线端子电阻,发现第3块260欧姆其他两块均在200千欧姆以上,故判断板子故障；与新板子对比这三块板绝缘电阻都不合格所以全部换了；
4.      万用表测量各通道光电倍增管的受电侧电阻均在1.35兆欧以上,对比正常工作仪器的电阻这个阻值是正常的；
故障小结：

从本例故障中可以知道仪器对环境湿度的控制要求是很高的,从现场环境监视用的温湿度表上可以看到实时湿度达到了75%RH,加上室外这段时间的连续阴雨天,使仪器受潮水气在恒温罩内无法及时排出,形成水珠达到一定数量时会自然下落到线路板上,今后应加强仪器室内湿度管理并定期检查恒温罩内部、电子柜及光源箱内的湿度以防类似故障再次发生。