主题：【第六届原创】一个X射线荧光光谱仪疑难故障的处理

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lzy20050916

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发表于：2011/12/07 20:33:53 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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一个X射线荧光光谱仪疑难故障的处理

引言由于现代X射线荧光光谱仪结构复杂，在使用中难免会遇到一些小问题。小问题虽不至于造成仪器无法工作，但小问题不一定就好处理，尤其是随机出现的问题，故障原因不易查找，处理起来就更棘手了。之所以将本文题目拟定为“一个X射线荧光光谱仪疑难故障的处理”，主要是从这一故障处理过程的曲折着眼的。大家请看正文。

我单位的AXIOS为2011年7月份从荷兰帕纳科公司购进。在近3个月的使用中发现真空度（Vacuum Level）逐渐劣化，Cap打开时真空度从仪器投入使用之初的低于5.0Pa升高至20.0Pa，最近在进行样品检测时又频繁出现以下报警信息，见表1，最多的时候，一天出现十几次。

3:07:40 SuperQ Measurement aborted due to spectrometer error ; 样品编号 XXX

3:07:40 SuperQ Spectrometer error :3,15,13,0,0 Meas.abort ; sample loading mech . in bad position .

3:07:47 SuperQ Measurement aborted ; 样品编号 XXX

3:07:48 SuperQ Aftercare info : SpmQuan : Measure Data ,

表 1

故障出现后，我们及时与厂家联系维修。下面我介绍一下这个故障的处理过程，希望大家有所收获。因本人水平所限，叙述中难免不当之处，欢迎大家指正。因为历经4次维修才解决了这个问题，所以我分4个回合来介绍。

第一回全面排查

1.1 故障诊断

查找故障原因时，要用到仪器自带的测试诊断程序TDS或TCM，前者是帕纳科的独门武器，有硬件加密保护，只有她的服务工程师才能用，不仅能查看仪器基本信息，还可以做很多参数的监测、调整；后者对我们普通用户是开放的，可以查看仪器基本信息，功能相对较少，但也可以查到很多故障产生的原因。

从以上报警信息来看，能够确定是试样装载机械出现了问题。按照关机程序关闭高压，退出SuperQ程序。打开测试诊断程序TCM4400.EXE，进入M Mechanics for sample loading界面，如图1.1.1。在这个界面里，我们可以控制Cap的Open/Close、Airlock的air/inside、Plunger的up/down、Turret 1p的In position 1/ In position 2、Spinner的On/Off等状态切换。在状态切换过程中，如果有故障的话会出现提示信息和报警，这样你就能够知道是哪一部分出现了问题。在本次故障原因排查时，服务工程师重点关注了Plunger和Turret。频繁地进行Plunger和Turret的状态切换，没有发现什么异常。我们分析认为，由于这一故障是随机性出现的，恰恰在诊断时仪器能够正常工作。这也给故障处理造成了困难，不知从何下手，只能凭经验猜了！

图1.1.1

1.2 故障处理

首先，怀疑Plunger down不能及时到位。在以下三个方面做了调整（每一次调整后，都在TCM下调试几次，看仪器动作是否正常。）：

① 调整了Plunger的两个位置开关S001（上方的）、S002（下方的），如图1.2.1。调整S001，使Plunger up顶紧，有加强密封、改善真空度的作用（Cap打开时）；调整S002，使Plunger down到位，避免影响Turret的旋转。

图 1.2.1

② 调整了Plunger up/down时间，调节汽缸的两个限流阀，如图1.2.2。调节前先松开限流阀的紧固螺丝，拧紧是减少进气量，延长Plunger up/down时间，松开是增大进气量，缩短Plunger up/down时间。本次调整缩短了Plunger up/down时间。

图 1.2.2

③ 增加汽缸活塞杆的伸出长度，使Plunger在down位置时下降更彻底，如图1.2.3。

图 1.2.3

其次，怀疑Turret的传动皮带（图1.2.4中下方粗的那根）未张紧。调整固定Turret电机的两个定位螺丝，使Turret的传动皮带张紧。

图 1.2.4

再次，怀疑Turret的位置开关S003、S004定位不合适。松开S003、S004的两个定位螺丝，进行调整，如图 1.2.5。

图 1.2.5

最后，打开样品室对Turret和3个密封圈进行清洁，如图1.2.6。注意Turret要轻拿轻放，不得磕碰。密封圈最好用医用纱布蘸酒精擦拭，用脱脂棉擦会掉毛，影响真空度。

图1.2.6

在进行了以上调整后，在TCM下调试一切正常。退出TCM，进入SuperQ，打开测量界面，打开谱仪状态窗口，进行几次装卸样操作，一切正常。在执行了PHD检查、仪器漂移校正（Monitor）之后开始生产样检测，一下午也没有发现问题，故障似乎解决了。可是就在服务工程师走后不久，故障又随机的出现了。

1.3 体会

① 用硼酸包边垫底压片时掉粉多，密封圈容易粘附硼酸粉末而导致仪器真空度逐渐变差。因此Cap上的密封圈需要每班清洁一次，图1.2.6中样品室的密封圈A和B需要每季度清洁一次。据说，用粉状聚氯乙烯代替硼酸效果会好一些。

② 随机性出现的故障不好处理，需要有丰富经验才能判断，非初学者所能为。

③ 调整位置开关S003和S004的定位需要专业知识，如果你不懂，还是不要调整的好。非要调整的话，建议你先给原位置做好记号，然后一点一点地调，实在不行再复原到原位置。

第二回重点出击

根据我们的反映，厂家服务工程师认为是T2控制板有问题造成误报。当他到现场时，故障恰恰随机性的没有出现！

2.1 故障诊断

按照关机程序关闭高压。

① 怀疑T2控制板有问题造成误报。T2控制板负责监控Cap、Plunger、Turret的动作。

② 启动TDS，进入M Mechanics for sample loading界面，监测Cap、Plunger、Turret的动作时间，结果如表2.1.1。可以看出Plunger up/down的时间过短。

项目	实际值（s）	标准值（s）	极限值（s）
Cap close/open	1.0/1.1	1 ± 0.2	2/3
Plunger up/down	0.7/0.7	1 ± 0.2	4/4
Turret load/unload	3.8/3.9	＜4	＜4

表2.1.1

2.2 故障处理

① 对活塞运动速度进行调整。调整后Plunger up/down时间为1.0s/1.2s。

② 更换T2控制板。按照关机程序关闭光谱仪。更换T2控制板后，开机。

进入SuperQ，打开测量界面，打开谱仪状态窗口，进行几次装卸样操作，一切正常。开始生产样检测，一下午也没有发现问题，故障似乎真的解决了。可是就在服务工程师走后不久，故障又幽灵般的出现了！

2.3 体会

这个故障不好整。

第三回有备而来

3.1 故障诊断

在TCM程序下，重复装/卸样过程，重点关注Turret的旋转（在In position 1、In position 2之间）。重复数十次没发现问题。

3.2 故障处理

① 更换Turret的两个位置开关S003、S004。按照关机程序关闭光谱仪。拆下原装的S003、S004（我仔细看了一下，两个开关型号一样），换上新的位置开关（新开关没有型号，比原装的略大一点，不过都是夏普牌的）。开机。

② 更改COM1的数据流量。COM1端口连接光谱仪，用于计算机和光谱仪之间的点对点通信。右键点击“我的电脑”，在弹出的菜单中点击“属性”，在弹出的窗口中点击“硬件”，点击“设备管理器”，在弹出的窗口中点击“端口（COM&LPT）”，双击“通讯端口（COM1）”，单击“端口设置”，在“波特率”栏选取“128000”，其它不变（在“数据位”栏选取“8”，在“奇偶校验”栏选取“无”，在“停止位”栏选取“1”，在“流量控制”栏选取“硬件”）。

进入SuperQ，打开测量界面，打开谱仪状态窗口，进行几次装卸样操作，一切正常。开始生产样检测，一下午也没有发现问题，故障似乎真的解决了。可是就在服务工程师走后不久，故障又魔鬼似的冒出来了，而且更严重，一点测量按钮就报警，仪器彻底没法用了！！！

3.3 体会

① 对随机性故障，由于原因难于查找，用排除法处理是最好的选择。

② 细心观察人家工程师的操作，多问多思考，能学到很多知识哦。

第四回意外成功

仪器停摆了可不行，马上与服务工程师联系。没想到的是在服务工程师的电话指导下，我们竟然解决了这个故障。

4.1 故障诊断

在TCM程序下，重复装/卸样过程，重点关注Turret的旋转（在In position 1、In position 2之间）。操作中发现，在Turret回到In position 1过程中，在Turret 1p的状态框中出现“unknown”，并伴随蜂鸣报警。

4.2 故障处理

在服务工程师的指导下，我们拆下了样品交换器（Sample Changer）横梁右侧的位置开关（图4.1.1），和S003做了交换使用。注意，不要拆位置开关S003的定位装置，只拆下S003本身即可。一周过去了，魔鬼也没再出现，看来就是S003的问题啦，我在网上查了一下位置开关S003应该叫“槽型（U型）光电开关（光耦）”，原理图如图4.1.1。

图 4.1.1

4.3 体会

作为仪器使用者，能够熟练运用TCM程序对光谱仪进行调试是很有必要的。关于TCM程序的使用方法，仪器信息网上有；不知哪位大侠有更加详细的TCM程序资料或使用经验，欢迎分享一下。

尾声

本次故障处理的全过程前后历时月余，中间颇多曲折，通过配合服务工程师工作我学到了很多知识。以上内容是综合了4次维修简记与个人新学写成的，不足之处欢迎大家批评指正。

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