主题：【第七届原创】解剖经久耐用的梅特勒DL18水份滴定仪

解剖经久耐用的梅特勒DL18水份滴定仪

    公司有一台1992年梅特勒DL18（卡尔·费休）水份滴定分析仪，非常“皮实”，用了22年。期间由于主板电池漏液，更改为微机纽扣电池座后，就再没出过故障，一直用到现在。

一、外观及技术指标

滴定管为10ML，质量很好，这么多年过去了，没有泄漏：

    滴定池配的是高品质德国Schott（肖特）150ML实验室DURAN硼硅玻璃烧杯，用了22年，还是光亮如新，烧杯中的白色胶囊状物体是磁力搅拌子（DURAN硼硅玻璃所能承受的最高操作温度为500°C， 耐热冲击性能是普通玻璃三倍以上，可冷却至最大极限的零下温度，约-192°C，即使最恶劣骤冷骤热也不会炸。）：

仪器后部，气泵（抽排液用）、电源插座、开关、电极信号线插座：

仪器采用红色LED数码管显示，轻触键盘输入。自检完后，待机状态：

二、仪器系统结构

绘制仪器原理框图如下：

    开机后，仪器首先进行自检，仪器正常时，单片机MCU输出一个电压控制信号，此信号经过D/A、压控电流源变换后加到测量电极上。仪器工作时，电极的微电流经前级运算放大器转换成电压信号，输入到由LM331N 构成的精密电压频率转换器（V/F变换器）。由单片机对V/F变换后的频率进行累加积分。将此积分结果计算出水分含量。单片机还负责完成频率响应，控制滴定管步进电机、搅拌电机、气泵、信息显示，与电子天平、打印机的通讯功能等。

    仪器工作过程：见下面的框图

三、拆机并简要分析主要元件功能：

仪器商标贴在底板上，原产地瑞士：

卸下后背两颗螺丝、底板上的5颗固定螺丝,即可取下：

主电路板固定在底板内侧，与其他部分用插线连接，容易分开取下，方便维修：

主电路板的背面：

取下底板（电路板）后，仪器内部的电源、磁力搅拌电机及滴定机电驱动、馈液三通阀控制机构、面板轻触按钮排线部分：

滴定步进电机通过减速齿轮驱动滴定管活塞杆上下移动；馈液三通阀的极限位置由凸轮盘及上下两个行程限位开关控制：

磁力搅拌器使用的直流电机：

电源开关、电源输入端装有滤波抗干扰组件：

取出电源保险管：

内部还有一个备用保险管，这种设计很贴心：

主电源变压器采用“环牛”,44VA，漏磁小、效率高：

“环牛”有100V、120V、230V、240V抽头，便于适应不同电源电压：

主电路板各区域功能：

主板直流电源部分：
两个KBP02M 3N248整流桥（200V 1.5A）作两路整流，蓝色圆柱元件是PHILIPS滤波电容；
LM317T、LM337降压型线性三端稳压器，为仪器提供所需的低压稳定直流电源：

另一路三端稳压器后，采用西德ROE高品质直流滤波电容4700μF/25V，-40～105℃（金色，音响发烧友的最爱）作滤波，使直流电源更加纯洁：

大小“黄豆”是钽电容，电路板上用了不少，电阻都是5环级，精度较高：

UTM公司 8.2Ω水泥电阻：

这一溜IC、功率管（BD244A是 PNP功率管6A/65W，驱动滴定电机）装在厚厚地铝板上，便于散热：

输入信号处理单元的有关元件：

DG211CJ是 MAXIM（美国美信）公司4通道模拟开关；

LM331N 是NS（美国国家半导体）公司精密电压频率转换器；

LM324N 是NS公司低功耗四运算放大集成电路；

LF411CN  是NS公司低误差低漂移BI-FET输入运算放大器；

这个部分的电阻（五环色标）、电容，采用的是高精度、稳定性好的元件：

计算处理单元有关元件：
MCU(单片机)是当年大名鼎鼎ZiLog公司的Z8系列 Z0868108PSC，1991年第36周生产，安插在内镶镀金管的插座上：

瑞士Ageltro 晶振6.144MHz，为单片机提供时钟基准源：

下面图片上方的IC是梅特勒公司DL18专用固化程序ROM，版本V1.3，SRM20256LC12是日本EPSON公司（旧logo）256K RAM：

D8155HC-2 是NEC公司通用接口电路；
又一个梅特勒公司DL18专用固化程序ROM，版本V1.0：

为了确保长期接触良好，主板上IC插座的插孔都是内镶镀金管的，看看这个IC插座：

主板上保持数据的电池 1.2V×2镍镉电池，是著名电池生产商德国VARTA公司产品（主板电池改造前的图片）：

以前对主板电池进行的改造：焊下旧电池组，从旧计算机主板上拆卸一个电池座，装在DL-18主板上，清洁电路板、补焊被腐蚀的线路，安上计算机纽扣电池。

扩展输出驱动功率的 BD140 PNP中功率管1.5A 10W：

8段式LED数码管作测量结果显示，安装在延长插座上，既牢固接触良好，又便于维修更换；

UDN2981A 是美国Allegro公司8通道输出驱动芯片，控制LED数码管显示；

ULN2003A 是ST（意法半导体）公司的7反向器；

SN74LS74AN 是TI公司的双路D类上升沿触发触发器：

红色LED作工作状态显示；
UDN2981A 是Allegro公司的8通道输出驱动芯片, 驱动红色LED；
其余IC是逻辑电路：

磁力搅拌器速度调节电位器，使用铝壳，结实耐用：

镀金通讯串口插座（7针大口），用来连接电子天平、打印机：

电极结构很简单，两根探针嵌在塑料电极杆中，探针是用化学性能优越的纯铂线制作（被称为双铂电极），型号DM 142，看看电极细节，塑料电极杆没有腐蚀磨损：

仪器的抽排液控制机构：

取下立柱，内部是气泵开关电线：

卸下内部两颗固定螺丝：

取下控制机构上部：

两个黑色的元件是气泵电源微动开关，并联，按下后，气泵通电运行：



分开密封盖板，迷宫一样的气道：

再拆下两颗按键固定螺丝：

取下按键，看见按键底下是四个橡胶帽：

按下橡胶帽，就封住气孔，改变气流方向，达到切换排液或抽液的功能（这种气流切换方法，简单可靠）：

气泵，使用法国雷狼（RENA）牌：

拆下气泵底盖四颗螺丝：

气泵原理是交流电磁铁驱动隔膜泵：

取出气泵：

阀孔上的橡胶隔膜阀片没老化，功能正常：

四、拆后语

    梅特勒DL18作为早期的产品，功能简单、操作方便、结实耐用。其电源强电部分采用环形变压器、线性整流电源，设计余量大、元件质量好、抗干扰强，稳定可靠；电路结构布线合理、工艺好，集成电路、单片机和其它元件都采用国际知名大厂产品，基本无故障；白金电极结构简单，极杆材质稳定耐用。唯一的缺点是，主板电池设计不合理（那个时代锂纽扣电池未普及），使用时间稍长就会出现漏液故障。

    仪器的耐用，还与平常的使用方法有关，应保持良好的习惯：
1、仪器安置房间，必须保持通风、干燥、清洁，没有粉尘、酸雾（不长期放置各种    试剂瓶）；
2、按照规范操作仪器，杜绝野蛮操作，轻拿轻放；
3、滴定管活塞的金属杆应保持用轻机油润滑，保证滴定管工作正常。
4、仪器用后及时清洁，器具干燥后放置，盖上防尘防潮软罩；
5、较长时间不使用仪器，也应每月通电1次（不低于1小时），排排潮气。夏天潮气    大，每半月通电1次；
6、不要短时间内快速多次开关电源，防止电源浪涌冲击造成仪器损坏，当电源有接    触不良故障时，应及时排除。

（不是厂家设计人员，难免有错误，敬请指正！）