主题:【第十三届原创】日本电子 JEM-1200EX/2000EX 透射电镜常见故障维修精编

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日本电子JEM-1200EX/2000EX透射电镜常见故障维修精编

【前言】



        日本电子JEM-1200EX/2000EX透射电子显微镜是我国八十年代较早引进的先进的大型精密仪器,对各种固体材料的微观形貌和结构进行观察和分析,对固体材料的元素组成进行定性和定量分析。广泛应用于材料科学、生物医学、地质矿产等方面,为我国的大专院校、科研机构、科学院所、工矿企业的科学研究和产品生产做出了不小的贡献。
        JEM-1200EX透射电镜(图1)是比较典型的大型精密仪器产品,该产品体积较大,结构繁琐,电路复杂,布局零散,辅助设备多,在使用过程中总体性能还是相当稳定的,但是由于工作年限较长,仪器发生过一些故障,下面现将出现过的一些故障维修案例进行精炼汇编,介绍给版友们及同行参考。JEM-2000EX型电镜与JEM-1200EX型电镜差别不大,维修方法大同小异,可相互参考。


图1  JEM-1200EX透射电子显微镜主机外观图

一、【真空系统】



故障一(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        正常开机,只有V1阀~V3阀打开,其他阀均处于关闭状态。一般情况下,开机30~40分钟左右,真空图标显示V1阀~V6阀打开,V12阀、V13阀打开,此时其他阀未打开,说明仪器不正常。再次开机偶尔可听见镜体内有异常声音,屏幕提示PI-1:253,PI-2:187,PI-3:232,PI-4:126,此时V2阀、V3阀处于关闭状态。检查空压机,压力为3.65kg/cm2偏低。
【故障分析】:
        分析气阀压力不足,导致气阀开关不稳定。
【故障排除】:
        打开空压机,压力加至4.8kg/cm2,再次开机,抽真空正常,各阀按仪器顺序正常打开和关闭,仪器恢复正常运行。

故障二(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        打开电源启动仪器,机械泵旋转一周,然后迅速停止。
【故障分析】:
          从故障现象分析,机械泵能旋转一周,说明启动电源没有问题,机械泵旋转要靠启动感应传感器来维持旋转,问题可能在传感器及控制系统,检查真空系统未发现异常。
【故障排除】:
        用备件传感器更换,开机故障不变,因此重点放在检查控制系统,打开控制系统检查发现内部很潮湿,部分机械部件已生锈,问题根源应该就在于此。取下生锈部件进行除锈清洗,烘干并加一些润滑脂防锈,清理控制器内部潮湿区域,安装复原修理部件,通电开机机械泵恢复正常旋转,故障排除。
        小结:分析原因机械部件生锈导致机械动作受阻,使机械泵启动困难被憋死,传感器无感应信号最后保护电路动作,切断工作电源。
     
故障三(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        开机抽真空机械泵(RP)运行正常,30秒后V12阀打开,随即几秒钟后V12阀又关闭,机械泵停止保护状态,5分钟后仪器自动关机,无法工作。
【故障分析】:
          仪器自动关机,说明某处异常进入保护状态,循环水系统,空压机系统,真空抽取系统都是重点检查对象。
【故障排除】:
        检查循环水水温、水流量正常。
        检查空压机运行正常,压力指示正常。
        检查负责低真空的机械泵(RP)运行正常。
        检查负责高真空的扩散泵(DP)情况,打开扩散泵发现加热盘(炉)是冷的,用万用表测量内部加热丝已烧断(正常为65欧左右),说明加热盘已损坏。更换备用加热盘,安装复原扩散泵,检查各部件及接线无误后,重新开机经过40分钟运行,各真空参数恢复正常,各阀门也按顺序正常打开,仪器恢复正常工作。
        小结:扩散泵加热盘(炉)连续工作时间较长,加热丝容易烧断,需要经常检查和维护,损坏后及时更换。

故障四(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        开机前面抽真空一切正常,当进行到打开V6a阀抽电照相真空时,结果真空度下降,V6a阀无法打开,自动回到前一级抽真空,反复循环真空度始终上不去。
【故障分析】:
        由于前面抽真空没有发现问题,在进行照相室抽真空时,真空度下降,分析照相室有可能存在泄漏。进行真空度泄漏检测,结果照相室泄漏最快,由此判断照相室确实存在泄漏。
【故障排除】:
        照相室结构复杂,密封口较多,查找漏点较为困难。因此,根据先易后难的原则逐步检查和排除故障部位。
        1、清洗照相时门边框及密封条,重新涂抹密封脂,开机故障不变。
        2、清洗前端大观察窗和两侧小观察窗及密封条,重新涂抹密封脂,开机故障不变。
        3、清洗照相室底部扫描附件,重新涂抹密封脂,故障不变。
        4、检查小荧光屏扳手组件密封情况,组件结构复杂,不好随意拆卸检查,临时加工一个部件代替组件,开机故障不变。说明组件无泄漏问题,换回组件,重新涂抹密封脂。
        5、检查V3阀、V9阀真空泄漏率,工作正常未发现泄漏,
        6、检查照相室后盖组件密封衔接处,临时加工一个部件代替组件,开机抽真空V6a阀能正常打开,说明故障在后盖组件上,仔细检查发现组件上电极的绝缘材料老化开裂导致真空泄漏。用密封胶封住开裂部位,干燥后组件重新涂抹密封脂,安装复原,开机抽真空运行恢复正常,故障排除。
        小结:照相室是电镜关键部位,真空要求很高,密封不良就会导致无法工作,因照相室的密封部位较多,应遵循先易后难的原则逐步检查,否则有可能会扩大故障范围,特殊部位可加工一些部件临时替代进行密封,以便于故障部位的判断,也能提高检修效率。

故障五(JEM-1200EX)
【故障现象】:
          电镜开机时间很长, V3阀无法打开,荧光屏显示PI-3电流值在40μA以上。(注:正常PI-3电流值应该≤40μA,各电镜电流值略有差异,以安装调试电流值为准。)
【故障分析】
          因为只有PI-3电流值应该≤40μA时,V3阀才能打开。真空测量元件真空规(皮拉尼规)安装在照相室内,更换样品经常打开照相室,真空规经常接触空气,容易被污染,导致真空检测灵敏度降低,PI-3电流值无法下降到40μA以下,所以V3阀无法打开。
【故障排除】:
        开机照相室放气,内部达到正常大气压后关机,从镜筒下方取出真空规,用丙酮进行清洗,干燥后密封处涂抹密封脂,安装复原,开机抽真空观察PI-3电流值情况,电流降到40μA以下,V3阀正常打开,电镜运行恢复正常工作,故障排除。
        小结:真空规是检测真空的关键传感器元件,一般很难注意真空规本身是否有问题,PI-3电流值是否≤40μA是个关键点,如果始终大于40μA可考虑真空规是否异常。(注:如果PI-3电流值≤40μA时,V3阀仍无法打开,可微调TR11使IC11-H第13脚输出为0电位,此时可打开V3阀。其他真空规均可通过PI-1、PI-2、PI-3、PI-4电流值来判断是否存在故障。)

故障六(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        开机抽真空,真空指示PI-1、PI-2数值为250,PI-3数值为90,PI-4数值为110,20分钟后,V2阀打开,V3阀打开,PI-1、PI-2数值为36,PI-3数值为67,10分钟后,PI-1、PI-2数值均为0,V9阀、V10阀反复打开或关闭,V6a阀、V6b阀不能打开,真空表指针达不到绿区,“READY"灯不亮,仪器无法正常运行。
【故障分析】:
        将镜筒COL AIR和电子枪GUN AIR放气, PI-1、PI-2数值均为250,完全放气10分钟后,PI-1、PI-2数值下降至0,关闭镜筒COL AIR和电子枪GUN AIR开关,再次抽气,30分钟后,故障再次重现。分析原因电子枪和镜筒的真空示值PI-1、PI-2数值在真空状态下指示有误,导致真空系统抽真空不能正常运行。(图2)
【故障排除】:
        在P-I1、PI-2数值为0时,调节电镜真空线路板上的可调电阻。
(1)先调镜筒COLUMN,VR8、VR10顺时针为减少,逆时针为增加,慢慢调到PI-1数值为38停止;
(2)调电子枪GUN,VR6、VR7顺时针为减少,逆时针为增加,慢慢调到PI-2数值为38停止;
(3)此时V6a阀打开,开始抽真空,V6b阀也打开,两个阀交替打开/关闭抽真空,10分钟后,V3阀打开,真空表指针达到绿区,“READY灯亮”,仪器恢复正常运行。

        小结:PI-1、PI-2数值不稳定为0,导致电子枪和镜筒抽真空不正常,通过调节PI-1、PI-2数值正常后,故障排除。


图2  JEM-1200EX电镜抽真空系统框图

二、【拍照系统】



故障一(JEM-1200EX)
【故障现象】:
          电镜正常工作中突然高压断掉,控制台上所有指示灯均熄灭,显示屏也不亮了,但此时可以听见照相室内的机械传动机构,发出不停地机械传动声。
【故障分析】:
          照相室有机械传动声,说明总电源并未断掉,有可能是部分电源出故障了。由于故障时正常工作中突然出现的,而且涉及到控制台所有指示灯及显示屏。因此分析故障原因不是某一单元的局部电路导致的,应该出在公共电源部分。
【故障排除】:
          经顺着电源电路仔细检查,结果发现+5V供电电源保险丝F19已经熔断了,用同规格保险丝更换后,+5V电源恢复正常,指示灯和显示屏也恢复正常显示,故障排除,电镜恢复正常工作。

故障二(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        在拍摄电镜照片时,当按下“PHOTO”键后,底片不能停止在荧光屏下面,而是直接由分配盒进入接收盒,即出现跳片现象。
【故障分析】:
          该故障有可能属于机械故障,也有可能属于电路故障,可以依次进行检查维修。
【故障排除】:
        先检查机械部分,照相系统的机械出送部分由电机和齿轮转动机构组成,从外观上看机械传动系统无异常。电机的启动和停止是由照相室里微动开关K1、K2控制,若K1、K2失控将导致出送系统故障,打开照相室取下照相机,检查K1、K2,发现K1失灵,K2正常,K1更换一个同规格的微动开关,开机照相功能恢复正常,不再有跳片出现,故障排除。

故障三(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        底片上图像信息显示正常,但底片底部的数字信息显示空白。
【故障分析】:
          分析底片本身不存在问题,问题可能出在光路系统或电路系统,这两个系统是重点检查对象。
【故障排除】:
        先检查光路系统,打开照相室,检查照相室内折射棱镜,光路无阻挡现象,说明光路正常。再检查电路系统,取下照相室小荧光屏,按下“PHOTO”键发现无光亮,检查荧光屏灯丝是亮的,怀疑故障在荧光屏电路部分,检查“CAMERA CRT PB(照相荧光屏控制电路板)”电源±15V、±6V正常,用试电笔靠近高压包试电笔点亮,说明有高压输出,高压电路正常,当测量预加速极G2无电压,关机检查电路板高压包附近元件,检测发现有一个二极管D3短路,检查其他元件未发现异常,取下D3再次测量仍然短路,用同一型号二极管更换,通电试机荧光屏有亮光了,安装复原小荧光屏,进行拍照操作,底片数字显示恢复正常,故障排除。

故障四(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        底片曝光结束后底片无法自动收回到底片盒,偶尔底片能收回到底片盒。
【故障分析】:
          由于工作不稳定,故障也是随机出现的,判断机械传动装置可能存在卡滞现象,也可能电路某部存在接触不良现象。
【故障排除】:
        检查机械系统各部件传动良好,未发现卡滞现象,检查“PHOTO”按键用万用表测量触点有不稳定现象,怀疑按键使用时间较长和操作频繁,造成接触不良,更换一新按键,开机测试,底片能顺畅自动回到底片盒,故障排除,仪器恢复正常工作。
        小结:当发现按键接触不良应及时更换,使用年限较长和频率过高的其他按键也存在同样问题,也应及时更换。

故障五(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        观察室中调焦用小荧光屏失灵,搬动其手柄时,小荧光屏无法移动,大荧光屏在按下照相按键时上升不到位,无法进行拍照。(图3)
【故障分析】:
      初步判断似乎是大荧光屏升降电路出故障,但通过电镜使用情况了解,近期使用频繁,有生手参与操作,怀疑生手操作不熟练,可能未严格按操作规程操作,在搬动小荧光屏手柄时动作不规范,用力过猛,造成手柄部件损坏。
【故障排除】:
        拆下观察室前的玻璃窗,发现固定小荧光屏移动手柄的两个定位销钉松动错位,使小荧光屏不能移动,同时也卡住了大荧光屏的升降,使大荧光屏无法升到正常位置,重新调整并拧紧两个定位销钉,开机大小荧光屏功能恢复正常工作状态,故障排除。
        小结:照相室出故障不要盲目判断故障是电路问题,先要了解电镜的使用情况并加以分析,可以减少维修时间和少走弯路。


图3  JEM-1200EX电镜照相室结构示意图



故障六(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        第一次按“PHOTO”键时,能听见电机传送底片夹的声音,但第二次按“PHOTO”键时,大荧光屏并不抬起,底片无法被曝光,在传送底片夹时同时伴有蜂鸣器“滴滴”报警声。反复操作,故障不变。
【故障分析】:
          第一次按“PHOTO”键时,计算机发出驱动指令,电机开始转动,底片夹传送到位停止后,第二次按“PHOTO”键时,计算机发出拍片指令,如果底片夹传送不到位,就无法执行拍片动作。由于底片夹传送异常并伴有报警声,说明此程序执行无法完成操作。嫌疑重点在底片夹传送机构。
【故障排除】:
        关掉电源,转动照相室手柄放气,照相室门自动打开,底片盒架拉不出来,说明底片夹被卡住了。用拇指按住盒架左侧可活动突杆杆头,轻轻往里按几次,直到底片夹回到底片盒内,拉出底片盒架并取出两个底片盒。在暗室打开供片盒,发现最上面的底片夹装反了,继续检查其他底片夹均安装正确,未发现装反现象,及时将错装底片夹更正重装,仔细检查底片夹其他方面,确认安装无误后,再装回照相室,开机抽真空,待真空正常后,按“PHOTO”键,底片夹传送正常无卡住现象,再按“PHOTO”键拍片也恢复正常了,故障排除。
        小结:由于底片夹装反,底片夹在传送过程中被卡住,导致无法拍片进行。因为底片夹是在暗室安装,在操作时视线不是很清晰,若不注意就容易装错底片夹。所以在安装完后一定仔细检查是否正确和到位,否则工作马虎就会带来不必要的麻烦,甚至有可能会造成仪器的损伤,因此工作时一定要认真负责,避免出错。

故障七(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        照相时无法从供片盒中取出底片。表现为第一次按下“PHOTO”键,没有听见底片传送机构运转声音,R1荧光屏显示底片余数无变化,“PHOTO”键指示灯没有亮。
【故障分析】:
          按下“PHOTO”键,荧光屏无反应,“PHOTO”键指示灯也没有亮,没有传送机械运转声音,几个现象同时发生,说明电路出故障的可能性较大,重点在检查电路控制系统。
【故障排除】:
        检查电源单元控制继电器RY1的207端子对地电压为0(正常为-12V),说明低压直流供电无电压。检查照相单元CU-1的1、2端交流供电电压为0V(正常为100VAC),沿供电线路检查PS电源板保险丝F1(1A)发现已熔断,更换1A新保险丝后,开机按“PHOTO”键,取片机构运行恢复正常,无法取片故障排除。

故障八(JEM-1200EX)
【故障现象】:
            有时候出现不送片现象,故障表现为底片曝光后仍停留在荧光屏下方曝光位置,不送入收片盒,取片和拍片程序能正常工作,但不曝光后荧光屏回落到水平位置时,“PHOTO”键指示灯仍然点亮,R1荧光屏显示底片余数无变化,没有听见底片传送机构运转声音。
【故障分析】:
        “PHOTO”键指示灯仍然点亮,没有机械传送声音,说明传送电机没有工作,底片没有被传送,所以荧光屏底片余数无变化,重点检查传送电机控制系统。
【故障排除】:
        因故障时有时无,怀疑某处存在不稳定现象,先切断灯丝电流,将有控制面板上的自动曝光改为手动曝光,反复按几次 “PHOTO”键,直到能听见底片传送机构机械传送运行,此时底片可送入收片盒。
        拆开镜筒右侧底台盖板,可见荧光屏电机M2和测角电位器VR,拆下电机M2联动皮带轮,将皮带清洗干燥后待用安装,此时将荧光屏在水平位置为0时,安装回皮带,开机调VR直到荧光屏运行及底片送入收片盒为止。再进行取片操作,不再出现不送片现象,故障排除。
        小结:仪器工作时间较长,电机皮带长期摩擦,出现打滑现象,造成VR错位,导致出现不送片故障。

故障九(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        底片上的底片号及说明字符因曝光过度而模糊不清。
【故障分析】:
        曝光过度说明可能是①曝光时间过长,②亮度过大,③荧光屏本身问题。
【故障排除】:
        检查曝光时间没有问题,荧光屏亮度由电路控制,于是先调CAMERA CRT PB的VR7和VR8无效,测+|15V正常,测CRT栅极G1电压正常,怀疑CRT阴极与栅极G1的绝缘下降或电压过高,导致曝光时亮度过高,曝光结束(TR2截止)后,CRT亮度不能立即关闭,延长了曝光时间,引起字符曝光过度。根据CRT工作原理,阴极与栅极压差越小亮度越低,栅极电压已固定不可调,所以决定采用降低灯丝电压(即降低阴极电子发射能力)来降低亮度,经试验将灯丝电阻(33欧)增加到56欧,CRT曝光字符清晰,恢复到正常状态。
        小结:仪器工作时间较长,CRT电路工作点发生偏移,在调节无效情况下,根据工作原理可做适当小改动,达到恢复正常之目的,也不失为一种巧修故障的方法。

三、【样品系统】



故障一(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        在装有侧插式测角仪的电镜中,样品杆上的指示器能旋转,但样品无法转动。
【故障分析】:
        样品杆与样品更换架(B)的相对位置不吻合,使电镜载网与旋转块未能靠近。
【故障排除】:
        重新安装样品及载网,并使电镜载网与旋转块靠近,开机样品恢复正常转动。
        小结:将样品杆放在样品杆座上时,一定要将样品杆上放置样品的位置,对准样品座上面的样品架(B),并且样品杆应与样品架(B)靠紧,不能留有空隙,否则当装入样品时有可能使样品与样品杆上的旋转模块接触不良,出现只是旋转模块转动,样品不随其转动的现象。(图3)


图3 样品杆与样品更换架(B)的相对位置


故障二(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        样品只能朝一个方法旋转或倾斜运动。
【故障分析】:
        样品旋转杆电机驱动样品进行倾斜和旋转运行,由两组脚踏开关控制,出现样品只能单向运动,分析某组脚踏开关使用频繁,加上维护不佳,内部触点存在接触不良或损坏。
【故障排除】:
        拆开两组脚踏开关,发现开关已严重磨损和氧化,导致开关接触不良,为了可靠运行,同时更换两组新脚踏开关,安装后开机单向运行现象消失,故障排除。

故障三(JEM-1200EX)
【故障现象】:
      踏动脚踏开关时测角仪电机动作,但样品杆内的电机不动作。
【故障分析】:
        连接样品杆的插头必须插入测角仪的插座上,此时用脚踏开关才可控制样品杆倾斜的旋转运动。如果样品杆与测角仪的连接插头未插好或接触不良,就可能导致样品杆电机不转动。
【故障排除】:
        检查样品杆与测角仪的连接线良好,检查插头发现有些松动,重新插紧后,开机测角仪电机和样品杆电机均能正常运行。

故障四(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        样品安装良好,脚踏开关良好,踏动脚踏开关时样品能运行,但运行很慢或根本不动。
【故障分析】:
        样品电机受控于电路,电机速度是可调的,分析调节速度旋没有到位。
【故障排除】:

        找到位于电镜工作台镜筒左下方的样品倾斜、旋转速度调节旋钮,发现旋处于紧靠零位处,将旋调节到适当位置,使样品恢复至正常运行状态,故障排除。

四、【高压、电源系统】



故障一(JEM-1200EX)
【故障现象】:
          电镜工作正常,高压突然跳掉,电子束束流和偏压指示灯不亮,其余指示灯完全正常。将电镜电源关闭一段时间后,再开机,工作20多分钟后,又重复出现掉高压故障。
【故障分析】:
          从故障现象分析,与电镜没开电源时的状态基本相同,估计故障出在透镜电源部分。由于出现周期性故障复发,也有可能是某种原因导致电镜发生过载或过压保护状态。
【故障排除】:
          首先检查透镜电源保险丝是好的,说明未发生电源过载故障,电源应该是没有多大问题。进一步分析其他原因,看电镜是否处于保护状态。由于故障不是马上出现,电镜能正常工作20多分钟,可以推断是电镜的某个部件在工作一段时间后,受温度影响而发射变化出现异常。电镜的一些部件(如镜筒内部物镜线圈和扩散泵)是用冷却水来控制的,如果冷却水供给系统有故障,就会降低冷却作用,使有关部件温度过高,温度超温开关(传感器)动作时电镜处于被保护状态,因此重点检查冷却水循环水器是否正常。
        检查冷却水循环水箱的水温控制器指示不对。一般水温控制在18-20℃,而这时温度指示器是27 ℃,显然温度过高,冷却水的冷却作用降低,电镜处于保护状态,将指示器重新调至18℃,镜电恢复正常工作。

故障二(JEM-1200EX)
【故障现象】:
          电镜“READY”灯不亮。高压不能加上,电镜无法工作。
【故障分析】:
          电镜“READY”灯不亮,分析可能是真空度不足,电子枪气体室的氟利昂气体压力偏低及电子枪上相连的微动开关短路等原因。其中最大的可能性是的氟利昂气体压力偏低,因为该压力随着电镜使用时间会慢慢降低的。
【故障排除】:
          首先检查真空度是正常的,电子枪微动开关也是好的,但此时电子枪气体室氟利昂压力低于1.7(压力表指示值),根据手册“6-3-1”章节介绍,其压力低于1.7时需及时补充氟利昂。经补充氟利昂气体使压力升至到1.7以上,电镜“READY”灯点亮,电镜恢复正常工作。

故障三(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        电镜开机十几分钟后自动停机,过一段时间再开机,十几分钟后电镜又自动停机。
【故障分析】:
      电镜能正常开机,说明系统运行正常,运行一段时间后,某处存在异常导致电镜进入保护状态而自动停机,重点在各个保护系统以及保护装置上。
【故障排除】:
      首先检查空压机压力指示正常,超压保护装置正常。再检查冷却循环水系统,发现水泵没有运行,用万用表测量水泵工作电压正常,怀疑水泵电机有故障,关掉电源,测量水泵电机线圈电阻为无穷大,继续检查结果发现电机线圈一根外接引线被腐蚀断掉了,用电烙铁重新焊上,检查其他无误后,开机冷却循环水泵恢复正常运行,不再出现十几分钟后自动停机现象。故障排除电镜恢复正常工作。
        小结:由于冷却循环水泵没有工作,冷却水无法在机内循环流动,机内温度升高,当循环水温超过60度时,水温超温保护控制器启动,切断工作电源,自动保护电镜不受损害。

故障四(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        观察样品时,高压加到100KV出现高压放电现象,能听见“噼啪”打火的声音,退回高压后,再慢慢加高压到50KV时再次出现高压放电现象,仪器无法正常工作。
【故障分析】:
          正常情况下高压在120KV内是安全的,在低于此范围不应该出现高压放电,由于放电现象出现,分析应该是高压系统某处绝缘不良,导致出现高压放电打火发生。重点在与高压系统相关的部件存在故障。
【故障排除】:
        首先打开电子枪系统,将灯丝、阳极帽等金属部件及陶瓷部件进行彻底的清洗,有碳化发黑处用金相研磨膏进行精细打磨,在清洗烘干,试着开机抽真空,结果仍有打火现象,仔细聆听和观察发现打火声来自高压电缆与电子枪连接处。将高压电缆从高压箱中取出,用2500V兆欧表进行绝缘检测指示为无穷大,说明电缆并未击穿,在拔出高压电缆与电子枪连接头,仔细检查发现电缆头侧面绝缘胶皮上有一条细细的烧痕,与其对应陶瓷部件上也有一个烧痕,罪魁祸首就在这里。
        用小刀轻轻地刮掉电缆上的烧痕,清洗掉残渍污物在烘干,再涂抹高压硅脂。用研磨膏打磨陶瓷部件上的痕迹,清洗烘干。将高压电缆安装复原,通电试机,抽真空到位后,慢慢加高压30KV,无打火现象,工作一段时间,再加高压50KV,仍未发生打火现象,工作一段时间后,最后加高压100KV,仔细观察和细听,再未出现放电打火现象。仪器运行正常,故障排除。
        小结:为了仪器运行安全可靠起见,开先在50KV下连续数小时拷机,再加高压100KV连续工作数小时,以达到仪器的稳定状态。

故障五(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        当按下“HT”按键时,暗电流很快升高超过250μA,随后仪器进入自动保护状态。
【故障分析】:
        分析高压暗电流过流保护,故障可能出现在电子枪室、高压电缆及高压箱的部件。重点检查高压部件及相关系统部件。
【故障排除】:
        检查电子枪室及高压箱氟利昂气体,气压正常。断开高压电缆与高压箱的连接,通电发现暗电流仍然很高,判断高压箱存在故障。先检查高压箱外围电路,HT OSC PB高压发生器电路板,HT BLC PB高压保护电路板,HT STAB PB高压定值控制电路,由于有高压存在并能产生自动断电保护动作,说明高压发生器电路板和高压保护电路板能正常工作,出故障概率较小。估计故障多半在高压定值控制电路板上,拔下HT OSC PB电路板和HT BLC PB电路板插头,测量HT STAB PB测试点TM4电压75V异常(正常是120KV时为50.5V),调节VR2电压无变化,说明有元件损坏。
        关机沿TM4电路检查,发现TR3有问题,焊下TR3测量b-c极已经开路,确认TR3已坏,更换同型号三极管,开机测量TM4电压恢复正常,调节VR2电压有变化,TM4电路已修复。停机插回HT OSC PB电路板和HT BLC PB电路板插头,清洗电缆接头烘干重新安装好,开机试验暗电流正常,接通灯丝电源,光束良好,说明高压电缆和电子枪室完好,故障排除,仪器恢复正常运行。

故障六(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        电子束流不稳定,在80KV电子束流增加到73μA(暗电流为46μA),工作两小时后束流下降至58μA(暗电流仍为46μA),同时亮度变暗。
【故障分析】:
        该故障涉及控制单元及电路较多,分析由于电子束工作不稳定,重点在电源、高压及灯丝电路单元。
【故障排除】:
        拔出高压电缆与镜筒连接一端,将1欧电阻模拟灯丝等效电阻与串接电流表到高压电缆末端组成回路,(注:此时LEN POWER SUPPLY  ON,按下HT键,HT显示为00,顺时针调节FILAMENT旋钮到底。)刚接通时电流表指示为3.317A(正常为3.4A~4A)偏低,5分钟后上升至3.36A,此后慢慢下降,30分钟后降至3.298A。说明灯丝电流偏低且不稳定,仔细检查发现HT单元高压调整管、功率放大管TR1~TR5和灯丝单元供电三极管TR8、TR9管都发热较高,检查HT OSC PB的高频大功率三极管TR10、TR11也发热严重。由于检查元件较多,采用替换法逐个替换试验,当更换高频大功率三极管TR10、TR11后,电子束流恢复稳定,故障排除,仪器恢复正常工作。
        小结:故障原因是功率三极管热稳定性不佳,导致电子束流不稳定。 在不确定某个元件出故障时,可采用替换法试验,逐步排除故障元件,操作虽然麻烦一些,但这种维修方法是可行的。

故障七(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        电镜灯丝不加热。表现为高压正常,调节FILAMENT旋钮束流显示不变。
【故障分析】:
        灯丝不加热,分析重点在灯丝电路系统,灯丝电路由灯丝变压器,灯丝供电电源,电源振荡器,功率放大器,电源过滤器组成。
【故障排除】:
        检查灯丝高压电缆未发现接触不良,旋转FILAMENT旋钮时,测HT OCS PB的PS端电压随之改变正常,测高频振荡器输出有矩形(1/2占空比)振荡脉冲正常,检查发现功率放大器三极管集电极散热器固定螺丝松动了,继续检查发现高压箱内二级滤波电阻及电容固定螺丝也松动了,将所有松动螺丝拧紧,开机调节FILAMENT旋钮束电流随之变化,故障排除仪器恢复正常工作。
        小结:由于仪器长期工作内部发热受热胀冷缩影响,导致固定螺丝松动造成接触不良,仪器无法正常工作。所以说仪器散热是个值得思考的问题。

故障八(JEM-2000EX)
【故障现象】:
        电镜供电电压偏高,稳压电源输出无法调节,处于失控状态。
【故障分析】:
        分析电镜工作电源不稳,重点在交流稳压器供电系统。
【故障排除】:

        检测外部供电电源220VAC正常,测交流稳压器输出电压250VAC,偏高而且不可调,说明故障在稳压器内部,打开稳压器发现伺服电机发热,转动机构被卡死,拆掉电机检查发现电机有一端油封轴承磨坏,更换新轴承后电机修复,独立通电检查电机运行良好。装回电机通电发现只能朝电压上升方向转动,电压下降方向转动机构打滑空转。

        拆下整套转动机构,该机构为四级减速三齿轮构成,三个齿轮由两块铜夹板固定,检查支撑三个齿轮转动轴的三对孔变形,齿轮咬合产生松动,当电压上升时齿轮轴心位置正常,电压下降时齿轮轴心产生偏心,导致只能上升不能下降故障。

        因整套机构更新价格昂贵不合算,决定自行修理,用高分子材料和高级金属固化胶将三个变形孔填补,待干燥凝固后重新打孔,再安装好固定铜夹板,复原转动机构,通电稳压器输出电压正常且可调,将电压调至220VAC,输出电压稳定不变,到此稳压电源故障排除恢复正常工作。

        小结:电镜安装时间较长,电网电压不稳定,稳压器长期频繁运行,机械磨损严重,导致失控故障。

故障九(JEM-2000EX)
【故障现象】:
          电镜工作时经常出现电子束闪动,在120KV下也时常出现闪动,暗电流68μA偏大,随着电压升高至160KV时闪动加剧,高压跳闸保护停机。
【故障分析】:
  分析故障可能有:电子枪文氏帽和阳极存在污染放电,高压箱内部某部件放电,灯丝电路及加速管电路故障等。
【故障排除】:
        1、检查高压箱内电路,拆除高压电缆,用示波器检测TM7端子(图4)波形稳定性,加速电压增加过程中,暗电流基本变化符合标称值,反复升压降压持续一段时间,均未发现电子束闪动和暗电流增加情况,基本排除高压箱内部放电故障。
        2、检查电子枪系统,先更换新灯丝,对灯丝架和文氏帽进行清洗,重新安装。检查发现高压电缆与电子枪外壳接触端部表面有放电痕迹,将放电痕迹清洗并清除掉,并在端部表面均匀涂敷绝缘硅胶。电子枪安装后复原后,开机升压电子束仍然不稳。继续检查电子枪其他部件,检查到电子枪导入部和灯丝交换部发现表面有污渍,并伴有放电现烧焦状。
        将电子枪固定座拔出后发现外表导电胶固化不均匀,且发现有粉末状附着物。将放电污渍及粉末彻底清洗,将电子枪固定座重新涂敷导电胶后,重新安装电子枪。将离子泵和镜筒烘烤完毕后,升压至80KV暗电流仍偏大,20分钟后电子束发生闪动。
        3、检查加速管电路,用兆欧表测的加速管分压电阻为500MΩ~600MΩ(正常为800MΩ)偏低,更换新分压电阻。继续检查发现电子枪引入高压电缆的接线柱绝缘子上有放电痕迹,将放电痕迹清除掉,再将电子枪重新装配好。开机抽真空,加电压,并观察暗电流变化,80KV加束流未发生电子束闪动,100KV也未发生电子束闪动,且暗电流均为正常。工作一段时间后未发现异常,升压至180KV工作正常,未出现闪动现象。由此证明,电镜电子束闪动故障已排除。
        小结:经更换灯丝及分压电阻,并彻底清洗了高压电缆相关部件的放电痕迹,排除了故障。分析原因暗电流增加是加速管分压电阻减小所致,系统多处放电是造成闪动的祸根。


图4  JEM-2000EX高压箱部分电路(TM7高压端子)示意图



故障十(JEM-2000EX)
【故障现象】:
        电镜在170KV状态下正常,在降至160KV(未关闭电子束)过程中,听到高压方向有一响声,随即束流下降至19μA(正常为80μA),显示屏显示为160KV,立即停机。休息一段时间后,重新开机,从20KV开始升至40KV,束流指示从10μA升至19μA,过程稳定,继续升高压,束流指示不再发生变化。
【故障分析】:
        结合电路分析,故障可能出现的部位有计算机控制系统,束流测试系统,高压发生器系统。
【故障排除】:
        1、计算机控制系统,计算机荧光屏显示高压值随升压开关波动而升高,但实际上计算机控制给出的振荡系统的电压并未升高,用万用表测量计算机设定值电路板HT STAB PB的TM4(MT ES)对地电压,每升高2KV,该点电压呈线性比例对应升高0.15V,说明计算机高压值设置系统工作正常。
        2、束流测试系统,计算机控制输出电压受高压箱内反馈电压作用并输送给高压发生器,高压发生器振荡电压送至高压箱内变压器。用万用表测高压发生器电路板HT OSC PB的HT PS点对地电压,从20KV到40KV升高过程正常,继续升高计算机显示屏显示电压918V不再升高。拔下高压电缆和反馈线后转换开关S1至手动方式M(正常为自动方式A)重新测量,结果电压不再受反馈信号作用,可以正常升高,说明束流测试系统正常,高压供电电压正常。
        3、高压发生器系统,打开高压箱检查高压箱内RC滤波部件正常,用兆欧表逐个检查高压变压器输出倍压整流高压硅堆,发现最高一级的一只高压硅堆参数不稳定,同时发现高压箱内有放电斑点,证实故障可能在高压箱内。更换一只新高压硅堆,并清除掉放电斑点,再用石油醚将高压箱内不彻底清洗一遍,烘干充入氟利昂保护气,开机电镜恢复正常运行。

        小结:打开高压箱要慎重,高压箱一般情况下尽量不要打开,非要打开时一定要按操作规程进行操作,注意操作安全,绝对保持高压箱内清洁,工作环境要做好防尘和除尘处理。

五、【其他系统】



故障一(JEM-1200EX)
【故障现象】:
          仪器在正常观察中,由于天气打雷闪电引起突然停电,再开机时发现打印机不停输送打印纸,其他均未发现异常。
【故障分析】:
          从故障现象看,故障在打印机系统,或打印机相关的驱动电路及打印机街口单元。按下键盘打印键,打印功能完全显示在显示屏上,由此判断电镜打印功能是正常的。
【故障排除】:
          关闭打印机接口电路板的电源,打印机仍然不停地送纸,从而判断故障出在打印机本身,故障发生在打印机驱动电路板(PTR DRVER PB),通过对电路的分析,故障极有可能出现在马达驱动电路上,而马达驱动电路又由三个三极管TR15、TR16、TR17(2SA1051)组成。用万用表分别测量三个三极管,结果发现TR17的CE间被击穿短路,由于无同型号三极管,故用2SA733替换2SA1051更换后,打印机恢复正常功能,故障排除。

故障二(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        打开主机电脑小显示屏上显示“FC  ITF  PB  Error”,5分钟后出现乱码或错误信息,按“PAGE”键无法翻页,停留在初始页面上。按复位键也无法复位,重启主机仍然出现乱码。
【故障分析】:
        因为开机时出现乱码,分析可能是某些初始化参数设置异常,或仪器工作一段时间后某些参数发生漂移,使开机程序进入死循环。
【故障排除】:
      1. 按CTRL+A,屏幕左上角出现“*”;
  2. 按REST回车;
  3. 极靴设置:按PP=SAP,D,回车;
  4. 高压设置:按HT=1.0,回车;
  5. 灵敏度设置:按SE=10,回车。
  经过以上操作,重新设置输入参数,重新开机不再出现乱码及错误数据,开机初始化显示乱码故障排除,电镜恢复正常工作。

故障三(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        仪器开机抽真空运行一切正常,但电脑显示错误信息提示“FC  ITF  PB  Error”(功能内部接口电路板出错),仪器右面板各键指示灯全亮,按键盘复位键和其他键均无反应,呈“死机”状态。
【故障分析】:
          仪器正常是开机几秒钟后电脑显示各参数的初始状态,此次仪器显示错误提示,说明电脑在自检过程中某处或某个部件出现功能丧失,提示该部件存在故障,仪器电脑控制系统由多快电路板组成,重点在这些电路板上。
【故障排除】:
        首先对各电路板插接部位及接口进行清洗,重新插上故障并未改善,因为仪器右面板各键指示灯全亮,怀疑控制右面板的电路板“R PANEL ITF PB”(右面板内部接口印刷电路板)有问题,在没有专业检测设备的情况下,只好逐一取下电路板各集成块进行单独检测,当检测一块型号为“7406”IC时,结果显示集成块功能不正常,换上一块新购的“7406”集成块,安装复原电路板,开机电脑自检通过,不再出现错误信息提示,右面板各键指示灯全亮故障也消失,仪器恢复正常工作,故障排除。

故障四(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        正常开机5分钟后,自动关机,重新开机反复出现5分钟自动停机。
【故障分析】:
          电镜的工作环境要求在18℃~25℃范围,由于天气炎热现场环境温度为29℃,高于仪器工作环境温度,分析可能是环境温度过高,仪器内保护程序启动,使仪器自动停机。【故障排除】:
在电镜室安装空调,将室温控制在18℃~25℃,电镜开机进入正常工作状态。5分钟自动停机故障消失。

故障五(JEM-1200EX)
【故障现象】:
        开机抽真空正常,但暗电流只有十几微安且不稳定,也不随加速电压标称值改变而改变,图像亮度很暗。
【故障分析】:
          暗电流低是加速电压低的表现,加速电压受控于HT OSC PB,HT  STAB PB,HT UNIT PB,重点在此三块电路板上。
【故障排除】:
        检查HT OSC PB,测HT OSC PS电压为5V左右,正常为38V(加速电压80KV标称值)。该电压受控于HT STAB ES电压。
        检查HT STAB PB,测HT STAB ES电压为33.7V正常,检查HT UNIT PB,测三极管TR11,TR12工作正常.
        测三极管TR13工作状态,此为高压发生器过流保护三极管,结果已导通,说明高压发生器过流保护了。此电流受控于VR1可调电阻,试着微调TR1结果暗电流恢复正常了,加速电压及图像亮度也正常了,故障排除仪器恢复正常工作。
        小结:仪器工作时间较长,加上环境变化等因素,TR1可调发生阻值变化,或触电接触不良,导致电流过大,高压发生器过流保护电路启动,使仪器无法正常工作。

故障六(JEM-2000EX)
【故障现象】:
        左控制面板(L1)偏压方式(BIAS MODE)的粗调旋钮数字上升至9以后,数字不能降下来。
【故障分析】:
        偏压方式是用于调节电子枪偏压的,是通过高压箱(HT TANK)中的偏压可变电路实现的,偏压电路可使文氏帽上的电位低于灯丝尖上的电位,并由此改变偏压,从而调节辉度和束流。由电路原理分析主要检查偏压可变电路。
【故障排除】:
        偏压可变电路由C39、R24、VR1、VR2、D54~D56等组成,C39的作用是吸收VR1、VR2产生的噪音,D54~D56是保护文氏帽放电泄流作用的,VR2与微动开关S1及电机MO1是联动的,有陪你关于偏压粗调,同理VR1与微动开关S2及电机MO2也是联动的,用于偏压细调。VR1、VR2的阻值增加,S1、S2的变小。用控制板(L)上的偏压开关细调(VR2)驱高压箱内动电机MO2偏压电阻有变化,说明细调正常。粗调(VR1)S2与MO2不正常,打开高压箱检查发现电机MO2转轴已走到头在限位开关S1位置无法反回。仔细查看结果是电机转轴锁紧螺丝松了,造成转轴打滑无法运转了。重新紧固螺丝,粗调偏压调节恢复正常,旋钮数字升降也恢复正常。

故障七(JEM-2000EX)
【故障现象】:
        电镜正常使用中,图像像散突然增大,更换物镜光阑孔,图像像散无变化,按下控制面板上的OBJ STIG1键或OBJ STIG2键,调节DFE X Y图像像散也无法消除,计算机显示屏显示物镜消像散线圈电压值变化范围始终处于正值,电镜自检荧光屏显示“DEF PB ERROR”。
【故障分析】:
        电镜消像散电路(图5)大致可分为输入电路,控制板接口电路,计算机控制电路,计算机接口电路,数字锁存及D/A转换电路,比较自检电路,消像散控制电路,消像散驱动电路及消像散线圈等组成,其消像散线圈电流的变化是通过调节面板上的DFE X Y来控制的。重点在消像散控制电路系统。
【故障排除】:
        消像散电路控制电路主要是控制消像散放大电路的输入通道接受来自计算机的各种控制信号,并执行这些信号以达到控制消像散线圈的目的。消像散驱动电路主要是由差分放大电路组成,信号被功率放大直接驱动消像散线圈。先在120KV加速电压条件下,检测消像散器及合轴用的各电源电压,测TP10、TP12电压为+5V,TP11、TP13为-5V。
        再对数据锁存及D/A转换电路进行检测,旋转控制面板上的SHIFT X顺时针方向到底,然后再逆时针方向到底,分别对集成电路IC01A、IC02A、IC03A、IC7及DEF LENS ITF PB的IC3J(7407六缓冲器/驱动器)测量,当检测到IC03J-8脚电位为0,9脚电位也为0,IC03J有问题,更换一块7407集成块,测量IC03J-8脚、9脚电位,调节OBJ STIG1键或OBJ STIG2键,变化范围为X:+2.09V~-1.59V,Y:+1.84V~-1.85V,物镜消像散电路恢复正常,故障排除。


图5  JEM-2000EX电镜消像散电路框图



故障八(JEM-2000EX)
【故障现象】:
        开机2~3秒内自动停机(图6)。在2~3秒内V15阀放气,显示机械泵已工作,V16阀打开,操作面板各键指示灯由暗到亮闪烁一下,然后恢复到常态。
【故障分析】:
        出现开机2~3秒内自动停机的原因有如下几个可能。
        ① 机械泵供电故障不能启动,引发停机。
        ② 冷却水压力不足,压力继电器不吸合,S1(RP)、S2(DP)触点开路,造成停机。
        ③ 真空测量皮拉尼规插座松动接触不良,导致停机。

【故障排除】:
        ①  在PAGE-3上显示V15阀亮,检查PS UNIT F6指示灯亮,确认机械泵供电电路保险丝F6熔断,机械泵不运转导致主机停机,更换保险丝主机恢复正常。
        ② 测量真空系统电路板VAC SYSTEM PB插座CN12的N(RP)和A(DP)由电压0V变为5V,说明冷却水压力不足,检查进水压力偏低,导致停机。重新调节进水压力,停机故障排除。
        ③ 电镜有四个皮拉尼规,其中任意一个插座接触不良都有可能导致停机,检测真空系统电路板VAC SYSTEM PB插座CN12对应的16脚(PI-2)、18脚(PI-3)、19脚(PI-4)正常均为0V,测17脚(PI-1)为5V不正常,重新插好对应PI-1真空规插座,测17脚为0V恢复正常,PI-1恢复数字显示,停机故障排除。

故障九(JEM-2000EX)
【故障现象】:
        开机30秒自动停机。
【故障分析】:
        机械泵,冷却水压力,皮拉尼规均正常,空压机压力是否≥3.2kg,程序进入自检异常和循环等待,无法继续进行而停机。保护性或意外因素导致停机。

【故障排除】:
        ①  检测机械泵(RP)泵单元开关S1无输出,检查发现机械泵空转,不能抽气,结果是皮带常年运行老化了,更换一新皮带,机械泵恢复正常运行,30秒钟停机故障排除。
        ②  检测VAC SYSTEM PB插座CN12的V脚(DP1)发现为高电平,扩散泵没有工作,检查DP1供电电路保险丝F8熔断,更换保险丝30秒停机故障排除。


图6  JEM-2000EX电镜开机真空系统工作流程图



故障十(JEM-2000EX)
【故障现象】:
        开机由工作状态进入停机。
【故障分析】:
        电镜在使用中突发性停机,大致有以下几个原因。
        ①  人为因素造成停机。
        ②  市电掉电引起停电停机。
        ③  冷却循环水系统故障引起停机。

【故障排除】:
        ①  人为误操作,仪器在使用过程中操作者不慎,未按操作顺序进行关机,直接关闭稳压器电源或总电源开关。另外也有可能误碰倒了钥匙开关,由NO转到了OFF位置,造成人为关机。
        ②  市电停电引起的整机停机,整机停机后,应及时将各调节旋钮和相应开关恢复到初始状态,停机休息一段时间后。供电恢复电后,在各外围设备无异常情况下,可以重新开机恢复正常运行。
        ③  瞬时闪停造成的停机,瞬时闪停表现为照明灯瞬时闪烁,高压丢失,束电流归零,各别阀门动作紊乱,V15阀自动打开放气,机械泵停止运转等,严重时对仪器的某些部件会造成损坏。对于发生整机停机可以重新开机即可。对于部分停机(死机状态)如计算机软件程序中断停机,可重启计算机执行完程序后,进行二次开机,在开机过程中要随时注意仪器运行状态,如有异常及时检查并维修仪器。
        ④  冷却循环水系统故障引起停机,循环水箱蒸发、渗漏等水量不足,水位下降是水位开关断开,造成停机。应及时补足水量或修复渗漏,以保证循环水充足水量。管道流水不畅、堵塞、限流等使循环水温过高,冷凝器覆盖灰尘过多,冷却效率下降,超温保护开关动作停机。应及时疏通管道,检查水泵进出水口压力和流量,清除管道水垢及冷凝器覆盖灰尘,确保管道畅通、水温不超限,防止出现停机故障。

【结语】



        作为专业电子维修技术人员,对于电镜的维修不但需要专业的电子基础知识和电子仪器维修技术,而且还需要积累丰富的实际维修经验,尽量多参与具体的维修实践活动,这样可以大大提高自己的技术业务水平和专业维修技术,丰富自己的维修阅历,使自己成为经验丰富且技术高超的受人尊敬的维修大师。
        以下几点供大家参考:
        1、要适当懂得分析专业知识和操作知识。
        2、要加强提高专业维修技术。
        3、提高判断和识别能力及技巧方法。
        4、加强旧仪器的技术改造工作。
        5、做好维修记录,总结维修方法,积累维修经验。

                                                                                                                                                                  2020年7 月15日 
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老仪器用的人不多了,能关注的人也就很少了。
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