主题：【第十七届原创】电气绝缘不良造成的噪声案例

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红小豆发表于：2024/08/16 08:29:36 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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电气绝缘不良造成的噪声案例

概述

检测器输出电平噪声过大是色谱工作者经常遇到的问题，也是较为复杂和难以解决的问题，往往需要消耗较多的时间和精力去解决。建议色谱工作者首先对噪声信号的电气特征进行考察，确认噪声的可能来源然后逐步缩小诊断范围，下文以某热导检测器故障维修案例予以说明。

案例情况

某化工企业使用Shimadzu公司的气相色谱仪GC-2014的TCD检测器分析测定化工工艺气体中微量氧气，仪器正常运行17年左右。近期出现基线噪声过大的情况，待机运行和进样采集中基线噪声幅度超过100uV，噪声状态如图1所示。

色谱系统运行条件如表1所示：

表1 分析条件

色谱柱	2m*3mm 60-80目 13X分子筛
柱温（℃）	50
柱流量（mL/min）	30
检测器	TCD，120℃
电流	150mA
载气	氢气
进样口	150℃

故障诊断

用户自述老化色谱柱、更换载气和清洗检测器均不奏效。现场考察此基线噪声，发现噪声变化速度较快，呈现高频电信号状态，怀疑可能问题与污染或载气不良无关，很可能与电气故障——例如放大器故障、系统电源不良、接地不良或者接触不良等问题有关。

开机后等待仪器稳定，修改载气流量和检测器电流数值，再次考察基线噪声幅度，发现没有明显变化，进一步确认噪声信号并非来自系统污染，而是与电气故障有关。

TCD检测器的电气放大部分可以简化为微电压放大器，如图2所示，来自TCD热丝的微小电压信号被放大和输出到色谱数据工作站。如果噪声信号来自热丝本身，那么不同的载气流量和热丝电流，应该导致噪声信号的变化。

图2 TCD电气原理

测量实验室电源和检查接地状态，未见异常。同时设法更换新TCD检测器（带有保温盒与热导池体）检查，发现噪声幅度显著减小，那么可以排除检测器放大板电路故障，确认故障存在于TCD热导池。

鉴于用户的样品较为清洁，并且TCD池已用溶剂进行清洗，那么检测池污染可能性不大。整体更换TCD检测器成本较高，于是对热导池进行进一步的检查。拆除TCD检测器的保温盒，检查热导池（如图3所示），可以看到仪器长期运行，热丝导线外边的石棉保护层明显变色（出厂状态应该是白色的）。

并开启色谱仪采集基线，当触碰到热丝连接线时，发现基线有明显的跃变，看来可能连接线内部接触不良或者绝缘不良。