T6新世纪紫外可见光度计常见故障及其排除方法

薛骏轶 史辉

摘要：文章介绍了北京普析通用仪器公司生产的T6新世纪紫外可见光度计在使用过程中的常见故障及其排除方法。提高仪器的完好率，是仪器使用过程中需要注意的首要问题。该仪器采用模块化设计，文章通过模块替换方法，研究确定仪器的易损模块，即样品池传动模块、光源模块和电源模块，并研究了仪器使用和维修优化方案。使用优化方案后，仪器的故障率降低、故障排除时间缩短、维修成本降低，可为培训仪器操作人员提供参考。

关键词：紫外可见光度计；模块；故障排除方法

中图分类号：TH744     文献标识码：A   文章编号：1674-0688（2023）06-0091-03

0 引言

T6新世纪紫外可见光度计是由北京普析通用仪器公司制造的一款经济型的双光束紫外可见分光光度计，其波长范围为190～1 100 nm，波长准确度为±1 nm，波长重复性≤0.2 nm，光谱带宽2 nm；仪器采用电机直接驱动样品池架，取代传统的丝杆传动机构，因此不需要对传动机构做常规维护；其杂散光水平低、精度高，模块化设计方便维护，全封闭光源稳定可靠。仪器选用的钨灯和氘灯设计使用寿命长达2 000 h，开机自检通过后不需要额外预热就可直接使用，并且连续工作多个小时后的测量结果依旧稳定、准确；具备自动样品池，可连续测样，适合科研［1-4］和教学实验［5］。基于以上优势，T6新世纪紫外可见光度计广泛应用于生物学、物理学、化学、医学、材料学、环境科学等科学研究领域 ［1-6］。

提高仪器的完好率，是T6新世纪紫外可见光度计（简称T6）使用过程中需要注意的首要问题。针对T6的硬件故障，其产品说明书很少涉及，并且专门针对T6的光度计维修的相关文献较少，不同型号的光度计结构差别较大，导致操作人员很难自行维修且不容易定位故障点，预约产品工程师上门维修又会造成维修耗时和成本的增加。本文研究T6模块化设计原理，通过模块替换方法确定了仪器的易损模块。通过对T6的维修拆解，研究其内部结构，完善了仪器的使用和维修方案，降低了仪器的损坏率。优化方案有效提高了仪器的完好率，能为教学科研工作的正常进行提供保障。

1 仪器结构分析

T6由8个部分组成（如图1所示），仪器发出的光源为复合光，必须通过单色器将其分解成单色光才能使用（光源和单色器组成光源模块，由光源电源供电）；当单色光通过仪器样品室中的样品时，一部分被样品吸收，其他未被吸收的光到达检测器，光信号被转化为电信号， 电信号经过电路放大和数据处理后，通过显示器呈现出测量结果（仪器其他部分由主电源供电）［7］。仪器还有一些扩展功能，例如设有功能卡槽，可以插入不同的功能卡实现功能的扩展；开放式的样品仓设计，可方便地进行各种附件应用和实验；具有多种输出形式，可与打印机连接等。

2 易损模块分析

虽然T6有8个主要模块，但是在其实际使用中的故障点大部分集中于3个模块：即样品池传动模块、光源模块和电源模块。通过模块替换的方式可快速定位故障点，这对仪器使用人员自行维修和工程师上门维修都具有重要意义。

（1）样品池传动模块：该模块是样品室的重要组成部分，模块底板正面通过2根滑轨固定样品池架，底板背面固定样品池电机，电机轴上的齿轮与样品池架下方的滑齿轨道相连，电机齿轮和滑齿轨道使用弹簧固定，采用步进电机直接驱动样品池架移动。由于模块中的滑轨、固定弹簧、齿轮和电机都位于样品池架下方，容易被洒落的液体腐蚀，因此确定此处为易损部位；样品池底板集成了电机的控制电路，该部分发生故障较少，在此不展开说明。

（2）光源模块：钨灯、氘灯和单色器都封闭于光源模块中，当钨灯和氘灯达到设计寿命损坏时，或者单色器表面有污渍对光路造成阻挡时，都会导致仪器出现故障。

（3）电源模块：仪器有2块电源，主电源负责仪器主板和除光源模块以外部分的供电，光源电源负责光源模块供电，包括钨灯、氘灯和单色器。主电源很少损坏，而光源电源在部分批次经常损坏，例如电源内部发生短路，造出电源损坏。

3 常见故障

故障在仪器开机自检和使用过程中都会发生，仪器开机自检顺序如下：①样品池电机检测；②滤光片检测；③光源电机检测；④波长电机检测；⑤钨灯检测；⑥波长检查；⑦氘灯检测。自检的每一步都有可能发生故障，导致检测失败，而任一步骤检测失败，仪器都无法正常使用。此时，长按“ENTER”键可以强制跳过检测失败项，方便进行后续的故障排查；待仪器自检通过后，使用过程中经常出现池空白无法清零和测试数据不准确等故障。

3.1 样品池电机检测失败

故障现象：仪器自检“样品池电机ERR”；故障原因分析和处理如下。

（1）关机后，检查样品室内是否有阻挡物阻碍样品池架移动，如有阻挡物需要清理干净。

（2）检查样品池架滑轨是否松动，松动需要将固定螺丝锁紧，将样品池架沿滑轨上下移动，观察是否能顺畅移动，如果不顺畅，则需要上润滑脂油，滑轨如果生锈，则需要拆卸后，用砂纸将滑轨打磨光滑或者直接更换滑轨，安装后再上润滑脂油。

（3）如果故障无法排除，需要将样品池传动模块拆下，检查样品池底板上的样品池电机、齿轮和固定弹簧是否被腐蚀损坏，损坏则需要进行更换。

3.2钨灯检测失败和氘灯检测失败

故障现象：仪器自检“钨灯ERR”和“氘灯ERR”；故障原因分析和处理如下。

（1）关机后，检查样品室内是否有挡光物，如有挡光物要取出，如果钨灯自检依旧无法通过，则需要将样品池架上的比色皿塑料夹片取出。

（2）上述操作后自检依旧不通过，则需关机手动将样品池架沿滑轨上下移动，使樣品池架复位，防止样品池架错位阻挡光路引起钨灯检测失败。

（3）如果同时存在样品池电机自检时声音过大和齿轮跳齿的声音，则需要检查样品池电机固定弹簧是否损坏而导致电机齿轮和样品池架滑齿轨道连接不牢固，样品池电机工作时跳齿。由于样品池电机为步进电机，跳齿会造成样品池架无法移动到正确位置，阻挡光路，导致钨灯检测失败，此时必须更换电机固定弹簧。

（4）如果钨灯依旧自检失败，长按“ENTER”键，强制跳过第5步钨灯检测和第6步波长检查（钨灯损坏，波长检查都无法通过），如果氘灯检测通过，则代表钨灯损坏的可能性较大，需要更换钨灯；如果氘灯也检测失败，则代表光源电源损坏可能性大，需要更换光源电源。

（5）如果第5步钨灯检测和第6步波长检查通过，氘灯检测无法通过，说明氘灯损坏，需要更换氘灯。

3.3 样品测量数据不稳定

故障现象：池空白无法归零，样品多次测量，测量结果波动大，数据不稳定；故障原因分析和处理如下。

（1）简单测试判断仪器的稳定性：测光方式设置为“Abs”，样品池设置为“五连池”，样池数设置为“5”，空白溶液校正设置为“否”，样池空白校正设置为“否”，移动样池设置为“1”，选择实验所需波长，取出比色皿使样品室处在空气状态，按“ZERO”键扣池空白，查看吸光度数值，正常数值应该稳定在0.000 Abs，然后按“STAR”键进行检测，5个样品池的测量值都是0.000 Abs且没有波动，即代表正常。

（2）如果样品池的测量值在0.001～0.009 Abs范围内轻微波动，需要检查样品池滑轨是否牢固，排除故障后再按上一步骤进行测试。

（3）如果测试依旧不正常，则要进行暗电流检测和波长校正，将1号样品池位放入黑挡块，选择暗电流检测，检测通过则为正常，取出黑挡块进行波长校正，没有报错即为通过。

（4）如果波长校正不通过，需要检查光路上的滤光片、反光镜和灯源，将仪器关机拔电源冷却后，用擦镜纸沾少许无水乙醇擦拭滤光片、透镜和光源（乙醇挥发后才可后续安装），再进行波长校正，大部分情况都能通过，如果故障依旧存在，就要考虑是否为光源损坏。

3.4 光源电源损坏

故障现象：①自检钨灯氘灯无法通过；②开机无反应，仪器的保险丝熔断，更换保险丝后故障依旧存在；③开机时，实验室的220 V供电电路空气开关跳闸。

故障原因分析：光源电源内部发生短路，将电源内部保险丝熔断表现为故障现象①，将分光光度计保险丝熔断表现为故障现象②，如果这2个保险丝都没有熔断，仪器内部短路导致220 V供电电路电流过大引起空气开关跳闸，表现为故障現象③。

处理方法：本实验室使用的T6是分2批购入，出厂日期分别为2009年11月和2015年5月。截至2022年底，2009年批次除了部分仪器的钨灯、氘灯达到设计寿命老化损坏，没有出现其他硬件故障；2015年批次大部分仪器光源电源损坏。2009年批次电源都为电源板，2015批次换成开关电源，联系厂家更换的原厂开关电源最终都损坏，说明是2015年产品批次有问题，需要购买第三方开关电源予以更换。开关电源主要有3个指标：①电源的输入电压和输出电压额定电流。②电源尺寸（长158 mm，宽98 mm，高44 mm），如果尺寸和原装电源不同，则无法装入仪器中。③电源接口类型，接口类型必须与原装电源相同。如果接口不同，则无法安装，或者需要更换仪器内部连接线的插头，但容易造成接触不良引起仪器故障。T6的不同批次产品内部电源可能不同，如果需要购买第三方电源，要提前拆机观察电源型号，避免买错配件。2015年批次的第三方电源购于常州引泉电子有限公司，电源型号为PL01-T6（输入：AC 95-280 V/50-60 Hz；输出1：DC 300 mA；14.5 V/0.5 A；输出2：DC 11.5 V/2 A）。光源电源（开关电源）更换后，仪器测量结果稳定，没有出现电源损坏的情况。

4 使用与维护的注意事项

使用仪器时，必须按照产品说明书规范操作，延长仪器使用寿命；此外，正确的维修和护理，可以提高仪器的完好率，减少仪器损坏造成的损失。

（1）仪器要求使用环境保持较低的湿度，如果使用环境湿度较高，则需要安装除湿机，降低电子元件的损坏率和提高仪器的稳定性。

（2）仪器开机前要检查样品室是否有杂物，样品池架滑轨是否松动或腐蚀生锈。

（3）使用可见光区及红外光区进行（325～1 100 nm）测量时，仪器自检通过初始化后要关闭氘灯；使用紫外光区（190～325 nm）进行测量时，仪器自检通过初始化后要关闭钨灯，延长灯源寿命。

（4）使用前，先简单测试判断仪器的稳定性，避免仪器故障造成数据测量不准确。

（5）比色皿使用前要检查是否有破漏；比色皿内液体高度不要超过其2/3，防止测量过程中因样品池切换而晃动导致液体溢出；如果待测液体易挥发或者具有强腐蚀性，需要使用带盖的比色皿。

（6）仪器操作过程中，要防止液体洒落在仪器外壳或者样品室内，如有洒落后应立即清理干净；洒落样品室的液体量大或者腐蚀性强时，需要关机将样品池传动模块拆下清理，模块的各个部件拆解后用湿布（无法拧出水为标准）擦除液体后晾干；如果电机和其他电子配件进水严重，擦拭后需要用无水乙醇清洗，防止电子器件受潮损坏（乙醇挥发后才可后续安装）；安装滑轨、电机齿轮和滑齿轨道都需要上润滑脂油。

（7）实验结束，要及时将仪器关闭，延长光源寿命，将样品室内的样品及时取出并清理干净，防止液体和挥发的气体对仪器造成损坏。

（8）检查和更换灯源，将仪器关闭冷却后才能打开光源模块；拔下钨灯观察内壁和针脚，发现钨灯变黑老化则需要更换［8-10］，如果是针脚氧化导致接触不良引起的故障，可以用小刀或者砂纸将氧化层去除，氘灯无法通过外观判断其完好程度，可以通过替换法进行判断；仪器的钨灯为12V20W卤素钨灯，氘灯为法兰型，购买灯源可以联系厂家购买；更换灯源要佩戴手套，避免在灯壁上留下污渍引起仪器故障。

5 结语

仪器在长期的使用过程中，不可避免地会出现一些问题和故障，通过总结使用经验，不断改进仪器的使用和维护方法，快速找到故障模块和更换配件，可以提高仪器的完好率和延长其使用寿命。目前，对提高仪器测试精度和扩展功能的研究还不够，无法对仪器电路板进行维修，如果操作人员能自行维修电路板故障，则可以较大程度地降低维修成本，是未来仪器操作者研究的方向。

6 参考文献

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