日立835氨基酸自动分析仪的原理及维修
1、概述
HITACHI835-50高速氨基酸自动分析仪是八十年代初期由日立公司研制的产品，该仪器具有性能可靠、分析数据准确等特点，系统使用柱后茚三酮衍生法，一个分析周期只需72分钟。在全国测试分析行业中，该型号仪器拥有量较大。经过近二十年的运行，仪器已处于老化状态并进入故障多发期。为此笔者将自己在维修835-50过程中碰到的故障现象及采取的维修措施向大家介绍一下，以达到抛砖引玉之目的。
2、仪器的组成
该仪器由电气控制系统与液路控制系统组成。
2.1 电气系统
该仪器电气系统控制的核心是二片微处理器及相应的RAM、ROM及接口电路组成。一片是16位数据微处理器（IPC -16/500D），另一片是8位控制微处理器（SC/MP ⅡISP-8A/600）。16位数据处理的作用是进行色谱数据处理分析，包括ADC、TML 、PRN、AMP光电对数放大板、V/F，最终由色谱打印机打印出色谱图。8位SC/MP控制微处理器的作用，是控制泵1 、泵2 、电磁阀、自动进样器、磁卡读写机、循环水浴以及与16位数据处理器之间的通讯联络。
2.2 液路系统
主要由缓冲液罐、缓冲液泵及茚三酮泵、自动进样器、缓冲液分配器、氨基酸专用色谱柱、流通池、98 ℃恒温水浴以及循环水浴等组成。
3、故障维修实例
3.1 故障现象之一
色谱图与正常谱图比较，保留时间发生变化，而且有些出现的峰未能分离出来，即发生重叠峰。
故障分析与维修：如果缓冲液泵及茚三酮泵工作正常，一般是由某一个或二个缓冲液供给电磁阀阀芯密封不严漏液造成的。本例就是电磁阀造成的。电磁阀发生此类故障，多半是使用时间过长，阀芯聚四氟乙烯垫片老化所致。
由于没有阀芯垫片配件，在此情况下，只能整体更换。据了解，日立公司电磁阀配件价格为人民币5000元/个，而且没有现货。在国内市场上，虽经多方打听，也没有此类无死体积电磁阀出售，最后通过努力，我们向美国Cole Parmer公司订购10个电磁阀，单价在1000元人民币左右，性能上完全满足要求。只是订购的电磁阀与原装电磁阀在进、出管口上存在差异，经笔者稍加改进，获得成功。目前已更新四个电磁阀，经一年多的运行，性能良好。
3.2 故障现象之二
缓冲液泵无泵压，但泵马达工作正常。
故障分析及排除：氨基酸分析仪液路系统是个有机整体，如果液路中有一个环节出现问题，例如，电磁阀未打开，泵的进出口单向阀性能不良，泵缓冲液杆密封圈磨损，出液口至色谱柱入口处漏液，液路中有气泡等，都会造成柱前压上不去或完全没有压力。
经以上分析，用先低压端后高压端的办法进行检查，最后发现是泵杆密封圈漏气所至，在拆下泵头检查泵杆密封圈时，发现密封圈被压盖螺丝拧得过紧，更换一个新品。将压盖螺丝调至恰当位置，即松紧合适，泵杆能运行自如。还原后，开动缓冲液泵，并将色谱柱入口处打开排尽气泡（大约排10分钟）然后上紧，泵压即恢复正常。
从以上看出，泵杆密封圈如果被压得过紧，不仅使密封圈磨损过快，而且也可能出现蓝宝石泵杆断裂的现象。另外，该仪器低压流路部分的联接头均用尼龙棒车制，接头螺纹为公制M6。对于使用10年以上仪器，尼龙接头都不同程度出现老化现象，拧紧接头时，千万不要用力过度，否则接头部分前端就会断掉。
如果不慎出现联接尼龙头断掉情况，可用尖锥子一点点地挑拔出断头碎片（不可用电钻取出），剪去管线前端密封垫，去掉联接头，换上新尼龙联接头，用厚3mm橡皮做一个密封圈，装上拧紧即可。
3.3 故障现象之三
开机后发现样品瓶中的试样不能被自动吸样针吸入环形进样器。
故障分析及维修：835-50氨基酸配备有自动进样系统，由电机M1（Turnable motor）、M2（swing motor）、M3（sampling motor）、M4（suction motor）组成，其中M1为样品盘旋转电机，M2为进样架摆动电机，M3为环形进样器电机，M4为样品进样或清洗吮吸泵电机。
经检查，发现是M4（suction motor）电机没有工作。根据电气控制原理框图可知，M4电机不工作，涉及的环节主要有：限位开关S7、S8的原始状态，继电器板，控制微处理板SC/MP。通过进一步检查得知，S7、S8限位开头工作正常，相应继电器也工作正常，而且SC/MP板相应驱动电路动作正常。但M4通电后仍不工作。查M4启动电容（0.47μF/200V）良好。最后将电机从吮吸泵组件中拆下，发现其运转绕组断路。该装置由交流100V电机部分与机构齿轮式减速器组成，电机功率8W，转速为2转/分（rpm），体积较小，电机部分系冲压一体化结构，不能拆卸修理。向日立公司订货需人民币4000元，而且订货周期很长。解决方案：笔者用国产南京微电机厂出品的SD09伺服电动机替代原电机获得成功。该电机功率15W，转速10转/分（rpm）、电机励磁、控制绕组电压均为127V。比较二个电机的电气性能及外观，原装电机减速器轴为Φ5mm，国产电机减速器轴为Φ6mm，国产电机体积比原装电机略大一些，输出转速亦有差异。
改制方法：首先将原装电机拆下，将黄铜小齿轮的轴套由Φ5mm扩至Φ6mm，将齿轮装在国产电机轴上，并紧固。然后用厚为2mm铝板，制做一个Ω形卡子，将国产电机固定在机座上，最后，用双向可控硅制作一个交流调速器接至电机引线上，将转速调节器调至2～4 转/分即可。该国产电机经三年运行，性能稳定，完全能满足要求。
3.4 故障现象之四
开机后，闭合泵开关，茚三酮泵电机工作正常，但缓冲泵电机未工作。
故障分析与检修：从仪器控制原理图分析得知，泵电机是否运转，除了与其自身性能好坏有关外，还与SC/MP板上的逻辑驱动电路及继电器板上的相应直流继电器有关。
检查发现，SC/MP板上逻辑电路及相应继电器动作正常，送至电机100V电压及启动电容亦正常。由此故障原因是由电机损坏引起的。
拆开泵电机四颗螺丝，保留减速器部分，拆下电机，经检查，发现电机转子被卡住，不能转动，用表检查其启动、运转绕组正常。由于该电机为铸铝外壳，前端盖及后端盖均为机器冲压密封，属一次性结构，一般无法打开。按照以前的方法，只能更换新品。新品价格为人民币5000元，而且需向日本国订货。笔者在实践中摸索出一套方法，可以将电机转子取出。
一般而言，转子被卡住，主要是泵电机长期运转（10年以上），转子上的前、后轴承磨损，锈蚀及严重缺油造成，此时，只要换上二个新轴承即可。定子绕组烧坏的可能性一般较小。
拆卸步骤如下，首先用Φ6mm钻子在电机前端盖大约5mm处电机外壳对边上钻2个孔。注意，钻孔时千万不能用力过度，以免伤及绕组。其次用钢锯沿前端盖锯二条槽，用錾子轻轻将二小片铝片撬下来，然后将电机夹在台虎钳上，用平头铳轻轻敲击前端盖对边，慢慢地将前端盖及转子取下来。最后将转子二个轴承换上同一规格的新品即可。
还原方法：用木锤轻轻敲击前端盖，边敲边观察转子灵活程度，转子及前端盖到位后，先通电测试一下，如果转子运转自如，无异常噪声。然后做一个Ω形卡子将前端盖紧紧地紧固在电机壳体上。
在装上已修复电机之前，应给减速器注入一定数量的黄腊油，最后紧固四颗螺丝即可。
3.5 故障现象之五
反应池（Reaction Bath）水温沸腾，不能控温。故障分析与维修：根据氨基酸分析的要求，反应温度应控制在98 ℃，如发生沸腾，说明温控电路发生故障。
经查系热敏电阻传感器温度玻璃珠破裂造成温度失控。由于很难购到同型号负温度系数热敏电阻（98 ℃时，热敏电阻阻值为3. 9KΩ），故拟用国产器件替代。经过实验，以下两种方法均可修复温控电路。
方法1：用0～150 ℃水银导电表串上一支0. 5W 3. 3KΩ电阻，将原热敏传感器从TB 20 的
脚拆下，然后将水银导电表及电阻分别接上即可。实践证明，此方法简单易行，价廉。
方法2：用国产二位式0 ～200 ℃数字温控仪配上PT100温度传感器替代原温控电路，具体方法如下：将温控板上的二极管D204挑起一个端子，将温控仪继电器在常开触点串上一个0. 5W 300Ω电阻， 分别接至TB201
脚。由于国产温度显示控制仪电源电压为220V，而本仪器所用电压为100V，故直接从仪器外引入220V电压至仪表即可，温度控制器可放置在光电放大板控制器的上方。数显温度仪的优点是温度控制精度高，能直观显示反应池的温度。
3.6 故障现象之六
开机后，SC/MP部分的LED无任何显示出现。数据微处理器部分的LED显示正常。
故障分析与维修：在835-50氨基酸分析仪中，有二台+5V/4A串联式开关稳压电源，一台为数据微处理器及接口提供电源，另一台为SC/ MP微处理器提供+5V电源。
相对而言，数据微处理器电源损坏机率很少，而SC/MP微处理器提供+5V电源损坏次数较多，一般都是比较器LM311损坏，Q1、Q1调整管开路较多。究其原因，多半为过热击穿所至。
笔者设计一台+5V串联式稳电源，用三端可调电源集成电路LM338K，加上200×100铝形材散热片，利用原机双10V端子，D2、D3及C1组成。电源外壳另配一个100V冷却风扇，取得较好的效果。注意，调节LM338K调节端分压电阻，使SC/MP控制板上的+5V电压在4. 9～5. 1即可。
4、结语
通过对日本835-50氨基酸分析仪的维修，笔者认为对于已进入故障多发期的仪器，故障的发生是不可避免的，但只要细心维护，正确使用，并采取行之有效的方法进行维修，就能使老仪器继续发挥作用，另外对于某些进口仪器而言，零部件的国产化是行之有效的方法，特别是对进入老化期的仪器，意义显得尤为重要。不仅为单位节约了维修经费，同时也赢得了宝贵的时间。
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