ARL9800型X荧光光谱仪常见故障分析与解决方案
ARL9800型X荧光光谱仪由五个系统组成,包括P10气路控制系统,冷却水循环系统,真空系统,探测系统和电路系统, 每个系统相互独立但同时又互为连锁,因此,在日常的仪器维护和故障分析过程中,我们应根据故障现象,提示的信息,逐一排查,从而能准确定位并及时排除。
一、P10气路控制系统
注:V1阀调节FPC探测器的压力,V2阀调节气体流量,V3阀是安全阀,用来平衡探测器和大气的压力
P10气瓶上装有减压阀,该阀有2级。高压级测量钢瓶内的压力,量程范围在0~25Mpa,低压级是指示减压后的输出压力,量程在0~0.16Mpa。通过V1、V2、V3三个阀门的调控,使FPC探测器的P10气压力为105.5Kpa,流量约20ml/min。
日常工作中P10气路常见的问题与故障:FPC压力、流量偏低或异常
反应于计算机屏幕出现下列警报:(可能还有其它报警信息)
① F-FPC pressure error too big(探测器压力太高错误)
② W-XGT HVPS interlock open(XGT 高压电源互锁打开)
③ F-FPC flow error too big(探测器流量太高错误)
④ W-FPC pressure not reached yet(探测器压力达不到规定值)
⑤ F-FPC window test failure(探测器窗口测试失败)
出现上述的情况说明FPC探测器内的流量和压力达不到规定值而一直处在调控过程,这表示气路或气路控制系统存在问题,需作检查,检查步骤如下:
1. 检查钢瓶减压阀出口压力是否处于规定值0.025~0.030Mpa
2. 改变钢瓶减压阀出口压力或者更换P10气瓶之后必须采用终端指令让控制系统重新调整
3. 如果不能正常,则必须检查气体调控相关部件。
4. 检查从钢瓶减压阀出口起的气体连接管路是否有地方堵塞或泄露
5. 检查FPC窗膜是否破裂。
二、循环水系统
ARL9800型X 荧光光谱仪的外循环水系统的作用是冷却内循环水和光谱室,水路图如下:
上下两个阀V1阀和V3阀门控制X光管的外循环水的,中间的V2阀门使控制光谱室温度的,即通过V2的阀外循环冷却水通过热交换器与二次循环水实现热量交换,从而达到冷却X光管的目的。外循环水和二次循环水相互独立,但在某些故障的处理上又互相影响。
日常工作中循环水路常见的问题与故障:外循环水流量不连续、二次水流量不连续、二次水电阻率偏低
反应于计算机屏幕出现下列警报:(可能还有其它报警信息)
① F-Primary water sensor error(初级水指示转子不能顺利启动)
② W-Tank temperature not reached yet(箱体温度达不到要求)
③ W-Tank temperature too low(箱体温度太高)
④ W-Tank temperature too high(箱体温度太低)
⑤ W-Secondary water resistivity too low(二次水电阻率太低)
⑥ W-Secondary water temperature incoherency(二次水温不连续)
⑦ F-Secondary water flow off(二次水流关闭)
出现上述的一些情况说明内外循环水系统控制存在问题,检查步骤可如下:
1、检查外循环水是否干净:若外循环水不干净,容易将外循环水阀门、水管路、水管路接头和过滤器堵住,此时若启动外循环水,仪器的外循环水流量指示转子就会上浮,但是循环过程中因遇到阻力,转子会掉下,导致外水循环不能顺利启动,因此不能实现与二次水的热量交换。
2、检查外循环水阀门、管路和流量转子,更换或者清洁,并紧固水管的所有接头
3.检查二次循环水的阀门、管路和流量转子,检查二次水箱水的容量,水位偏低造成流量不足可能引起温度的不连续
4.二次水电阻率偏低,采用终端指令控制,如水电阻率仍然达不到要求,则需更换离子交换树脂。
三、真空系统
ARL 9800真空系统的作用是将分光探测系统置于大气低于8Pa的环境下,降低背景干扰,提高分辨率,尤其是提高了轻元素的检测限,光谱室的真空度,主要依靠真空油泵(1,4,5)和分子泵(2,3) 的配合作用将仪器环境设置为真空,真空油泵作预处理,分子泵作微处理,根据实际经验,如果真空油泵、分子泵、真空密封正常,光谱室真空压力应能降至大气≦8Pa(0~8Pa),一旦光谱室真空压力逐渐提高至≧8Pa,则出现Spectrometer pressure too high警报。光谱室真空压力可采用ICS status reporter 于计算机屏幕监控primary spectrometer pressure。
光谱室真空压力速率的变化观察,对于正确判断排除故障部位至关重要,一旦工作中出现真空≧8Pa,则必须解决真空问题。正常情况下,箱体压力应能降至8Pa以下甚至更低,分子泵速率2.7*e4r/min,温度稳定在20℃,电流0.6A左右,电压35V左右。
日常工作中真空系统常见的问题与故障:真空达不到指定值,分子泵转速低于2.7*e4r/min,在从大气到真空的过程中,分子泵多次出现温度过高的警报
反应于计算机屏幕出现下列警报:(可能还有其它报警信息)
① F-Spectrometer pressure too high
② W-Molecular speed too low
③ W- Molecular voltage too low
④ W-Molecular blocked
出现上述的一些情况说明仪器密封性能、分子泵性能存在问题,解决步骤大致可从下面几个方面。
根据ARL9800型X荧光光谱仪仪器机械、真空管路结构分析,导致其真空性能变坏的可能性依次为:
1、进样口黄铜盖底部密封环,易为空气中灰尘玷污;
2、光管上部,光谱室-样品真空室-大气隔离BELL钟形罩上密封环,易受样品粉末污染及空气中灰尘玷污,如条件许可,需定期涂密封油;
3、样品升降杆密封套,易机械磨损;
4、真空油泵、分子泵机械磨损,排气量降低,应定期加油;
5、真空油泵和分子之间的气管接头,紧固排气管路的所有接头
6、手动放气阀是否松动
7、如有必要更换试样室的进、放气阀。
四、电源系统:主要包括电子柜、外接电源及辅助设备、X光管系统
电路部分问题,其更换/维修目的性很明确,哪块电路板坏则更换或维修哪块,ARL9800电子板设有错误指示灯,这对迅速找出电路问题很有帮助。
根据经验,电源系统故障率高的为X光管高压发生器。
日常工作中X光管高压发生器常见的问题与故障:高压发生器不能建立高压,或者在建立高压的过程中中断的现象。
反应于计算机屏幕出现下列警报:(可能还有其它报警信息)
① F-Time out on X-ray on ack or the X-ray Lamp fault(X-ray 响应信息超时,或X-ray灯坏)
② F-X-ray power supply fault(X-ray电源错误)
出现上述的警报,一般的检查步骤是:
1.P10气压力/流量,循环冷却水路是否畅通,二次水电阻率,真空压力,分子泵工作情况是否均正常
2.检查安全连锁开关是否都正常
3.检查X-ray Lamp灯丝是否损坏
4.检查外接电源及辅助设备
5.高压发生器清灰,更换高压垫片并涂高压硅油
6.如以上五步骤均正常或实施,依然不能建立高压,可初步判断高压发生器损坏
四、X荧光仪调试
1.检查电子和机械功能;
2.满功率测试,将光管加到满功率,为60kV/60mA和30kV/120mA,检查是否正常;
3.晶体和探测器组合的位置检查和校正,检查晶体和探测器组合的扫描位置,峰值是否符合QA/QC报告;
4.高压校正,通过能谱检查XRF测角仪和固定道的高压校正和探测器的分辨率,峰值是否在窗口内;
5.测试XRF短期和长期稳定性,是否符合QA/QC报告.