在我国冶金分析行业中,美国LECO生产的碳硫测定仪应用广泛,本文对LECO碳硫测定仪的电路和气路控制系统原理进行分析,并给出维修实例。
1 碳硫测定仪电子控制组成与气路系统原理
碳硫测定仪的电子控制部分由红外测量控制板、分析气流控制板、动力气流控制板、功率控制板、恒温箱加热控制板、压力控制板、催化温度控制板及计算机和其它电子元件组成。载气在分析气路中的流程:氧气通过入口的稀土氧化铜去除载气中的一氧化碳、甲烷等杂质,流经碱石棉和过氯酸镁去除二氧化碳和水后,通过吹氧枪和载气入口进入炉头。试样在燃烧管内燃烧后生成的气体随载气经过氯酸镁去除其中的水汽后,进入硫检测池,之后流经镀铂硅胶及赛璐璐,将载气中的二氧化硫转化为三氧化硫并去除。载气中的二氧化碳在仪器气路后端的高碳和低碳检测池中测定。
2 碳硫分析仪电子控制与气路的检修
211 碳硫分析仪电子控制部分的检修通过执行CS600诊断菜单中的网络状态观察功能即可看到每块控制板的在线状态。每块控制板由控制板主板及插接在上面的通信板组成。当网络状态显示控制板为灰色时,控制板工作不正常。这时可以采取关机重启,或重新拔插USB连线的方式进行检查。如果不能重新连接,应更换USB连线或通信板。但是,当网络状态显示控制板为正常工作的黑色状态时,也会出现通信板正常而主控板损坏的情况,这时需要结合仪器工作的表现进行判定。这时仪器的状态应是网络状态显示正常,而控制板的控制功能却处于失控状态,出现这种情况应及时停机更换新控制板。
212 碳硫分析仪的气路检漏与检修
21211 碳硫分析仪的气路检漏分为系统检漏与分段检漏两种方式。系统检漏:从载气入口的SV6至尾部的SV8电磁阀 (见图1) ,载气在气路中充气超过外界大气压并达到1200mmHg柱后, SV6与SV8封闭内部与外部的连接,在1m in内气体泄漏量不超过规定数值即为通过。分段检漏:包括试剂部位、气标部位、炉头部位和检测池部位气路的检漏。气路充气阶段与系统检漏相同,载气在气路中充气超过外界大气压并达到1200mmHg柱后,各段调整压力后,试剂部位从SV6至SV2、SV3、SV4、SV5间,气标部位从SV5至SV7间,炉头部位从SV7至SV3、SV2、SV1间,检测池部位从SV1、SV4至SV8间分别封闭与外界的气路连通,在1m in内气体泄漏量不超过规定数值即为通过。
21212 碳硫分析仪的气路检修 在实际操作中应以系统检漏为主,查找漏气点时再与分段检漏相结合,判定漏气部位。有时我们会遇到分段漏气检查失败,而系统检漏正常通过的情况。这时我们应判断泄露会出现以下两种情况:一是仪器内部确实有泄漏部位,因入口载气控制阀未能全部切断进入气体,使气压产生在部分路段的过压量与在其它路段的泄漏量相累加造成的现象,此时需找出相应的泄露点进行处理;或是气路分段之间控制阀未能全部关闭,各段气路间气体流动造成的,此时虽然有部分气路电磁阀封闭不严,但不影响气路的整体密闭性,仪器仍可继续使用。若系统检漏与分段检漏都会出现泄漏现象,此时必须找出泄漏点加以处理。
3 检修实例
311 故障一现象
执行仪器诊断功能,环境状态栏中催化剂加热器温度与气体净化剂加热器温度缺失,网络状态栏中催化加热控制板显示为灰色或缺失状态。
分析与处理
根据现象判断,应为仪器的催化加热控制板组件出现故障。首先,重新连接控制板的数据通信线,仪器正常使用一段时间后再次出现上述现象。二次检修采取用其它功能控制板上的通信板与催化加热控制板上的通信板互换的方法 (N I版本相同 ) 检查,仪器再次正常使用一段时间又出现上述现象,通过这次检查可以断定故障是由催化加热控制板本身引起。换上一块新的催化加热控制板,故障彻底消除。在这几次检修中发现,当仪器主机关断,待仪器催化炉与净化炉温度下降,仪器重启后经常可正常使用一段时间,每次接触催化加热控制板发现控制板表面温度很高。分析结果:由于这块控制板被安放在仪器内部的位置与外部气体净化加热炉和催化加热炉的位置过近,导致控制板过度受热损坏造成的。如果制造商在生产时将控制板与加热炉间增加一良好的隔热层或更换控制板摆放位置,将会彻底消除上述故障。
312 故障二现象
仪器在漏气检查中无法通过,无论系统检漏或分段漏气检查都无法将气路充压至1200mmHg柱,系统提示为减压失败。
分析与处理
根据现象判断,仪器的分析气路始终无法充压至1200mmHg柱是由于内部有大量气体泄漏所致。这时的系统提示减压失败改为充压失败将更为贴切。通过执行仪器硬件校准功能中的大气压调整,人为提高大气压校准值,将仪器的检漏充压压强检测值达到1200mmHg柱,让仪器的检漏功能可正常使用。执行系统检漏时无法通过,泄漏量很大。执行分段检漏时,在炉子后部的检测都无法正常进行,此时的重点检查部位放在炉头。拆卸炉头,更换部分O环,涂抹硅脂,重新安装连接气路检查,情况依然。此时判断可能是分析气路中的SV7、SV3、SV2、SV1或排气口的p ing阀漏气所致。在排气口与p ing阀之间有一条硅胶管相连,在LECO的CS444上由于这条硅胶管常与机壳摩擦引起破损导致漏气,根据经验首先对它进行检查。在检查中发现,由于气缸的上下移动,带动硅胶管反复弯折,已使这条硅胶管的一侧断裂,更换硅胶管后故障消除。这条硅胶管可根据仪器的使用频率作为定期检修、更换部件,减少仪器分析气路发生故障的几率。
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