提升精密儀器使用壽命的方法研究

引言

精密測量實驗室是一些企業(yè)不可或缺的組成部分,為企業(yè)的主要科研項目進行了大量的互換性技術試驗及精密測量試驗。隨著我國市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展,許多企業(yè)將提升精密儀器使用壽命作為降低企業(yè)運營成本的方法之一,實驗室也成為了培養(yǎng)實驗室管理人員實踐能力和創(chuàng)新能力的訓練場。由于科學研究基于大量實驗數(shù)據(jù),而實驗數(shù)據(jù)的準確性則由精密儀器的使用情況決定,因此提升精密儀器的使用壽命顯得尤為重要。

1提升精密儀器使用壽命的必要性

1.1減少操作盲目性

精密測量實驗室中的精密儀器主要用于企業(yè)項目科研的技術實驗,而儀器的高頻率使用會讓儀器的精確度降低甚至損壞儀器。因此,企業(yè)必須對精密儀器進行合理管理,以確?？蒲许椖宽樌M行。此外,由于剛進入實驗室的工作人員往往具有很強的好奇心,會隨心所欲地操作儀器,不規(guī)范的操作會對精密儀器的使用壽命造成極大損害,因此,實驗室管理人員應當告知工作人員儀器損壞的后果,以有效減少盲目操作對精密儀器造成的損害。

1.2避免精密儀器出現(xiàn)問題

精密儀器的檢查與校準非常重要,精密儀器的頻繁使用會導致精密儀器的精準度下降,其原因可能是某些按鈕或固定螺絲松動,部件未牢固夾緊。例如,在齒輪徑向沖擊試驗中,工作人員往往會松開上座椅扳手以致夾具不固定,在軸向產(chǎn)生間隙并引起較大的測量誤差。因此,實驗室管理人員在測量儀表時應當避免軸向松動所引起的測量誤差。此外,如果在測試前使用顯微鏡測量螺紋參數(shù),則可以減少安裝誤差,且實驗室管理人員可以使安裝軸和測量軸重合來減少精密儀器的測量誤差,提升設備使用壽命。另外,在每次實驗前后,實驗室管理人員都應當檢查每臺儀器的使用情況,并判定其是否存在故障,以減少試驗對精密儀器造成的損害。

1.3發(fā)揮儀器應有作用

精密儀器作為一種實驗設備只有通過人的操作實現(xiàn)設備本身的價值,因此實驗室管理人員應當保持較高的實驗室建設水平和儀器管理水平。首先,實驗室管理人員必須專業(yè)且認真工作,需要具備精湛的實驗技術和一定的科研實力,只有這樣才能發(fā)揮出精密儀器本身的作用。此外,實驗管理人員參與項目試驗和科學研究,有助于拓寬管理人員自身的理論知識,使其能夠更好地利用實驗室和精密儀器進行科學研究。

2提升精密儀器使用壽命的方法

2.1選定精密儀器類型

不同類型的精密儀器有不同的維護方法。本文以SP一3400氣相色譜儀為例進行說明。SP一3400氣相色譜儀是一種大型精密儀器,廣泛應用于化學、制藥、環(huán)境保護及其他領域。SP一3400氣相色譜儀的儀器控制面板是Z80單板計算機,不僅可以自動執(zhí)行儀器測試和數(shù)據(jù)分析,而且具有各種智能化功能,例如數(shù)據(jù)的智能化采集與處理,各種參數(shù)的智能化測量以及數(shù)字調(diào)節(jié)控制。在實際使用過程中,SP一3400氣相色譜儀的各種功能完全符合說明,具有以下機電系統(tǒng)基本功能:自動測試和基本測試功能(自動測試是指計算機系統(tǒng)在啟動時執(zhí)行自檢,然后自動識別故障診斷電路:基本測試是指對儀器操作條件進行持續(xù)監(jiān)控并找出錯誤代碼的測試形式）、人機對話(通過控制按鈕和多功能顯示屏）、自動數(shù)據(jù)處理等。整個儀器的自動化程度相對較高且使用價值高,下面介紹對SP一3400氣相色譜儀進行精細化管理并,提升其使用壽命的兩個方法。

2.2儀器故障剖析

儀器故障剖析是分析故障現(xiàn)象的前提。許多設備故障會導致設備無法啟動,也就無法進行儀器的測試自檢,實驗室管理人員發(fā)現(xiàn)SP一3400氣相色譜儀的CPU卡(CPUPCB0ARD）存在故障。當實驗室管理人員仔細檢查故障現(xiàn)象時發(fā)現(xiàn),該精密儀器有時可以啟動,但過一段時間后該故障會再次發(fā)生,因此判定儀器問題不一定出在CPU板上。接下來實驗室管理人員在進行錯誤分析時,根據(jù)計算機工作原理,在系統(tǒng)供電時復位電路并將RESET信號發(fā)送到系統(tǒng)中使其強制復位(初始化）,然后程序計數(shù)器(PC）指向地址為0000H的單元(某些系統(tǒng)也可以設置為其他地址）,這是因為SP一3400氣相色譜儀的存儲器單元通常自帶存儲分支指令,該分支指令使執(zhí)行轉移到用戶程序的輸入地址。此外,SP一3400氣相色譜儀中都帶有系統(tǒng)自檢程序,用于測試系統(tǒng)與電路是否正常并顯示檢測結果。在SP一3400氣相色譜儀的使用過程中在兩種情況下可能存在故障:(1）復位電路中存在故障:(2）電源本身出現(xiàn)故障。如果復位電路出現(xiàn)故障,則儀器可能無法發(fā)送RESET信號,并且無法初始化系統(tǒng),也就無法自動修復并啟動儀器。在電源故障的情況下,多為電壓偏差或是紋波過大,這兩個因素都可能導致電壓范圍超過系統(tǒng)條件并影響儀器的正常使用。

2.3優(yōu)化儀器檢修過程

優(yōu)化儀器檢修過程是一項系統(tǒng)性工作,從電氣接線圖角度來看,在主板(M0THERPCB0ARD）上交流電會通過橋式整流器堆棧與電源濾波電容板(POWERSUPPLYPCBOARD）相連,由于電源板在電路中且一直通過CPU板供電,因此電阻分壓器會在一個方向上采樣并發(fā)送到復位電路中,而復位電路則使用精密的帶隙電壓電路準確獲得電源的VCC狀態(tài)。在這一過程中,如果檢測到電源電壓超出允許范圍,就會生成重置信號以重置系統(tǒng)。如果電源紋波過大并且復位電路頻繁運行,CPU將無法正常工作。因此,實驗室管理人員在維護過程中需要首先使用萬用表來測量電壓,然后再分析電路圖的測量值和設定值并測試示波器的紋波功率,如果觀察到類似于橋堆半波整流器的電容濾波電路輸出波形,可以得出結論是示波器損壞。此外,實驗室管理人員為了弄清故障出現(xiàn)的根本原因,也可以選擇卸下母板并使用萬用表歐姆測試橋接器堆棧,測試沒有任何異常后,初步判斷儀器的熱穩(wěn)定性出現(xiàn)問題,并使用電加熱器鐵進行測試,如果仍舊沒有發(fā)現(xiàn)問題則增加負載數(shù)據(jù),觀察半波整流器和濾波電路與示波器上的波形,最終可以確定是電橋堆在高電流下所導致的故障,實驗室管理人員更換橋堆后就可消除故障,提高了精密儀器的使用壽命。

3結語

精密儀器的技術原理看似復雜,但其各功能模塊的分工相對清晰。通常來說只要精密儀器的CPU板能夠正常運行,實驗室人員就可以使用各種方法確定故障的發(fā)生范圍。因此,實驗室人員在提升精密儀器使用壽命時,應當了解儀器的工作原理和工作特性,在此基礎上排除儀器故障,可延長儀器的使用壽命。