第七章

分析儀器附加設備的維護第一節(jié)

空氣壓縮機

第二節(jié)

真空泵

第三節(jié)氫氣發(fā)生器第四節(jié)氮氣發(fā)生器第五節(jié)穩(wěn)壓電源第一節(jié)空氣壓縮機空氣壓縮機和真空泵均屬于風機類的設備。風機是用來抽吸、排送氣體和用來壓縮氣體的機械設備的統(tǒng)稱。按工作原理的不同,風機可分為葉輪式(如離心式風機)和容積式(如活塞式風機)兩大類；按排氣壓強的不同,風機又可分為：①通風機［出口壓力在14.7KPa(1500mmH2O)以下］；②鼓風機［出口壓力在14.7KPa～343.2KPa(1500mmH2O～3.5Kgf/cm2)之間］；③壓縮機[出口壓力大于343.2KPa(3.5Kgf/cm2)］；④真空泵(進氣壓力低于大氣壓力,能產(chǎn)生50KPa以上的真空度)。可見真空泵與空氣壓縮機并無本質(zhì)的區(qū)別。一、空氣壓縮機的分類、結(jié)構(gòu)和原理空氣壓縮機是一種用于壓縮氣體藉以提高氣體壓力,使氣體具有一定能量的機械,一般簡稱壓縮機。實驗室常用的是活塞式空氣壓縮機（往復式空氣壓縮機），其工作原理如圖7—1所示。當活塞2自左端向右端移動時,氣缸左端工作室(腔)增大而壓力降低,此時吸氣閥4打開。在大氣壓力的作用下,空氣被壓入氣缸內(nèi),這一過程稱為吸氣過程。當活塞向反方向移動時,吸入的氣體被壓縮,稱為壓縮過程,此時,吸氣閥關閉。當氣體壓力增加到排氣管的壓力后,排氣閥5即被打開,壓縮氣體被排入排氣管內(nèi),這個過程稱為排氣過程。至此,完成了一個工作循環(huán)?；钊倮^續(xù)運動,則上述工作循環(huán)將周而復始地進行,以完成壓縮氣體的任務。

在活塞式空壓機的后面,都必須裝置一個貯氣筒。它是一個用鋼板做成的堅固容器,其容積至少要比空壓機汽缸的容積大20倍。它的功用主要是減小壓縮空氣壓力的變動。壓力的變動是由于空壓機排送壓縮空氣的不連續(xù)性引起的。其次,貯氣筒還能收集壓縮空氣里所攜帶的水分和潤滑油?？諝鈮嚎s機產(chǎn)生的壓縮空氣主要用作助燃氣或載氣使用。

二、空氣壓縮機的維護保養(yǎng)1．空氣壓縮機的維護保養(yǎng)（1）使用前應檢查管路接頭是否漏氣,電路連接是否良好,潤滑油量是否正常,螺栓是否緊固。

（2）空壓機所用潤滑油應定期更換,進氣口空氣濾清器應定期清洗。（3）要注意對氣缸、運動機構(gòu)等部位的潤滑。（4）使用完畢,應立即切斷電源。（5）要有良好、可靠的接地。2．空氣壓縮機常見故障的排除空氣壓縮機常見故障、產(chǎn)生原因及排除方法見表7－1。

1.進氣咀;2.濾網(wǎng);3.擋油板;4.進氣咀O型密封圈;5.旋片彈簧;6.旋片;7.轉(zhuǎn)子;8.泵身;9.油箱;10.1號真空泵油;11.排氣閥片;12.放油螺塞;13.油標;14.加油螺塞;15.氣鎮(zhèn)閥;16.減霧器;17.手柄;18.軟接器。圖7—2真空泵的結(jié)構(gòu)二、真空泵的維護保養(yǎng)真空泵的維護保養(yǎng)應從以下幾個方面進行：（1）添油長期工作的泵,應經(jīng)常注意是否有足夠的油量,油量不足會影響泵的性能甚至損壞機件,若發(fā)現(xiàn)油面低于油標中心,則應加油。

（2）換油

泵經(jīng)使用,泵油可能摻入灰塵、水份或其它污物,為保證泵的性能,泵應定期換油。換油順序為：①由放油孔處放盡污油；②從吸氣口注少量清潔泵油,然后啟動泵運轉(zhuǎn)稍許,再放油,如油仍不清潔,可再重復注入數(shù)次,直至泵腔內(nèi)的油清潔為止。

（3）調(diào)整皮帶工作日久,皮帶將松馳,影響拖動效果,此時應調(diào)整電機位置,使皮帶松緊適宜。使用中皮帶應避免與油接觸,以免打滑和損壞皮帶。

（4）更換密封圈密封圈長期使用磨損，可能使泵漏油,此時應更換。（5）清洗過濾網(wǎng)泵長期使用，過濾網(wǎng)會有許多顆粒雜物附著影響抽速，故應經(jīng)常清洗。

第三節(jié)

氫氣發(fā)生器

氣體發(fā)生器以其安全性好,性能穩(wěn)定,使用方便，所得氣體純度高等特點,得到了越來越多的應用。尤其是在氣相色譜分析中，逐步取代高壓氣瓶作為氣相色譜儀的氣源。同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、原理及維護情況基本相同。

一、氫氣發(fā)生器的結(jié)構(gòu)、原理常用的GCD－300B型全自動高純度氫氣發(fā)生器如圖7－3所示。該儀器具有如下特點：(1)程序控制：儀器的全部工作過程均由程序控制完成,氫氣流量可根據(jù)用量實現(xiàn)全自動調(diào)節(jié),程序控制系統(tǒng)自動顯示壓力、流量、自動恒壓、恒流及故障顯示。(2)產(chǎn)氫濕度低：采用了膜分離技術及有效的除濕裝置,因而降低了原始濕度,持高了氫氣的純度。圖7—3GCD—300B型氫氣發(fā)生器

(3)操作方便：使用時只需按動開關,即可產(chǎn)氫,可連續(xù)使用,也可間斷使用,產(chǎn)氣量穩(wěn)定,不衰減。(4)安全可靠：配有安全裝置,靈敏可靠。儀器各部位名稱及功能如圖7－4所示。儀器的工作原理是以電解法產(chǎn)生氫氣,用氫氧化鈉水溶液為電解液,以貴金屬做電極,采用膜分離技術將氫氣和氧氣徹底分離,并在電解池中采用了過渡族金屬催化技術,使產(chǎn)氫純度含氧量小于3ppm。

儀器程序控制采用了高靈敏度、模糊控制自動跟蹤系統(tǒng),取消了穩(wěn)壓閥,實現(xiàn)了自動恒壓、恒流,使壓力穩(wěn)定性小于0.001MPa,并可根據(jù)色譜儀所需氫氣用量的大小實現(xiàn)氫氣流量的全自動調(diào)節(jié),當停止用氣時,儀器自動停止產(chǎn)氫,因此杜絕了系統(tǒng)超壓的現(xiàn)象,以保證安全。

二、氫氣發(fā)生器的維護及使用注意點1.儀器的維護及使用注意點（1）儀器使用前的自檢、空載時間不宜過長（5～10分鐘）。（2）儀器使用前應檢查各部位是否正常并將排空閥(見圖7－４)擰緊。（3）儀器工作完畢應及時關閉電源開關,打開排空閥,使壓力表降至為“0”；

（4）定期檢查過濾器中的硅膠是否變色,如變色應及時更換或再生。其方法為：擰開過濾器上蓋,取出內(nèi)桶更換硅膠。然后用脫脂棉將內(nèi)桶口塞緊,將其放入過濾器內(nèi),擰緊上蓋,并檢查是否漏氣。

（5）儀器使用一段時間后,電解液會逐漸減少,當電解液位接近下限時,應及時補水,每次只需加入二次蒸餾水即可,加液或加水時液位不要超過上限,也不能低于下限。（6）當電解液變渾時應更換電解液。（7）儀器切勿在壓力為“0”時空載運行。（8）儀器如需搬運時應將儲液桶中的電解液用洗耳球吸出,裝好內(nèi)蓋后將上蓋擰緊,以免在運輸時電解液外溢,對儀器造成損壞。2．氫氣發(fā)生器常見故障的排除氫氣發(fā)生器的常見故障、產(chǎn)生原因及排除方法如表7－3所示。圖7－5GCN1300型氮氣發(fā)生器

（3）強制循環(huán)：電解液強制循環(huán)，工作時電解池散熱良好，停機后電解液全部回至儲液桶內(nèi)，因此有效地杜絕了過液現(xiàn)象（4）操作簡單：只需啟動電源開關，儀器即可正常工作。（5）使用方便、壽命長：使用時只需二次蒸餾水即可，免除運輸、搬運鋼瓶之累；儀器可連續(xù)使用，也可間斷使用，產(chǎn)氣純度穩(wěn)定，產(chǎn)氣量穩(wěn)定，不衰減。（6）安全可靠：配有安全裝置，靈敏可靠。（7）降低濕度：采用了超高式量滲透膜分離技術,有效地降低了原始濕度,并能在停機后自動排出水分。采用了金屬聚合物除濕及兩極吸附,使氮氣純度大大提高。（8）三極催化：除電解池中兩極催化外另配有第三極催化，催化劑選用新型貴金屬，使含氧量低于使用標準。儀器各部位名稱及功能如圖7-6所示。儀器的工作原理是以純凈的空氣為原料,以氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液為介質(zhì)，電解池采用PCNA載體和貴金屬催化物，利用電解水進行脫氧?？諝庵械难踹M入電解池中分離，在陰極經(jīng)物理化學催化吸附，最后從陽極析出，這樣電解池陰極側(cè)剩下的只是氮氣。

潔凈的空氣在電解池陰極側(cè)的物理化學吸附作用下，氧氣不斷通過分離隔膜進陽極側(cè)，氧氣隨電解液流入儲液桶，并放空。經(jīng)過兩級電解池處理，陰極側(cè)只剩下氮氣。氮氣從電解池流出后，進入催化器脫除殘余氧，在通過超高式量滲透膜、金屬聚合物、兩極吸附，除去氧氣中的雜氣、水分等雜質(zhì)，經(jīng)氮氣出口即可提供純凈、可靠的氮氣氣源。

程序控制系統(tǒng)可根據(jù)氮氣使用量的大小實現(xiàn)氮氣流量的全自動調(diào)節(jié)，氮氣純度、流量、壓力極為穩(wěn)定。工作結(jié)束后，關閉儀器電源開關，電解液全部自動回至儲液桶，滲透膜將雜質(zhì)自動排出，下次工作時只須打開電源開關即可重復以上全部過程。二、氮氣發(fā)生器的維護及使用注意點1．儀器的維護及使用注意點(1)儀器使用前應檢查各部位是否正常。(2)儀器工作完畢應及時關閉電源開關，打開排空閥，使壓力表降至為“０”。(3)定期檢查過濾器中的硅膠是否變色，如變色應及時更換或再生。其方法為：擰開過濾器上蓋，取出內(nèi)桶更換硅膠，然后用脫脂棉將內(nèi)桶口塞緊，將其放入過濾器內(nèi)，擰緊上蓋，并檢查是否漏氣。

(4)儀器使用一段時間后，電解液會逐漸減少，當電解液接近下限時，應及時補水，每次只需二次蒸餾水即可，加液或加水時液位不要超過上限，也不能低于下限。(5)當電解液變渾時應更換電解液。(6)儀器切勿在壓力為“0”時空載運行。(7)儀器如需搬運時應將儲液桶中的電解液用洗耳球吸出，裝好內(nèi)蓋后將上蓋擰緊，以免在運輸時電解液外溢，對儀器造成損壞。2.氮氣發(fā)生器常見故障的排除氮氣發(fā)生器的常見故障、產(chǎn)生原因及排除方法如表7-4所示。

圖7—7典型的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源

當負載電流IL或輸入電壓Ud變化使輸出電壓U0增加時，則取樣電壓相應增加，與基準電壓UＺ的差值隨之相應增加，這個直流信號經(jīng)放大后使增大，=下降，調(diào)整管T1的基極電位下降，使減小，使減小，顯著減小()而使調(diào)整管的管壓降增大，于是輸出電壓U0下降，從而保持穩(wěn)定。上述自動調(diào)整的穩(wěn)壓過程可簡單表示如下：

同理，當IL或Ud變化引起U0減小時，通過自動調(diào)整將使減小，從而保持U0穩(wěn)定。

應該指出，上述電路還不夠完善。因為在串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源中，全部負載電流都流過調(diào)整管,如果由于使用不慎使輸出短路或者過電流時,調(diào)整管將流過很大的電流，而且?guī)缀跞空麟妷篣d都加在調(diào)整管c~e之間,很容易使管子損壞。為此在許多情況下要考慮過載保護問題。過載保護的原理是：當負載電流超過規(guī)定數(shù)值時，會自動地限制輸出電流的大小或切斷電路，使整流管免遭損壞。一旦外電路故障排除，電路又會恢復工作。圖7－8所示為實驗室用某晶體管穩(wěn)壓電源電路，其中R8、D6、T7即組成最簡單的保護電路。工作正常時，R8兩端的壓降較低不足以克服T6和D6的死區(qū)電壓，則保護管T-6截止，對穩(wěn)壓電源工作沒有影響；當負載電流加大到使=―R8Iemax≈0.7V―2Iemax≈-0.2V時，T6管開始導電，使調(diào)整管的電流減小，從而起保護調(diào)整管的作用。圖7—8實驗室某晶體管穩(wěn)壓電源電路原理圖

二、穩(wěn)壓電源的維護及使用注意點(1)機器應放置在無強光直射、烈日暴曬并且通風良好的位置，環(huán)境溫度在35℃以下。(2)交流電源電壓應為210～230V。(3)應先開機調(diào)節(jié)所需電壓，然后再接負載，切勿在不明輸出電壓的情況下先接負載，盲目開機。(4)機器在正常工作時，切勿任意撥動電壓分