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色谱仪常用电气部件 电机

气相色谱(GC)

  • 色谱仪常用电气部件 电机




    电机(Motor)在色谱仪中是很常见的电气部件,仪器的运动部分(例如HPLC中的光栅、自动进样器、GC中的柱箱风扇电机、后开门电机、自动进样器)的驱动,一般都由电机来实现。



    电机的形制多种多样,外观、驱动原理和功能也各不相同。电机驱动系统一般会有齿轮、皮带等辅助传动部件。



    下面列举一些常见的电机:



    1 交流电机



    常见于GC的柱箱风扇的驱动,用于保持柱箱内温度均匀。



    柱箱风扇电机一般是匀速运动的。电机的工作状态比较简单和单一,GC系统运行后,电机一直工作,转速不变。



    我们常用的是交流单相电机,电机一般会带有一个启动电容。如果电容损坏,电机不能转动。



    这种电机的故障率较低,性能较为可靠。一般供电电压是交流220V,电源故障一般是电机不能转动的主要原因。



    下面是电机的图片,图中左侧为启动电容。





    特点

    注意观察,电机的电源线一般只有两根(或三根),即交流220V输入。



    这是一种“开环”工作的电机,GC系统只提供给电机工作电压,让电机连续工作。换句话说,系统给这种电机发出的指令,就是转或者不转。



    至于电机是否正常匀速运转,GC系统是不知道的,也不做直接的转速监测(系统通过检测仪器的其他状态,例如温度,来判定电机是否工作正常)。









    2 轴流风机



    轴流风机常见于仪器线路板或者检测器部件的散热部分(例如LC泵、线路板、GC线路板、GC-FPD检测器的散热),主要功能是散发仪器工作时产生的热量,使得仪器不会过热。



    可以类比一下交流电机,轴流风机的工作状态一般也是连续匀速运转。其常见的供电电压是直流24V



    电机只有两根电源线,也是开环工作的,即系统并不监测风机的运行状态。也是一种转或者不转类型的电机。一般的,系统通过检测过热来判定轴流风机是否存在问题。



    这种电机的可靠性也较好,常见的故障是,电机轴承污染或者磨损造成的电机不能转动,和供电电压问题。
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  • 安平

    第1楼2013/05/07

    应助达人

    3 步进电机





    步进电机是最为常见的电机,常见于HPLC泵的驱动、GCHPLC自动进样器驱动、GC柱箱后开门驱动。



    可以大概看出,步进电机一般会用来做精细动作的控制。



    步进电机也是工作在直流电源下的,但是步进电机的供电和轴流风机迥乎不同。



    我们先看一下步进电机的图片。







    可以看到,步进电机的电源供电部分是多根导线(本例是6根),可以想见供电情况是比较复杂的。



    实际上,电机内部有多组驱动线圈,系统轮流给多组线圈加载直流脉冲,使得电机运转,电机的动作是分步执行的。可以联想一下我们常见的石英钟秒针的动作,颇有些类似。



    由于计算机技术的发展,GC或者HPLC系统给出的直流脉冲可以是确切已知和准确可控的,那么步进电机的动作就可以比较精细。这也是其常用于自动进样器这种动作要求较高的场合的原因。



    有些步进电机内部还有齿轮变速机构,使得控制更加精细。总体上,和相同功率的直流电机相比,步进电机的结构更复杂,外形比较笨重。



    不过需要注意,步进电机仍然是开环工作的,虽然系统发出了比较精细的指令,电机是否严格按照指令工作(不能准确工作的原因也可能来自传动机构,比如皮带或者传动轮),系统是不太清楚知道的。



    即步进电机的运转是“精细”,但未必“准确”的。







    这一点对于自动进样器系统十分重要,由于系统的复杂,动作要求准确度和精细程度均比较高。电机和传动系统积累性的误差、运行错误会带来严重的问题。例如进样器不能找到进样瓶、进样针不能识别和正常运动。



    所以,步进电机往往需要位置传感器配合使用。某些仪器带有步进电机工作状态的检测机构,实时监测电机的工作状态。例如,系统给出电机运行一周的指令,电机运行过程中,系统中的位置传感器会不断检测电机系统的运转位置,如果电机运行错误,会发出报警。例如HPLC泵的原点检测,自动进样器的运动分步检测。



    可以认为,这样的步进电机系统是工作在“准闭环”状态下的,确保电机系统动作的准确。

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  • 安平

    第2楼2013/05/07

    应助达人

    4 直流电机

    在色谱仪器中,我们还可以见到如下图所示的直流电机。


    引线结构也是非常简单,只有一对直流输入电压。那么可以想见,系统对其的控制是比较简单的,就是转或者不转。


    注意一下,电机齿轮部分由一个带有很多刻线的透明塑料盘,这就是计步部件。结合位置传感器,系统就可以比较精细的来控制电机转动的角度,从而控制电机驱动部件的位置。由于其体积较步进电机小,重量也轻得多,在快速控制的时候,惯性较小,控制方便。


    也可以用于自动进样器的场合。


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  • richies

    第3楼2013/05/08

    步进电机就是伺服电机吧

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  • 雨木霖

    第5楼2013/05/08



    这个风扇貌似是比较老式的电脑或者电脑机箱用的8025。

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  • 安平

    第6楼2013/05/08

    应助达人

    简单说,使用步进电机,电机是否正常运转,控制系统是不知道的。

    要求高的场合需要闭环工作。

    伺服电机是闭环工作的。

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  • 安平

    第7楼2013/05/08

    应助达人

    轴流风机在PC或者笔记本上很常见的。

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  • 老多_小多

    第8楼2013/05/08

    仪器上的好像比电脑上的耐用多了

    安平(byron1111) 发表:轴流风机在PC或者笔记本上很常见的。

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  • 阿宝

    第9楼2013/05/08

    不过那个外形确实很像 电脑主机里面的风扇
    电脑主机里面的风扇 很容易出问题

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  • 安平

    第10楼2013/05/08

    应助达人

    都是轴流风机,结构和原理都是相同的。


    但是仪器使用的都是工业品,不是商用品。可靠性比PC用的轴流风机要高。

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