拆解岛津C-R7A色谱数据处理机，排除焦糊气味故障

sc360xp

2016/07/07

私聊

液相色谱（LC）

色谱数据处理机是介于记录仪与工作站之间的一款产品，见过和使用过的人不多。岛津C-R7A色谱数据处理机采用嵌入式微处理器、液晶显示屏一体化数据处理机，使用BASIC语言编写程序，3寸软磁盘存储数据，可以实现对色谱仪的控制（例如：控制顶空的功能）。在当时，其液晶显示屏的人机界面及其对外部设备控制功能让人耳目一新。该仪器皮实，实验室做一些简单的分析使用。前不久开机工作时，有焦糊的味道散发，拆开来检修并作一些分析介绍，与坛友们分享这台经典机器的内部结构和原理。
一、仪器外观
正面，有点像一台早期的笔记本电脑：

后部的接口：

看标签，这台仪器是日本原厂生产：

专用通讯信号插头，接色谱仪输出的模拟直流电信号：

上方2ch BOARD是控制外部仪器（顶空）的插口，下方是采集（输入）色谱仪信号插口，结构都比较简易：

取下仪器观看：

这是底板，小螺丝比较多：

其它细节：

铭牌上标明型号C-R7Ae plus，注明是CHROMATOPAC(色谱组件)：

电源开关在小匣子内，防止误动作：

屏幕亮度和对比度调节电位器：

键盘是简化型：

两只3寸软驱，右边的软驱在开机前，插入系统盘再开机，导入系统；左边的软驱存储数据用：

二、拆机顺序（不感兴趣的坛友可以飘过本段）
先卸下两侧四颗固定螺丝：

把显示器下方盖板拨开：

再卸下3颗固定螺丝，傍边槽内是主板电池：

主板电池及BIOS开关：

取下后盖板：

拆下底盘塑料包边的固定螺丝：

将塑料包边向两边拉开：

再拆下中部底板上两颗固定螺丝：

取下显示屏及键盘：

这是键盘的背面：

各部分名称：

三、内部主要元件解析
早期的数据处理机，实质是集成了数据采集卡（或外设控制卡）和运用程序的定制微机系统（按照现在的观点，是低端微机系统）。其电路结构示意图如下：

1、电源
采用两只工业用开关电源（24V/2.1A，5V/6A），而不是PC机通用标准AT或ATX电源，这就可以看出机器“太古老了”：

2、主板
看主板上芯片的时间判断，这台仪器生产时间是1997年：

微处理器采用N80C186 16位CMOS嵌入式微处理器芯片：

两只KYOCERA（日本京瓷公司）晶振，频率20MHz和16MHz，很低呵！

这是本机的两只静态存储器R0M，固化有BOOT程序（系统引导文件）：

动态随机存储器RAM采用富士通公司MB81464-12，每片只有262144字节，少得可怜：

内存条MB814400A-70PZ是焊在主板上的，每根1M，共4M，现在的年青人不能想像，这么少！

三只PALCE16V8H-25是EE CMOS零功耗的20引脚通用可编程阵列逻辑IC：

三菱公司I/O控制芯片M66212P：

TEL（东京电子）公司的I/O控制芯片TE7730：

三菱公司I/O控制芯片M66500FP:

XSC 624A5P54（MN53030XSC）印有岛津公司logo，不知道是什么芯片，电路板中还有2片印有岛津公司logo的其它芯片：

楼下继续，请移步观看！

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第1楼2016/07/07

（接楼上，继续发）
3、数据采集电路及外部设备控制板
数据采集电路制作在主板上，插口比较简易：

为了保证稳定和精度，给数据采集电路单独提供±15V电源的DC-DC变换器ZW1R5：

VFC320BG是美国BURR-BROWN公司生产的精密单片压频转换器件,构成A/D转换电路；
AD T730是温度传感器，芯片内部集成了一个用于温度监测的带隙温度传感器和一个１３位Ａ/Ｄ转换器，是一个完整的温度监测系统；
6N137是一款用于单通道的高速光耦合器，作为线路电气隔离用；
CP CLARE（克莱尔）PRMA1A05B是干簧继电器；
74HC157是四路2输入多路选择器：

数据采集电路的“ZERO”和“SPAN”微调电位器：

外部设备控制板是一块独立的电路板，插口比较简易，上面同样也有一块独立供电的±15V电源DC-DC变换器：

外部设备控制板上的元件与数据采集电路差不多，但VFC320BG在这里构成D/A转换电路：

4、数据读写
采用两只三菱电机公司3寸软驱：

5、拆显示器
拨开转轴护盖：

卸下这颗固定螺丝，其余螺丝不要动：

在卸完左右两个转轴固定螺丝后，小心取下前板：

这是高压电路，给显示屏照明灯管提供驱动电源：

这是电位器，调节对比度：

两只74AC245PC作总线收发器：

取下液晶面板：

液晶面板背面，看来早期黑白液晶显示板的驱动电路都是比较复杂的：

两边的电路板用13根双绞银线连接，有点奢华啊!

在这里，看到夏普的标识：

6、散热风扇，使用24V直流，日本NMB（美蓓亚）中国公司生产，运转正常，噪声很低：

7、打印机
采用A4幅面连续纸热敏打印机，打印电缆同时从主机取电，没有单独的电源线：

平时不用打印机，操作杆放置在“RELEASE”（打印头释放），需要打印时，将操作杆推到“HOLD”位置（打印头接触）:

四、焦糊气味故障原因
在电源插座附近的底板上，发现有油污迹，分析是从一体化电源插座内部溢出的：

油状污物从缝隙处流出：

电源插座内部集成了抗干扰电路（EMI滤波器），电路图标示在外壳上，这是1996年第36周，瑞士生产的：

拆开看看损坏的原因。这种集成EMI滤波器的电源插座，内部是灌封的，只能破坏性拆解，剥离金属外壳：

继续暴力拆解：

剥离出的元件，一个扼流圈，三只电容及接线柱：

内部损坏的是这只大个的差模滤波电容（0.047μF/250V，CX2等级），一端引线处已经烧毁，还有焦臭气味，这种故障本人是第一次见到：

该电容另一引线端是好的：

五、排除故障
找不到原装的电源插座或相似插座，从一台报废的计算机开关电源上，拆一个带EMI滤波电路的电源插座：

电源插座负荷能力核算：本仪器两个开关电源总功率80.4 W（24V×2.1A+5V×6A），该计算机开关电源额定功率230W，足够没问题。

焊好接线，装在机架上：

将仪器装还原，开机运行2小时，正常工作，没有问题：

结束语：
仪器集成EMI滤波器的电源插座故障比较罕见，主要原因是原件质量问题。对于有焦糊气味的故障，需要细心查找，可贴近元件用鼻子嗅。未查明原因前，切记不要强行开机，避免故障扩大。各大仪器公司早期的数据处理机，都是自成系统，互不兼容，PC机也不能使用其程序。之后逐步完善和提高，并演化为工作站，功能更加完善和强大。市场上第三方色谱工作站的异军突起，推动了图谱处理水平的提高和资源共享，降低了运行费用，条件允许时，值得选用。