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剖析泰林HTY-DI 1000 TOC分析仪紫光灯电路，检修读数很低故障

sc360xp

2016/09/26

私聊

水质检测

一台泰林HTY-DI1000 TOC分析仪，实验员反映读数很低且不正常，不能工作了。一年前，就断断续续有此问题，曾请厂家维修人员来检查，但来的两个年青小伙子没打开机器，说螺丝扭不动，就走了。
想办法取下机器固定螺丝（实际是锈蚀问题），开机检修。

一、仪器检测原理
仪器外观：

厂家说明书上的图太简单粗糙，自己绘出该仪器检测TOC原理示意图：

TOC检测原理：仪器采用紫外线照射及在催化剂二氧化钛作用下氧化的原理，将样品中的有机物氧化为二氧化碳，使用电导率传感器检测二氧化碳。通过测试经氧化反应后的样品中的总碳（TC）含量和未经过氧化反应的样品中的总无机碳（TIC）的含量差值来测定总有机碳含量。
总有机碳（TOC）=检测总碳（TC）-检测总无机碳（TIC）
这种紫外光氧化原理的TOC检测仪，价格相对较低，使用范围有局限，适用于药厂及半导体芯片工厂测试纯水、去离子水和注射用水的有机碳含量，清洗验证，监测在线循环清洗等。

二、故障现象初步分析
读数很低且不正常，其余流程正常：

根据仪器检测公式：
总有机碳（TOC）=检测总碳（TC）-检测总无机碳（TIC）
总有机碳（TOC）数值很低，说明试样中的总碳（TC）与总无机碳（TIC）数值很接近，含量差值很小。有可能是仪器紫外线氧化故障，没有将样品中的有机物氧化为二氧化碳，或氧化量很小。故障部位可能在紫光灯点燃及控制系统。

三、拆机顺序
先卸下进样及排液口：

取下吸液管、排液胶管：

取下背面5颗固定螺丝：

移开后背，再取下外盖上部两颗螺丝：

底部的螺丝较多，取下箭头指示的10颗固定螺丝：

移开外盖，看见内部的元件结构：

蠕动泵下面是大功率步进电机，提供足够的动力：

蠕动泵顺时针旋转，三根粗粗的泵立柱芯将胶管中的液体挤出去（喷墨打印机吸墨泵也是这种结构），同时从吸入口吸入液体：

四、查找故障部位
这是控制设备的2号电路板，紫光灯控制电路在右边：

紫光灯驱动电路装在铝盒内：

取下与2号电路板与驱动电路铝盒连接的控制线插头：

在开机检测状态下，测量控制线插头，没有电压，说明故障出在紫光灯电路部分：

五、紫光灯电路分析并检测故障
1、紫光灯驱动电路
取下紫光灯驱动电路铝盒：

驱动电路比较简单，采用双管Royer电路：

驱动电路板背面：

把紫光管也取出来：

这是冷阴极紫光灯管，直观看不出毛病：

根据紫光灯驱动电路板，绘出紫光灯驱动电路图：

紫光灯驱动电路工作原理：使用12V直流电源，Q1Q2和变压器等元件组成Royer（自激振荡）电路，将低压直流电变换为几十KHz约300多伏的高频交流电，点燃冷阴极紫外线灯管。 D1是防反接二极管，C1是滤波电容，L1是续流电感。该电路简单，成本低廉，没有电流恒流控制。为了确保氧化效果，厂家建议连续使用6个月更换灯管。
目测并用万用表检查各元件无异常，FB1保险管位置接入一根铜丝！！！，有这样省钱的吗？（或省事）：

振荡及升压变压器：

振荡三极管采用D1616AG（NPN,1A，60V,750mW）：

将氧化盒（驱动电路）与紫光灯连接好，外接12伏直流电源（注意+-极性），亮了，刚开始，气体放电在电极端：

几分钟后，紫光灯光全亮（注意，不要长时间注视！），说明紫光灯驱动电路无故障：

2、紫光灯控制电路
取下2号电路板，右边是紫光灯控制电路，拆卸时注意把板上的各个插线头编号，便于装回去：

电路板背面，焊接水平不敢恭维：

这是给紫光灯驱动电路（氧化盒）提供电源的MOS管（起电子开关作用），管脚上的三个大锡珠——吓一大跳，以为是工作温度高、焊锡融化聚珠的现象，仔细检查，不是聚珠现象，没有短路，精密仪器哪有这样的焊工！本人是第一次见：

根据电路板，绘出紫光灯控制电路图如下：

紫光灯控制电路工作原理：2号电路板（驱动板）上的单片机AT89C52（在本仪器电路中属于下单片机），当检测仪执行检测工作程序时，通过75HC245（三态输出八路收发器，这里用作光耦驱动器）向光耦TLP521-4发出接通紫光灯电源信号，Q4导通、其集电极为高电位，MOS管IRF540N导通，给接线柱J4接通电源地，这样+12V和电源地都通过J4接到紫光灯驱动电路的CN1端，紫光灯驱动电路开始工作。当检测完毕，仪器返回主界面时，单片机发出停止信号，Q4及MOS管均截止，接线柱J4只有+12V，缺少电源地，紫光灯驱动电路停止工作。
将电路板装回去，给仪器通电，对照上面的紫光灯控制电路图，在线测量，黑表笔按照下图地点接，红表笔量各点：

在线测量情况如下：

在线测量结果说明，紫光灯控制电路是好的，功能正常。
六、确定故障根源、排除故障
紫光灯驱动电路和控制电路都是好的，问题出在哪儿？根据上面万用表测量控制线插头，没有电压的情况，怀疑连接线有问题（之前没怀疑，是因为线粗，插拔时没感觉到有异常）。取下紫光灯控制电路与氧化盒（驱动电路）之间的连接线，反复检测插头，果然是氧化盒端插头的棕色线头接触不良：

拆开插头，里面的多股铜电线采用压接，没压接好，接触不良：

用锡焊好，装回去：

接通线路，紫光灯恢复工作了：

将紫光灯装回到氧化盒中，工作情况：

将仪器装还原，试机，正常了：

七、吐槽（为了国产仪器进步说两句）
面对如此低级但花费大量精力排查故障的原因，不得不吐槽几个小问题，忠言逆耳，希望厂家改进（或许现在的型号已经改进）。建议：
1、仪器内部结构应进一步优化，各部分尽量能独立拆卸，便于检修；
2、排线比较杂乱，插接头多，应在走线上理顺下功夫，对应插头插座编号，方便检修复原；
3、PCB板锡珠、渣滓较多，焊接工艺有待提高，洗板工序不应少（或认真清洗）；
4、接插件应该是厂家自己制作的，压接工艺，不同的工人制作水平参差不齐，时间长了容易出毛病，最好采用焊接；
5、打印机并口内部与紫光灯电源线没有距离，压迫电源线，是一个隐患；
6、机器固定螺钉已经采用不锈钢材质，但另一端的螺母采用铁质，也应采用不锈钢材质，避免出现锈蚀后拆不下螺丝的情况。
该仪器是2000年9月生产的，购买价格不低。当时的制造理念和管理水平与国外大仪器公司比，还有相当的差距。但愿这几年距离在缩短，让用户用上性价比高的国产好仪器。

分
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