红外加热灯管发光测试

[b]作者：[/b]丁延伟，[color=#2d374b]中国科学技术大学理化科学实验中心副主任。[/color]美国TA公司的热重仪采用红外加热的方式来改变实验过程中的温度，在用的采用这种形式加热的仪器型号主要有TGA 2950热重仪、TGA Q5000IR热重仪、Discovery TGA热重仪和TGA5500热重仪。在这类仪器的加热炉中采用4根均匀放置的红外灯管进行加热，在红外灯管与样品吊篮为石英玻璃材质的内衬管（图1 ）。在仪器的长期使用过程中，红外灯管的寿命会随使用时间的延长而逐渐衰减。另外，实验时的分解产物也会与石英内衬管产生反应，时间久了会造成内衬管的损害甚至破损。长期使用的红外灯管会造成亮度下降，石英内衬管破损也会引起炉体的严重污染，会导致仪器实际达到的温度下降、测量温度不准确等后果。因此，应定期更换热重仪内衬石英管及红外灯管以保证仪器的正常工作。由于更换灯管和石英管的工作十分繁琐并且具有一定的风险，通常情况下这些工作由仪器公司的工程师来完成。现在实验室在用的这种类型的仪器保守估计有几百台，并且每年还在以上百台的速度快速增长。为了使仪器高效、正常地工作并节省实验室的运行成本，仪器使用者有必要掌握这种操作。在本文中，作者拟结合实验室的TGAQ5000IR热重仪介绍石英内衬管及红外灯管的更换方法，希望能够对类似的仪器使用者在遇到类似的问题时起到借鉴的作用。[align=center][img=,428,344]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171008201476_8259_3224499_3.jpg!w428x344.jpg[/img] [/align][align=center]图1 红外加热炉结构图（图片来自TA公司网站）[/align]1.从仪器主机上拆下加热炉将加热炉从图2的位置降至最低位置，使用仪器附带的合适尺寸的六角扳手拆下加热炉，一共三个半圆形的螺丝，拧松即可，不要把螺丝取下，然后可以把炉子拔下来。[align=center][img=,204,270]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171008293195_8750_3224499_3.jpg!w204x270.jpg[/img][/align][align=center]图2 取下之前的加热炉[/align]2.将取下的加热炉小心地放在操作比较方便的工作台上（图3）。[align=center][img=,368,489]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171008422215_8982_3224499_3.jpg!w368x489.jpg[/img][/align][align=center]图3 拆下的加热炉[/align]3. 用仪器附带的六角扳手小心地拆下仪器外壳的螺丝，注意先拆下部的螺丝（图4）。[align=center][img=,248,329]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171008513576_9190_3224499_3.jpg!w248x329.jpg[/img][/align][align=center]图4 拆下上盖的加热炉[/align]4. 清理上盖的污染物（图5）。[align=center][img=,232,308]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171008587726_9841_3224499_3.jpg!w232x308.jpg[/img][/align][align=center]图5 拆下的加热炉上盖[/align]5. 按照顺序取下加热炉上部的灯管（图6）。用记号笔记下每个灯管底座对应的编号，注意不要把对应的底座搞错顺序。[align=center][img=,300,395]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171009067906_207_3224499_3.jpg!w300x395.jpg[/img][/align][align=center]图6 取下灯管的加热炉[/align]6. 检查取下的灯管是否工作正常。用万用表测量灯管的电阻，正常的灯管的电阻在3.8欧姆左右（图7）。[align=center][img=,224,294]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171009152156_752_3224499_3.jpg!w224x294.jpg[/img][/align][align=center]图7 测量灯管的电阻[/align]7.清理灯管外部的污染物（图8）。如果灯管的电阻在正常范围内，可以清理表面的污染物后继续使用。[align=center][img=,260,345]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171009237335_7158_3224499_3.jpg!w260x345.jpg[/img][/align][align=center]图8 取下的灯管[/align]8. 拆下炉体底部的螺丝（图9），使炉体与外壳分离。[align=center][img=,252,331]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171009313565_1724_3224499_3.jpg!w252x331.jpg[/img][/align][align=center]图9 拆下炉体底部的螺丝[/align]9. 由于底部有不少与仪器主机相连的连线，在拆卸底部螺丝时尤其需要小心，使底部外壳与炉体保持一定的距离即可（图10），不要把底部的外壳取下。[align=center][img=,256,336]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171009406315_8420_3224499_3.jpg!w256x336.jpg[/img][/align][align=center]图10 拆下外壳后的炉体[/align]10. 用仪器附带的合适尺寸的六角扳手取下出气口的金属罩（图11）。[align=center][img=,268,352]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171009478305_4684_3224499_3.jpg!w268x352.jpg[/img][/align][align=center]图11 取下出气口的金属罩 [/align]11. 用合适的六角扳手（这种工具仪器公司没有配），将固定炉体的四个长螺杆取下（图12）。取下时最好有其他人协助，以免炉体突然分离。[align=center][img=,244,322]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171009553296_6400_3224499_3.jpg!w244x322.jpg[/img][/align][align=center]图12 取下固定炉体的四个长螺杆[/align]12. 清理取下的炉体上的污染物，小心取下破损的石英管和炉体连接部分的O形圈，如果O圈有污染也应进行清洗（图13-图15）。[align=center][img=,360,271]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171010028836_8762_3224499_3.jpg!w360x271.jpg[/img][/align][align=center]图13 炉体下半部分[/align][align=center][img=,328,245]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171010106295_3935_3224499_3.jpg!w328x245.jpg[/img][/align][align=center]图14 炉体上半部分[/align][align=center][img=,244,322]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171010207815_4800_3224499_3.jpg!w244x322.jpg[/img][/align][align=center]图15 破损的石英管[/align]13. 将炉体的上班部分（一共三部分）放在合适尺寸的容器中，加入酒精后超声清洗。酒精的高度注意不要与炉体的密封垫接触（图16、图17）。[align=center][img=,252,332]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171010298275_7956_3224499_3.jpg!w252x332.jpg[/img][/align][align=center]图16 超声清洗炉体上半部分[/align][align=center][img=,380,504]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171010373576_9190_3224499_3.jpg!w380x504.jpg[/img][/align][align=center][img=,444,587]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171010512725_3351_3224499_3.jpg!w444x587.jpg[/img][/align][align=center]17 清洗后的炉体上半部分[/align]14. 炉体下半部分不建议用超声清洗，用镊子夹取酒精棉小心擦拭，注意酒精不要流到电线上面。[align=center][img=,312,410]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171010595156_3511_3224499_3.jpg!w312x410.jpg[/img][/align][align=center]图18（a）清洗前的的炉体下半部分[/align][align=center][img=,304,404]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171011084125_7305_3224499_3.jpg!w304x404.jpg[/img] [/align][align=center]图18（b）清洗后的的炉体下半部分[/align]15. 将O形圈和新的石英管、灯管、外壳按照以上相反的顺序装回去。注意在拧紧螺丝时不要把石英管拧碎。