旋光儀是測(cè)定物質(zhì)旋光度(角度)的儀器，可以分析物質(zhì)的濃度、含量、純度等,已經(jīng)廣泛應(yīng)用在制藥、制糖、石油、食品、化工、醫(yī)療等行業(yè)的生產(chǎn)、檢驗(yàn)和科研部門。
現(xiàn)以使用最為普遍的上海物理光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的WZZ-1、WZZ-2型自動(dòng)指示旋光儀(以下簡(jiǎn)稱旋光儀)為例,對(duì)其電路基本原理及常見(jiàn)故障修理方法介紹如下。
一、旋光儀的電路原理
旋光儀的電路原理框圖如圖1。
鈉光燈在交流供電下起輝燃亮 , 然后由直流電流供電 , 在濾光片(589.4nm ) 的單色作用下 , 輻射出能量穩(wěn)定的單色光。此單色光經(jīng)過(guò)起偏器 , 形成線偏振光 , 通過(guò)磁旋線圈后 , 根據(jù)磁致旋光效應(yīng) , 變?yōu)橐徽駝?dòng)頻率為 100Hz 的光訊號(hào)。此光穿過(guò)會(huì)產(chǎn)生旋光效應(yīng)的樣品( 室 ) 后偏轉(zhuǎn)角發(fā)生了α度的變化 , 振動(dòng)頻率又變?yōu)?nbsp;50Hz, 被光電倍增管 E 接收 , 發(fā)出同頻率的電信號(hào) , 經(jīng)前置放大器、選頻放大器、功率放大器等放大后 ,驅(qū)動(dòng)可逆伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn) , 和伺服電機(jī)相連的起偏器也跟著旋轉(zhuǎn) , 轉(zhuǎn)動(dòng)角度α , 它的大小可由鼓輪上的刻度或讀數(shù)計(jì)數(shù)器直接讀出。
二、旋光儀常見(jiàn)故障及修理
打開(kāi)儀器后蓋 , 從后往前看 , 可見(jiàn)四塊電路板固定在各自的框架上 , 即穩(wěn)壓電源、光源、高壓電源、選頻放大電路和功率放大電路。
1、開(kāi)機(jī)后納燈不亮
開(kāi)機(jī)后鈉光燈處于起輝狀態(tài) , 由 220V 交流電源經(jīng)鎮(zhèn)流器和3A保險(xiǎn)絲管供給 , 可用萬(wàn)用表交流檔測(cè)鈉光燈接線管腳兩端是否有 220V 左右的交流電壓 , 若有 , 則鈉光燈管壞 ; 若無(wú)則3A保險(xiǎn)絲管壞。
2 、交流供電時(shí) , 鈉燈亮 , 直流供電時(shí)鈉燈不亮
(1) 交流供電時(shí)間不夠長(zhǎng) , 延長(zhǎng)交流供電預(yù)熱時(shí)間 ;
(2) 鈉燈起輝后 , 由穩(wěn)流電路供電 ,其電路如圖 2 所示。
其主要元器件在第二塊電路板上 , 這是一個(gè)串聯(lián)型穩(wěn)流電路 , 調(diào)整管 T 與 T 2 、 T 3 組成復(fù)合管, T1 為放大器 , R 2 、 W 2 組成電流取樣環(huán)節(jié)。先查 0 1 75A 保險(xiǎn)絲管是否損壞。再查橋式整流電路有無(wú)直流電流輸出 , 若沒(méi)有輸出 , 則整流二極管 ( D 1 ～ D 4 ) 壞。若有輸出再查復(fù)合管( T 、 T 2 和 T 3 ) 和 T 1 各管的基極與發(fā)射極之間是否有約 0 17V的電壓 , 若無(wú)則說(shuō)明此管已壞。
根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn) , 最易壞的是整流二極管和 T 1管。
3、直流供電時(shí)鈉燈過(guò)亮或過(guò)暗
在納燈直流供電電路板中 , 找出 R 2(18 ) 電阻 , 測(cè)其兩端電壓 , 調(diào)節(jié)電位器 W 2 , 使電壓為 1 12V～1 1 3V , 此時(shí)鈉燈電流為 1 1 2 ～ 1 13A。若低于或高于此值 , 都會(huì)影響鈉燈的壽命和儀器的靈敏度。特別是 R 2 為一個(gè)大功率電阻 , 流經(jīng)它的電流過(guò)大會(huì)使它過(guò)熱 , 導(dǎo)致電路板冒煙 , 碳化 , 這時(shí)應(yīng)立即關(guān)機(jī) , 先檢查電位器 W 有無(wú)接觸不良的情況 , 然后再查 T 1 , T 2 和 T 3 管是否被擊穿短路或斷路的情況。
4 、將示數(shù)開(kāi)關(guān)撥向上方 , 按下復(fù)測(cè)鈕 , 電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)
此類情況多數(shù)為復(fù)測(cè)按鈕接觸不良或穩(wěn)壓電源有故障所致。在查找穩(wěn)壓電源故障時(shí) , 用萬(wàn)用表量一下左面第一塊電路板的電位測(cè)試點(diǎn) ( 參看儀器說(shuō)明書 ) 有無(wú) 21V 直流電壓 ,若無(wú)則將示數(shù)開(kāi)關(guān)撥向下方 , 再次測(cè)量 , 若電壓正常為 21V , 則說(shuō)明穩(wěn)壓電源的負(fù)載電路有短路現(xiàn)象 , 造成穩(wěn)壓電源輸出電流過(guò)大 , 使過(guò)流保護(hù)電路起作用 , 切斷了穩(wěn)壓電源的輸出。 若電壓仍不正常 , 則是穩(wěn)壓電源板本身的故障 , 可對(duì)晶體管逐只進(jìn)行查找 , 重點(diǎn)放在大功率管3DD102B 上。
5 、按下復(fù)測(cè)鈕時(shí) , 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) , 松開(kāi)復(fù)測(cè)鈕 ,電機(jī)不轉(zhuǎn) , 或轉(zhuǎn)動(dòng)異常緩慢
此種情況最常見(jiàn) ,也是牽涉面最廣的。首先應(yīng)測(cè)量各電路板電位測(cè)試點(diǎn)與零電位的直流電壓 , 從左至右的正常值分別為 + 21V , -600 ～ 1200V , + 5 ～ 6V , +3 1 5 ～ + 4V , 若電壓值偏離過(guò)大 , 則說(shuō)明故障多出在此電路板上。在選頻放大板上重點(diǎn)檢查3DJ6F 、 3DG6B 各管。在功率放大板上應(yīng)重點(diǎn)檢查 3DG102B 和 3DD130A 各管。根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn) , 此種電路故障主要出在高壓振蕩電路 ( 即第二塊電路板上 ) 。電路圖如圖 3 。由此電路將直流穩(wěn)壓電源提供的 21V 電壓 , 經(jīng)高壓振蕩控制電路控制 , 由高頻振蕩變壓器產(chǎn)生振蕩 , 變?yōu)榻涣?nbsp;, 然后經(jīng)變壓整流變?yōu)橹绷魈峁┙o光電倍增管 600 ～ 1200V 的負(fù)電壓。 調(diào)節(jié) W c 可改變振蕩的強(qiáng)弱 , 從而調(diào)節(jié)輸出電壓的高低。若調(diào)節(jié) W c 無(wú)法使測(cè)量頭電壓達(dá)到 - 600V 以上時(shí) , 可先檢查 T (3DD203) 管的基極、發(fā)射極間是否有 0 17V左右的電壓 , 若無(wú)則此管壞。 再查穩(wěn)流二極管 D W 是否壞。 最后將檢查的重點(diǎn)放在高壓振蕩器上。由于次級(jí)線圈5 、 6 繞組的匝數(shù)比 1 、 2 和 3 、 4 繞組的匝數(shù)多得多 , 且繞的導(dǎo)線相當(dāng)細(xì) , 電壓又高 , 因此很容易引起匝間短路或斷路 , 使輸出電壓變小或無(wú)輸出。因此此振蕩器最易損壞。
若各電路板電壓都正常 , 則需對(duì)光電倍增管均壓電阻、陽(yáng)極電阻進(jìn)行檢查。測(cè)試任一均壓電阻兩端應(yīng)有 60 ～ 150V 的電壓降 , 如果電壓降為零 , 則均壓電阻出現(xiàn)斷路 , 關(guān)掉儀器電源 , 逐只測(cè)量均壓電阻阻值 , 找出開(kāi)路電阻 , 更換之。
6 、儀器示值往返擺動(dòng)停不下來(lái)
這是由于整機(jī)靈敏度過(guò)高 , 阻尼過(guò)小造成的。可用起子調(diào)節(jié)第二和第四塊電路板的電位器。方法是 : 先將第四塊電路板的三個(gè)電位器( W 1 、 W 2 、 W 3 ) 的活動(dòng)臂調(diào)節(jié)至中間位置 , 第二塊電路板的電位器 ( W c ) 的活動(dòng)臂順時(shí)針旋到頭。然后根據(jù)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度 , 如若想加快 , 則順時(shí)針調(diào)節(jié) W 1 、 W 2 、 W 3 , 若想減慢 , 則反之。若感到靈敏度偏低 , 可逆時(shí)針適當(dāng)調(diào)節(jié) W c , 然后再調(diào)節(jié) W 1 、 W 2 、 W 3 , 直至靈敏度適合為止。
