主题:【第八届原创】布鲁克与理学两台XRD维修日志

浏览 |回复16 电梯直达
大陆
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
维权声明:本文为handsomeland原创作品,本作者与仪器信息网是该作品合法使用者,该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为,我们将追究法律责任。

布鲁克与理学两台XRD维修日志


原创:大陆

2015-09-09


一、背景介绍

在高温假期间设备没人使用,实验室的X射线衍射仪(XRD)被维护人员关机一周多,新学期开始后发现三台XRD中有两台出现故障:一台是布鲁克的Bruker D8 Discover,它除了可以进行普通的粉末XRD测试外,其亮点功能是通过样品台、光源与测角仪上配备的十几套直线或旋转步进电机以极度自由的方式让样品与传感器在实空间与动量空间内移动,多用于薄膜、单晶或织构陶瓷样品的结构分析;另一台是理学的Rigaku D-Max 2400,其亮点功能是高功率X光源,信号强的结果是同样测量时间内计数较高,此外还配备有小角掠射与高低温测量功能,因而更适合结晶度不够高的粉末样品;只有一台台面粉末衍射仪Bruker D2 Phaser依然正常工作,它最大的特点是小巧使用简便,对于普通的粉末XRD定性相分析非常傻瓜,不至于实验室结构测试分析的瘫痪。三台XRD设备的照片如图1.1所示。接下来具体叙述两台仪器的故障及维修过程。


图1.1 实验室三台XRD设备照片


二、故障及维修


**声明**维修过程作者只是作为一个协管员和记录者在场,未亲自动手,动手完成布鲁克与理学XRD维修的分别是赵同云主任工程师和张图强工程师。**声明**


2.1 Bruker D8 Discover

开机测试进行设备初始化时,出现发射器(X射线光源)启动故障错误报警,显示故障号码400(unable to send the kV to the generator, device returned error code after command GV40: generator switched off)与801(X-ray generator off, measurement/wait ready task aborted due to pending alarms),分别如图2.1.1与2.1.2所示,设备无法进入就绪状态。


图2.1.1 发射器电压加载错误报警


图2.1.2 发射器无法启动报警


打开D8 tools程序检查X射线光源,并未发现异常,如图2.2.3所示。


图2.1.3 D8Tools程序检查发射器


因为曾经听Bruker工程师讲过,X射线光源驱动电路中有一个保护电路,其开关受Shutter快门部件中的一个位置传感器控制,如果快门有异常,X射线光源将无法启动,因而打开快门部件的盖板,检查里面的部件是否有异常,结果发现继电器的控制杆运动受阻,于是按照图2.1.4所示将其来回推动几下,直到其运动顺畅,关上盖板,重新启动初始化程序,结果程序成功完成初始化,进入就绪状态,如图2.1.5。维修完毕。


图2.1.4 维修过程图示照片


2.1.5 维修完成后仪器正常工作


2.2 Rigaku D-Max

仪器开机后正常进行开机及光源的预备工作,但在开启采集程序时提示shutter快门无法打开(Shutter cann't be opened),如图2.2.1所示;在初始化测量时机器可正常进行转台角度初始化,但光源的快门开关在程序控制条件下短暂开启后很快又自动关闭,如图2.2.2动画所示,好像快门继电器控制无法在程序控制下hold住;等待一段时间后最终程序提示无采集数据测量结果错误故障(Not found measurement data),如图2.2.3所示。


图2.2.1 快门无法打开错误


图2.2.2 快门开关无法维持动画


图2.2.3 无测量结果错误


将快门开关调到手动控制,将使用的光路的快门控制开关从外部程序控制ext.在测量之前转换为open,在测量程序完成转换为close,如图2.2.4,可以让仪器正常工作,说明只是快门的自动控制模块出现故障,仪器的其他功能没问题。


图2.2.4 手动强制调节快门开启或关闭


当然,这种调试模式只能短暂解决急需的测量任务,不是长久之计,否则操作人员大意有可能带来射线伤害,非常要不得。接下来根据图2.2.5所示的部位打开快门控制部件,如图2.2.6所示,其中可见快门开关继电器与三个位置开关:X射线束控开关;shutter开反馈;与shutter关反馈。把这个位置开关指示电路板拆下来,如图2.2.7所示,检查一下发现有两段敷铜线被锈蚀粉化严重虚断,难以使用焊接的方法修复,于是使用板外飞线的方法将线路联通,完成修复,装上快门控制部件后使用Si标样进行自动测试,仪器恢复正常,进行维修日志记录,OK。


图2.2.5 故障点位置指示图片


图2.2.6 快门控制部件中继电器与位置开关照片图示


图2.2.7 修复快门位置指示电路线路板故障点图示


三、总结与分析

总结一下,Bruker与Rigaku两台XRD故障都表现为快门控制部件锈蚀,具体的故障点表现稍不一样,Bruker XRD是继电器的机械杆涩阻而Rigaku是位置开关线路板敷铜线路虚断。在假期内同时在两台仪器的快门控制部分出现类似的故障,我认为不是偶然的,一定有值得思考的原因:一方面,XRD快门开关控制中集成了精密的机械电子与光学功能部件,对可靠性的需求是非常高的,其电路板及继电器不仅需要耐潮耐静电,还需要具备耐辐射的功能,而从维修拍摄的照片来看布鲁克与理学在这方面做得比较欠缺,为了控制成本,他们的机械电子部件使用的是普通的不具备耐潮耐静电耐辐射功能,为此作者感到很无奈,但这是否同时也正是国内XRD制造商在品质上超越他们的希望所在;另一方面是因为环境原因:很可能是受厄尔尼诺的影响,今年的北京降水异常的多,给北京带来大量的蓝天白云的同时,空气的湿度的提升自然也在考验精密电子零部件的可靠性,尽管中央空调恒温调节在26摄氏度,但湿度调节能力毕竟有限,尤其在外界持续大量降雨导致大环境湿度显著飙高的条件下难免让室内的湿度相对偏高。因而,对于仪器研制者来说,为了减少或避免此类故障,尽可能降低故障率增加可靠性,在设计阶段最理想的方式是不计成本的使用最高可靠性的机械电子设计,兼顾成本与高可靠性应当使用局部密封或内置干燥剂

为您推荐
推荐帖
2015/9/9 12:05:36 Last edit by handsomeland 举报
iangie
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
很好的故障排除经验, 感谢分享!
我也有个D2 Phaser。
说实话,越简单的仪器越可靠,越复杂的仪器越容易出问题~~
其实这个D8没什么大问题,就是shutter不滑了。这个shutter用了多久了啊? 可以考虑上点润滑油?
这个帖子可以参赛第八届原创了啊~楼主改个分类去参加吧~
赞贴
0
收藏
0
拍砖
0
2015/9/9 18:22:44 Last edit by iangie
bombzhang
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
原文由 iangie(iangie) 发表:
很好的故障排除经验, 感谢分享!
我也有个D2 Phaser。
说实话,越简单的仪器越可靠,越复杂的仪器越容易出问题~~
其实这个D8没什么大问题,就是shutter不滑了。这个shutter用了多久了啊? 可以考虑上点润滑油?
这个帖子可以参赛第八届原创了啊~楼主改个分类去参加吧~
其实个人不建议用油脂,长期往复运动有油脂更加容易沾灰污染。布鲁克的快门结构不太了解,理学那个其实最上面的微动开关短路更方便,和飞线效果一样,只是都不安全,跳过一重检测回路,不过楼主的动手能力确实不错,我也是第一次见到微动开关没坏板子先腐蚀的快门,看来湿度有些太大了,建议配置湿度计和除湿机
大陆
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
原文由 bombzhang(bombzhang) 发表:
其实个人不建议用油脂,长期往复运动有油脂更加容易沾灰污染。布鲁克的快门结构不太了解,理学那个其实最上面的微动开关短路更方便,和飞线效果一样,只是都不安全,跳过一重检测回路,不过楼主的动手能力确实不错,我也是第一次见到微动开关没坏板子先腐蚀的快门,看来湿度有些太大了,建议配置湿度计和除湿机
是的,下次再坏就只能换块板子,覆铜线出现问题我也是头一回碰到,仪器太老,有20多年了,X射线长期辐照可能是主要原因。
p3052482
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
写得不错,记得详实,有很好的指导作用。给点赞!
jettrwu
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
bio04
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
这个故障恢复很简单,我自己修复过,零费用。  工程师上门要收不少银子嘀……
今天刚修复了LynxEye Detector Controllor,花费了我一个周的时间。咨询工程师,判断故障位置及原因,几乎接近崩溃。还好,等到了天亮……
chenxiuyou
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
原文由 bio04(bio04) 发表:
这个故障恢复很简单,我自己修复过,零费用。  工程师上门要收不少银子嘀……
今天刚修复了LynxEye Detector Controllor,花费了我一个周的时间。咨询工程师,判断故障位置及原因,几乎接近崩溃。还好,等到了天亮……
咨询工程师可靠吗,现在好多工程师毛都不懂就在瞎指挥
elfstar
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
原文由 bio04(bio04) 发表:
这个故障恢复很简单,我自己修复过,零费用。  工程师上门要收不少银子嘀……
今天刚修复了LynxEye Detector Controllor,花费了我一个周的时间。咨询工程师,判断故障位置及原因,几乎接近崩溃。还好,等到了天亮……
欢迎来分享经验和修复经过哦
草地主007
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
原文由 bio04(bio04) 发表:
这个故障恢复很简单,我自己修复过,零费用。  工程师上门要收不少银子嘀……
今天刚修复了LynxEye Detector Controllor,花费了我一个周的时间。咨询工程师,判断故障位置及原因,几乎接近崩溃。还好,等到了天亮……


  请问,布鲁克D8A的固体探测器能修吗?
请留个联系方式。
草地主007
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
求助:
单位壹台D8A衍射仪,开始配用的固体探测器不能用了(主要用于Fe基材料氧化物、硫化物测试),后来换上原机配的闪烁计数器去年也打不出峰了,但是非金属还可以,是不是因为Cu靶X光管的荧光影响的原因?如果是的话,为什么开始可以?
布鲁克工程师要求更新为Co 靶和阵列式探测器,报价要60万左右。现在困惑的是到底该不该换,是只要换Co靶还是两个都换?原来的Cu靶也坏了吗?