季智勇，丁霞，黃效東

江蘇省南通市腫瘤醫(yī)院 醫(yī)療設(shè)備科，江蘇 南通 226361

日立電鏡真空系統(tǒng)工作流程分析與故障檢修

季智勇，丁霞，黃效東

江蘇省南通市腫瘤醫(yī)院 醫(yī)療設(shè)備科，江蘇 南通 226361

本文分析了日立H600型透射電鏡真空系統(tǒng)的工作流程，并就遇到的真空系統(tǒng)問題進(jìn)行了仔細(xì)分析，查找判斷故障點(diǎn)，排除故障，進(jìn)而討論了在檢修真空系統(tǒng)故障時(shí)的一般思路。

透射電子顯微鏡；真空系統(tǒng)；醫(yī)療設(shè)備維修

電子顯微鏡是非常精密的電子儀器，在醫(yī)學(xué)中主要應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)的病理分析，其放大倍數(shù)可以達(dá)到100萬倍以上，其中真空系統(tǒng)是電子顯微鏡結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分，其性能好壞直接影響到電子顯微鏡的優(yōu)劣。電子顯微鏡的真空系統(tǒng)一般是由機(jī)械泵、擴(kuò)散泵、真空管道、閥門及檢測(cè)系統(tǒng)組成，它用以排除鏡筒中的空氣使鏡筒達(dá)到高真空狀態(tài)。

1 流程分析

圖1 日立H600型透射電子顯微鏡真空系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

日立H600型透射電子顯微鏡采用二級(jí)抽真空方案: 機(jī)械泵和油擴(kuò)散泵。一個(gè)好的機(jī)械真空泵理論上極限真空能達(dá)到0.06Pa 以下，實(shí)際上很難達(dá)到。當(dāng)達(dá)到這個(gè)壓力以后，機(jī)械泵的抽速就變得越來越低，為了提高抽速，就需要使用油擴(kuò)散泵， 將油擴(kuò)散泵和機(jī)械泵串聯(lián)使用以達(dá)到更高的真空度。油擴(kuò)散泵是利用快速運(yùn)動(dòng)的油分子的動(dòng)能，在一定方向帶走較輕的氣體或水蒸氣分子，這樣就把殘留的一些氣體分子從真空系統(tǒng)中移走。

日立H600型透射電子顯微鏡真空系統(tǒng)分為上真空和下真空兩個(gè)部分（如圖1所示）。當(dāng)電源接通后，下真空部分V2閥打開，機(jī)械泵RP1開始給照相室CAMERA部分預(yù)抽真空，當(dāng)皮拉尼PI1測(cè)量到真空度達(dá)到20Pa時(shí)，V2閥關(guān)閉，V3閥打開，機(jī)械泵RP1給油擴(kuò)散泵DP1預(yù)抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到13Pa，擴(kuò)散泵內(nèi)油溫達(dá)到85℃時(shí)，延遲15s后V1閥打開，抽真空程序繼續(xù)進(jìn)行；上真空部分先是V10閥工作，緊接著V6閥也打開工作，機(jī)械泵RP2分別對(duì)柱體COLUMN和槍體GUN抽真空，當(dāng)皮拉尼PI2測(cè)量到柱體COLUMN真空度達(dá)到20Pa時(shí)，V6閥關(guān)閉，V7閥打開，機(jī)械泵RP2給油擴(kuò)散泵DP2預(yù)抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到13Pa，擴(kuò)散泵DP2內(nèi)油溫達(dá)到85℃時(shí)，延遲15s V5閥打開，抽真空程序繼續(xù)進(jìn)行；當(dāng)皮拉尼PI3測(cè)量到槍體GUN真空度達(dá)到13Pa時(shí)，V9閥、GV閥打開，抽真空程序繼續(xù)進(jìn)行，直至真空度達(dá)到1.3Pa時(shí)，CV閥也打開，此時(shí)V1閥、V3閥、V5閥、V7閥、V9閥、CV閥全部打開工作，上下真空系統(tǒng)完全連通， 最終將獲得高真空。當(dāng)潘寧規(guī)PE測(cè)得真空度達(dá)到0.07Pa時(shí)，此時(shí)兩個(gè)真空指示燈CAMERA和HIGH VAC點(diǎn)亮，表示高真空度已經(jīng)達(dá)到工作要求。

2 故障檢修

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

開機(jī)后，機(jī)械泵工作正常，擴(kuò)散泵油溫正常，真空指示表EVAC METER照相室檔指示在10～2Pa，柱體及槍體檔指示在表頭最左邊，不能顯示真空度。

2.1.2 故障分析與排除

首先觀察電鏡右邊柜子里的下真空控制板PC12板，上面V1、V3指示燈正常點(diǎn)亮，說明下真空工作狀態(tài)正常。上真空控制板PC42板上V10、V6點(diǎn)亮，抽很長時(shí)間也不能轉(zhuǎn)換成V7，懷疑機(jī)械泵真空不良，將RP1和RP2對(duì)調(diào)后，下真空仍然正常，故障現(xiàn)象依舊，說明兩只機(jī)械泵和抽真空管道均沒有問題，將機(jī)械泵復(fù)位。檢查控制板PC42板，將控制開關(guān)SW1從AUOT撥到MANU，進(jìn)入手動(dòng)控制狀態(tài)，通過手動(dòng)控制開關(guān)的通斷對(duì)每個(gè)閥門的受控制情況進(jìn)行檢查，閥門工作正常，可以排除閥門及邏輯控制電路部分故障。

下面重點(diǎn)檢查真空度測(cè)量電路。真空度測(cè)量電路是由皮拉尼測(cè)量電橋和放大器組成，皮拉尼PI2和電阻R2、R3、R4及電位器VR1組成一個(gè)惠氏電橋，在大氣狀態(tài)下，通過調(diào)節(jié)VR1，使真空表頭指針歸零。運(yùn)算集成電路IC24的1、2、3腳組成的放大器和調(diào)整管Q1組成放大器，放大測(cè)量電橋的輸出電壓。在剛開機(jī)的時(shí)候，真空度較低，氣體分子比較多，熱傳導(dǎo)良好，溫度下降，使電橋失去平衡。IC24的1腳輸出電壓較高，因而增大了電橋的供電電壓V0（圖上標(biāo)注為M點(diǎn)），可以維持皮拉尼的溫度。隨著真空度升高，氣體分子減少，熱傳導(dǎo)能力變差，溫度升高，電橋趨于平衡，IC24的1腳輸出電壓降低，電橋供電電壓V0下降，使皮拉尼的溫度不再升高。而M點(diǎn)電壓的變化反映了真空度的變化，直接驅(qū)動(dòng)真空指示表指示真空度。

由此可見，測(cè)量下真空控制板上M點(diǎn)電壓，剛開機(jī)時(shí)有5V，隨著真空度的上升，逐漸降低至0.6V左右，并且保持不變。而上真空板上M點(diǎn)電壓一直為0V，懷疑皮拉尼PI2開路，用萬用表測(cè)量阻值為13.6Ω，將PI2和PI3對(duì)換，故障依舊，更換IC24，故障依舊，更換Q1，原機(jī)器用的是日立的C4384，拆下來測(cè)量發(fā)現(xiàn)斷路，用3DK4C代替，并將真空指示表頭調(diào)零，工作正常。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

開機(jī)后，機(jī)械泵工作正常，柱體及槍體檔真空正常，但照相室真空不良，達(dá)不到13.3Pa。

2.2.2 故障分析與排除

從現(xiàn)象可以看出，上真空系統(tǒng)基本正常，問題在下真空系統(tǒng)部分。觀察控制板上V2燈亮，過一段時(shí)間后能夠轉(zhuǎn)換成V3，但V1閥一直不能打開工作。先懷疑機(jī)械泵不良，上下對(duì)調(diào)后故障依舊，在更換抽氣管時(shí)發(fā)現(xiàn)里面有些油漬，考慮可能是油倒吸進(jìn)真空管道，造成污染，導(dǎo)致真空度達(dá)不到要求。

先用抹布拭去油漬，再用無水乙醇清洗，最后用綢布擦拭干凈，晾干。然后查找返油的原因。每次使用完畢后，下真空部分通過LV2排氣，工作流程是：開機(jī)后，100V電壓通過D1給大電容C2（470μ）充電，關(guān)機(jī)時(shí)通過Q2、Q3、D5和V3閥門控制的繼電器的一組觸點(diǎn)給LV2閥的OPEN線包供電，從而打開LV2閥門，泄放真空?？梢钥紤]是LV2沒有工作，檢查繼電器，發(fā)現(xiàn)觸點(diǎn)接觸不好，調(diào)整觸點(diǎn)位置，關(guān)機(jī)時(shí)能聽到LV2工作，故障排除。

為了防止以后再次出現(xiàn)返油現(xiàn)象，在機(jī)械泵進(jìn)氣口處安裝了GYC-JQ25型高真空電磁壓差式充氣閥，這樣每次關(guān)機(jī)時(shí)，此閥門關(guān)閉，杜絕了返油現(xiàn)象。

3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

電子顯微鏡的真空系統(tǒng)如果不良，將對(duì)電鏡的工作狀態(tài)產(chǎn)生諸多不良影響，比如造成高壓不穩(wěn)定、不能正常工作、腐蝕燈絲縮短燈絲壽命、污染樣品等。真空系統(tǒng)的整個(gè)組成部分均有可能出現(xiàn)問題，可以采取多種手段進(jìn)行檢漏和故障分析，相同的部件可以采用調(diào)換法，如上下真空部分的機(jī)械泵、真空測(cè)量部分的皮拉尼等。對(duì)真空管道可以采用看、聽、摸、聞的方法確定漏氣部位。

[1] 朱宜,張存瑾.電子顯微鏡的原理和使用[M].北京:北京大學(xué)出版社,1983:68-73.

[2] 蘇克.日立電鏡真空系統(tǒng)中低真空測(cè)量控制電路分析與調(diào)整[J].電子顯微學(xué)報(bào),1988,(3):294.

[3] 曹軍田,李予川,孔惟惟.H-600透射電鏡真空系統(tǒng)故障的分析及檢修方法[J].第一軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),1996,(3):197.

[4] 蔡炳華,閉志強(qiáng).T330掃描電鏡真空系統(tǒng)維護(hù)與故障排除[J].儀器儀表用戶,2003,(10):69.

[5] 孔明光.AMRAY-1000B掃描電鏡真空系統(tǒng)分析及維修[J].現(xiàn)代儀器,2004,(7):62-63.

Working Process Analysis and Maintenance of Hitachi Electron Microscope Vacuum System

JI Zhi-yong, DING Xia, HUANG Xiao-dong
Medical Equipment Department, The Tumor Hospital of Nantong City, Nantong Jiangsu 226361, China

TH789

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.06.045

1674-1633(2011)06-0116-02

2010-11-12

作者郵箱：joyer99@126.com