MCT紅外水分儀故障處理

藺翻紅 廖國太 潘成剛

1.概述

紅外水分儀是利用煙草水分的O-H（氧－氫）分子鍵吸收一些指定波長的紅外輻射線。美國進口MCT水分儀利用帶3塊濾光鏡的轉輪，產生可被吸收和不被吸收的波長光線，儀器內的光學組件接受由煙草表面反射而能通過濾光鏡的光線，反射光轉化為電氣脈沖，所得數據以比率計算法處理，計算出被測成分的原始測量值，再通過儀器的顯示系統顯示出來。根據儀器設計要求和外形的不同，紅外水分儀可分在線使用和實驗室使用兩種。在線使用的主要安裝在制絲生產線的重點加工設備（如烘絲機、HDT、SDT、回潮機、加香加料機等）的入口或出口，是該加工設備自動控制的重要計量檢測儀器，也是生產線上重要的工藝技術參數。若該設備使用出口水分控制模式，則該加工設備的蒸汽流量和加水流量等一些重要的變參數，相當程度上是由出入口紅外水分儀控制。實驗室使用的主要是在煙草二級站、三級站和產品開發部門的實驗室，主要是快速檢測抽樣產品煙絲的水分，作為對抽樣產品打分的依據。兩種產品的設計原理、數據處理、內部硬件設計完全相同，只是由于使用方法和安裝地點的不同而外形相差較大。MCT系列紅外水分儀價格昂貴，廠家維修費用也比較高，維修周期較長（備件齊全的情況下最快也需要一周），一旦有故障將影響正常的數據檢測和水分控制。公司現有在線紅外水分儀18臺，實驗室用紅外水分儀1臺。在使用中多次發生過由于紅外水分儀的故障而導致工藝違紀甚至設備停機的事故。通過多年使用和維修的經驗，總結出MCT系列紅外水分儀最典型故障和解決辦法。

2.故障現象

有檢驗員反映，發現葉片增溫出口的紅外水分儀數據顯示不太穩定，正常顯示為20%±1%，但是偶爾就有儀器數據顯示突變到30%甚至35%，而實際水分并沒有達到顯示值，這種數據突變時間很短，一般有2s左右，操作工很難發現，只有在水分趨勢圖上可以看到。根據反映的情況，對該儀器一天的運行狀況進行了跟蹤觀察，結果一切正常。對過去一個月的歷史記錄進行檢查，發現該儀器在一個月里非正常跳動居然有6次。由于每次的故障時間僅為幾秒鐘，所以沒有在意。為了進行儀器間的同比，對其他紅外水分儀一個月的運行情況進行了檢查，結果發現梗絲超級回潮機出口的一臺故障表現和該臺完全一樣。該產品檢驗室的其他檢驗員反映也曾看到過這種情況。同時該實驗室所使用的一臺快速紅外水分儀有幾次死機的現象，死機后利用關電源重新啟動的方式排除故障，但是導致了一些檢測數據的丟失。

3.故障分析處理

可能的故障點：①光電傳感器故障；②主板故障；③開關電源故障；④濾光鏡轉輪電機故障；⑤光學系統故障。經分析，認為傳感器和濾光鏡轉輪電機故障的可能性較小，原因是傳感器和電機的運行不可能發生突變，也將不可能有顯示數據的突變，故將重點集中在其他的3類故障分析上。主板故障有可能，因為數據的核心處理全部集中在主板上；電源故障有可能，因為電源輸出電壓的不穩定會影響儀器的正常運行；光學系統故障有可能，因為外界光（例如環境照明，電焊機電弧光等）會對水分儀反射光造成影響。

先對其中一臺水分儀進行了主板更換，然后對其正常運行進行跟蹤，結果在更換主板第三天和第八天分別出現了兩次故障，這說明儀器主板并非故障的根源。安裝好原主板，準備更換電源板，更換前測量了電源輸出電壓，±15V電壓輸出正常。更換電源后，發現舊電源板上一個12μf小電容有輕微膨脹現象，膨脹原因是該電容旁有一個集成塊散熱片，可能是由于散熱片的溫度較高，長時間對電容進行加溫，導致電容溫度較高，內部發生變化，充放電不太穩定。在更換電源板后運行半月未發現故障，對另外一臺在線紅外水分儀和實驗室臺式水分儀的電源板也進行了更換，更換后進行全面的跟蹤分析，在半個月之內沒有發現任何異常。

從第一臺紅外水分儀更換電源板至今已6月，運行均正常，未發生任何數據波動現象。說明對故障分析是正確的，引起儀器異常跳動的原因是電源板。由于該儀器是美國進口的精密光學儀器，不主張對電源板的電子零部件進行維修，建議直接更換開關電源板。

W11.12-14