我國高校各實驗室有多種規格的二氧化碳培養箱,既有 Thermo等進口型號,又有天津泰斯特公司等國產設備。各型號二氧化碳培養箱在運行中可能出現無法通過自檢、CO2 體積分數不準、溫度控制失靈等故障,如不及時排除將會影響正常工作。本文以國產上海泰斯特儀器BPN-150CRH (UV)型二氧化碳培養箱為例,對其運行過程中出現的1例故障進行分析排除,并給出相應建議,以為其他國產二氧化碳培養箱的維修工作提供參考
1 故障現象
開機后,BPN-150CRH二氧化碳培養箱自檢正常,溫控穩定,濕度檢測等均無異常,當 CO2 體積分數達到 5%以后,如不打開培養箱門則 CO2 體積分數暫時保持穩定;如打開培養箱門則 CO2 體積分數上升至 5%后仍然繼續上升,超過 6%后出現報警音,最高可達近10%,無法正常使用。
2 故障分析
CO2 傳感器故障、進氣通路故障等均可導致 CO2體積分數控制失靈。對上述方面進行分析以尋找故障原因。首先斷電后再次開機,培養箱自檢正常,進入加溫及進氣程序。隨后,對進氣通路進行檢測,氣壓顯示正常,可排除該部分所致故障。初步判斷故障點可能在 CO2 傳感器和進氣通路相關器件上。
3 故障排除
首先對 CO2 傳感器進行檢測。將傳感器拆卸后進行檢測,內部無明顯銹蝕及損壞,外觀良好,因無備件替換,故通過進氣和排氣改變 CO2 體積分數進行判斷。開機自檢完畢后,CO2 體積分數能隨進氣動作升高,關機后打開培養箱門,體積分數能逐漸下降,初步認為 CO2 傳感器故障可能性較小。因在 1.2章節中已檢測氣壓正常,故下一步主要檢查進氣通路。拆機檢測 CO2 進氣管,管路無明顯泄露;隨后檢測進氣閥,該培養箱進氣閥為高砂電氣有限公司生產的 WTB2R1/4UFH8 CO2 隔膜閥,更換備件后,培養箱工作正常。但約 15 min 后又出現 CO2 體積分數過高報警。拆機檢測 CO2 體積分數控制模塊,未發現問題,維修陷入困境。遂從頭開始分析,在檢查 CO2鋼瓶時發現,根據廠家要求,CO2 減壓閥二級氣壓應低于 0.05 MPa,但鋼瓶配套的 CO2 減壓閥(YQTS-711)二級氣壓顯示為 0.1 MPa。調節氣壓至二級氣壓表顯示 0.03 MPa,再次開機檢測,發現故障出現時間明顯延后,但仍有體積分數過高現象,判斷可能減壓閥部分失效。更換減壓閥備件,再次開機檢測,培養箱連續工作 12 h,故障排除。
本例故障特殊之處在于,二氧化碳培養箱使用中未注意調節 CO2 氣壓,導致培養箱進氣通路長期處于過壓狀態,隨后引起 CO2 隔膜閥故障。日常運行中,CO2減壓閥長時間使用后減壓效果降低,導致減壓后二級氣壓過高,故此又加重了隔膜閥的負擔,長期形成惡性循環導致綜合故障。該故障維修過程提示在日常實驗室管理中,要加強儀器設備使用培訓,確保設備正常運行。