科研干货:岛津GC-2014气相色谱仪AFC模块拆解

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引言:现在较高端的气相色谱仪均装有自动流量控制模块,替代老式的机械阀控制载气,燃气和助燃气等,只是各个厂家的叫法不同,比如安捷伦称为EPC(电子压力控制器),岛津称为AFC(自动流量控制器)或者APC(自动压力控制器),本质和原理都是相同的。一般各厂家的模块都是封装好的,比如分流进样口的SPL模块,FID检测器的气体模块。至于里面长什么样子很少有人拆开来看,原因无外乎价格昂贵,仪器厂家一般都是只换不修。拆解一个AFC,不仅可以了解其详细的构造和原理,另外也有助于有故障时自己动手维修。




本着虚心学习的态度拆解一个岛津GC-2014气相色谱仪的AFC模块,将拆解过程进行详细记录,并分享给大家共同学习。AFC(自动流量控制器)和APC(自动压力控制器),这是岛津气相色谱仪上的叫法,其他品牌的有不同的名称,如EPC(电子压力控制器),本质上都是一样的,无非是通过压力或流量传感器反馈控制比例阀开度,以达到精确控制压力或流量的目的。至于AFC和APC的区别,据我查阅岛津手册,AFC都是用于载气控制,APC都是用于检测器气体的控制。至于是不是这样区分,以及内部构造有没有区别,有待以后有机会再拆解其他模块时验证。废话不多说,开整。


这一个AFC模块用于双填充柱进样口的载气控制,P/N号:221-70075-91。查阅手册该模块由以下几个部件构成:



首先先观察此AFC模块的构造。不拆解可以看到的有钣金外壳,进气口,出气管路,电路板,电磁阀等部件。

拔掉四个插头,拧下电路板背面的螺丝,就可以卸下电路板先来看电路板。两个白色2-pin插头连接电磁阀,2个白色5-pin插头连接压差传感器(后文可以看到),最重要的是右下角两个白色带插嘴的方块,这两个是压力传感器,从外观看应该Copal(日本科宝)公司的P-2000系列传感器,具体型号需要拆焊才知道。
 
下图为除去电路板后的模块,包含有进气口,压差传感器,压力传感器连接块,毛细管阻尼,电磁阀,出气口管路等,接下来我们从上往下拆解,注意会有很多压环和密封垫圈不要搞丢了。

拆去两个电磁阀,电磁阀型号为Saginomiya(日本鹫宫) CMR-0301-6104。

拆去两个压力传感器连接块,和出气管。

注意,剩下的三块是通过压差传感器(蓝色的)连接的,最好一起拆下再分别拆开,防止蛮力拉扯损坏压差传感器。第一次拆解没经验,我是一个一个拆的,感觉稍有点费力。压差传感器也是Copal(日本科宝)的,型号是P-3000S-102D-04。

螺丝固定的部件都拿掉后,下面有一块孔定位板和微流路板。比较有意思的就是这个微流路板,其实就是三块薄铁片压制而成,最上面的一层是孔层,中间一层是气路层,最下面一层密封层。从压痕和孔位置可以描绘出气路是怎么布局的,我自己手绘了一下(请忽略我的字丑)。


 
将气路简化以后应该是这样子的,看上去很简单的气路。
 

另外,毛细管阻尼我也拆开看了,里面有两根毛细管,一段有螺帽的一端为进气端,连接压差传感器的一端为出气端,进气端里面还有一个起过滤作用的白色筛板。
 
至此,双路AFC模块拆解完毕。

这样一个双流路AFC大概两三万,是不是有点贵?不拆开学习一下,还真不知道原来AFC是如此简单的结构,其他的流量模块如SPL,FID控制模块都是大同小异,无非气体流路上有些区别,后面有其他的流量模块时再拆解来看看有没有什么不一样。
关于气相色谱仪的其他的部件后期会一一进行拆解如热导检测器,FID检测器,进样口等。只有拆过,才能更有效的理解气相色谱仪是如何工作的,出故障时才能更快的找到并解决问题。


来源:研之成理


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