自動飽和蒸氣壓測定儀是通過標準化方法測定液體(尤其是石油產品)在特定溫度下飽和蒸氣壓的精密儀器,其測定結果的準確性直接影響產品質量評估與工藝控制。設備故障多集中于測定結果異常、設備運行故障及密封性失效三大類,以下結合設備結構與工作原理展開詳細分析。
一、測定結果異常類故障
測定結果偏離標準值或重復性差,是最常見的故障類型,核心與樣品狀態、設備核心部件精度及系統穩定性相關。
1. 結果偏高
樣品處理問題:樣品中混入低沸點雜質(如測定汽油時混入輕組分溶劑),或樣品在轉移過程中因溫度升高導致輕組分提前揮發,使得系統內實際蒸氣壓高于純樣品的飽和蒸氣壓;若樣品用量超過規定體積,會占據樣品池內過多空間,導致氣相容積縮小,相同溫度下蒸氣壓測量值偏高。
溫度控制失效:儀器溫控系統精度不足,實際加熱溫度高于設定溫度(如溫控探頭老化導致測溫偏差、加熱器功率失控持續升溫)。根據蒸氣壓與溫度的正相關關系,溫度偏高必然導致蒸氣壓測量值上升。
系統泄漏(假性偏高):并非樣品真實蒸氣壓升高,而是外界空氣滲入系統內部。當系統存在微漏時,外界大氣壓與樣品蒸氣壓疊加,導致壓力傳感器檢測到的總壓力偏高,且該數值通常不穩定。
2. 結果偏低
密封性過度損耗:樣品池密封圈、連接管路接口等密封部件老化、變形或破損,導致樣品揮發的蒸氣從泄漏點逸出,系統內無法形成飽和蒸氣環境,壓力傳感器檢測到的壓力低于真實飽和蒸氣壓。
溫度未達設定值:溫控系統故障(如加熱器損壞、溫控模塊故障)導致樣品池實際溫度低于設定溫度,未達到樣品飽和蒸氣壓對應的溫度條件,直接造成測量值偏低。
樣品量不足:樣品用量過少時,揮發的蒸氣無法充滿氣相空間形成飽和狀態,系統內壓力始終處于未飽和狀態,測量結果自然偏低。
壓力傳感器失準:傳感器長期使用后校準失效,或受到沖擊、介質腐蝕導致靈敏度下降,對實際壓力的檢測信號產生衰減,輸出的壓力值低于真實值。
3. 結果重復性差
操作一致性不足:每次測定時樣品量差異過大、樣品池恒溫時間不一致(未達到熱平衡)、進樣速度不同導致樣品揮發程度不一,均會造成多次測量結果波動。
設備穩定性下降:溫度控制系統存在波動(如溫控探頭接觸不良導致溫度忽高忽低)、壓力傳感器信號漂移(如傳感器內部電路受潮、老化),或儀器供電電壓不穩定影響核心部件運行,均會降低結果重復性。
樣品特性影響:若樣品本身易氧化、分解,或含有易揮發且比例不穩定的組分,多次測定時樣品性質已發生改變,也會導致結果重復性差(此情況需先排除樣品問題再判斷設備故障)。
二、設備運行類故障
設備無法正常啟動、關鍵功能失效,多與硬件損壞、電路故障或軟件異常相關。
1. 儀器無法啟動
電源問題:電源線破損、插頭接觸不良或電源插座無電;儀器內置電源開關損壞、保險絲熔斷(如因短路、過載導致),均會導致設備無法接通電源。
電路故障:主控板電源接口松動、電路元件(如電容、電阻)燒毀,或主控板與其他功能模塊(溫控、壓力檢測)的連接線路脫落,導致電源無法正常供給核心部件。
軟件死機:儀器嵌入式軟件運行異常,出現死機狀態,雖電源指示燈可能亮起,但設備無任何操作響應,需通過重啟或恢復出廠設置排查。
2. 升溫異常(不升溫或升溫緩慢)
加熱器故障:加熱器絲燒斷、加熱器接線端子松動或氧化,導致加熱回路斷開,無法產生熱量;加熱器功率衰減(長期使用后老化),則會出現升溫緩慢,無法達到設定溫度。
溫控探頭故障:鉑電阻等溫控探頭損壞、信號線斷裂,無法準確檢測樣品池溫度,導致溫控系統無法觸發加熱指令;探頭與樣品池接觸不緊密,測溫滯后,也會造成升溫控制異常。
溫控模塊故障:主控板上的溫控芯片、繼電器等元件損壞,無法接收探頭信號并控制加熱器工作,導致升溫功能失效。
3. 壓力傳感器無響應或顯示異常
傳感器連接問題:傳感器與主控板的信號線接觸不良、脫落或斷裂,無法傳輸壓力檢測信號,導致顯示屏無壓力數值顯示。
傳感器損壞:傳感器膜片被樣品腐蝕(如測定強腐蝕性液體時未選用耐腐蝕傳感器)、受外力沖擊變形,或內部電路損壞,均會導致傳感器無法正常檢測壓力,顯示值為零、恒定不變或出現亂碼。
信號處理模塊故障:主控板上負責處理壓力信號的放大電路、AD 轉換模塊損壞,無法將傳感器輸出的微弱信號轉換為可讀的壓力數值,導致顯示異常。
4. 攪拌功能失效
部分儀器配備攪拌裝置以保證樣品溫度均勻,若攪拌功能失效,會導致樣品池內溫度分布不均,間接影響測定結果。故障原因多為攪拌電機燒毀、電機電源線接觸不良,或攪拌槳卡死(如樣品凝固、異物卡阻)。
三、密封性相關故障
密封性是自動飽和蒸氣壓測定儀的核心技術要求,系統密封失效會直接導致測定失敗或結果失真,且故障點較難精準定位。
1. 常見泄漏點及原因
樣品池密封:樣品池蓋與池體間的密封圈(多為氟橡膠、丁腈橡膠)老化、硬化或表面磨損,失去彈性;密封圈安裝錯位、樣品池蓋未擰緊,導致密封面無法緊密貼合。
管路連接密封:壓力傳輸管路(如不銹鋼管、聚四氟乙烯管)與接頭間的密封墊損壞、接頭松動,或管路本身因老化、彎折出現裂縫。
閥門密封:系統中的進氣閥、排氣閥、平衡閥等閥門閥芯磨損、密封件老化,導致閥門無法關閉,出現內漏或外漏。
傳感器接口密封:壓力傳感器與系統連接的接口處密封墊失效,或接口未擰緊,導致蒸氣從接口泄漏。
2. 泄漏的典型表現
壓力數值持續下降:樣品恒溫后,壓力升至一定值后不再上升,反而逐漸下降,且下降速度與泄漏程度正相關。
壓力無法達到飽和值:即使延長恒溫時間,系統壓力也始終低于同溫度下樣品的標準飽和蒸氣壓值。
空白試驗異常:進行空白(無樣品)試驗時,抽真空后壓力無法保持穩定,或通入氮氣后壓力持續下降,說明系統存在泄漏。
四、故障排查通用原則
先外觀后內部:排查故障時先檢查外部可見部件,如電源線、密封圈、管路連接、樣品池狀態等,排除簡單的連接松動、部件老化問題后,再拆解檢查內部電路、核心模塊。
先軟件后硬件:若儀器有操作界面,先檢查軟件參數設置(如溫度、恒溫時間、校準參數)是否正確,嘗試重啟軟件或恢復出廠設置,再排查硬件損壞問題。
先靜態后動態:先在設備斷電狀態下檢查部件完整性、連接緊固性,再通電啟動設備,通過觀察運行狀態(如溫度變化、壓力顯示)定位故障點。
安全優先:排查涉及樣品池拆解、電路檢查時,必須先斷電、排空樣品,避免樣品泄漏引發安全風險;更換密封件、傳感器等部件時,需選用與儀器型號匹配的原廠配件,確保設備兼容性。