旋光仪是测定物质旋光度(角度)的仪器，可以分析物质的浓度、含量、纯度等,已经广泛应用在制药、制糖、石油、食品、化工、医疗等行业的生产、检验和科研部门。

现以使用最为普遍的上海物理光学仪器厂生产的WZZ-1、WZZ-2型自动指示旋光仪(以下简称旋光仪)为例,对其电路基本原理及常见故障修理方法介绍如下。

一、旋光仪的电路原理

旋光仪的电路原理框图如图1。

 钠光灯在交流供电下起辉燃亮 , 然后由直流电流供电 , 在滤光片(589.4nm ) 的单色作用下 , 辐射出能量稳定的单色光。此单色光经过起偏器 , 形成线偏振光 , 通过磁旋线圈后 , 根据磁致旋光效应 , 变为一振动频率为 100Hz 的光讯号。此光穿过会产生旋光效应的样品( 室 ) 后偏转角发生了α度的变化 , 振动频率又变为 50Hz, 被光电倍增管 E 接收 , 发出同频率的电信号 , 经前置放大器、选频放大器、功率放大器等放大后 ,驱动可逆伺服电机旋转 , 和伺服电机相连的起偏器也跟着旋转 , 转动角度α , 它的大小可由鼓轮上的刻度或读数计数器直接读出。

二、旋光仪常见故障及修理

打开仪器后盖 , 从后往前看 , 可见四块电路板固定在各自的框架上 , 即稳压电源、光源、高压电源、选频放大电路和功率放大电路。

1、开机后纳灯不亮

开机后钠光灯处于起辉状态 , 由 220V 交流电源经镇流器和3A保险丝管供给 , 可用万用表交流档测钠光灯接线管脚两端是否有 220V 左右的交流电压 , 若有 , 则钠光灯管坏 ; 若无则3A保险丝管坏。

2 、交流供电时 , 钠灯亮 , 直流供电时钠灯不亮

(1) 交流供电时间不够长 , 延长交流供电预热时间 ; 

(2) 钠灯起辉后 , 由稳流电路供电 ,其电路如图 2 所示。

其主要元器件在第二块电路板上 , 这是一个串联型稳流电路 , 调整管 T 与 T 2 、 T 3 组成复合管, T1 为放大器 , R 2 、 W 2 组成电流取样环节。先查 0 1 75A 保险丝管是否损坏。再查桥式整流电路有无直流电流输出 , 若没有输出 , 则整流二极管 ( D 1 ～ D 4 ) 坏。若有输出再查复合管( T 、 T 2 和 T 3 ) 和 T 1 各管的基极与发射极之间是否有约 0 17V的电压 , 若无则说明此管已坏。

根据笔者的经验 , 最易坏的是整流二极管和 T 1管。

3、直流供电时钠灯过亮或过暗

在纳灯直流供电电路板中 , 找出 R 2(18 ) 电阻 , 测其两端电压 , 调节电位器 W 2 , 使电压为 1 12V～1 1 3V , 此时钠灯电流为 1 1 2 ～ 1 13A。若低于或高于此值 , 都会影响钠灯的寿命和仪器的灵敏度。特别是 R 2 为一个大功率电阻 , 流经它的电流过大会使它过热 , 导致电路板冒烟 , 碳化 , 这时应立即关机 , 先检查电位器 W 有无接触不良的情况 , 然后再查 T 1 , T 2 和 T 3 管是否被击穿短路或断路的情况。

4 、将示数开关拨向上方 , 按下复测钮 , 电机不转动

此类情况多数为复测按钮接触不良或稳压电源有故障所致。在查找稳压电源故障时 , 用万用表量一下左面第一块电路板的电位测试点 ( 参看仪器说明书 ) 有无 21V 直流电压 ,若无则将示数开关拨向下方 , 再次测量 , 若电压正常为 21V , 则说明稳压电源的负载电路有短路现象 , 造成稳压电源输出电流过大 , 使过流保护电路起作用 , 切断了稳压电源的输出。 若电压仍不正常 , 则是稳压电源板本身的故障 , 可对晶体管逐只进行查找 , 重点放在大功率管3DD102B 上。

5 、按下复测钮时 , 电机转动 , 松开复测钮 ,电机不转 , 或转动异常缓慢

此种情况最常见 ,也是牵涉面最广的。首先应测量各电路板电位测试点与零电位的直流电压 , 从左至右的正常值分别为 + 21V , -600 ～ 1200V , + 5 ～ 6V , +3 1 5 ～ + 4V , 若电压值偏离过大 , 则说明故障多出在此电路板上。在选频放大板上重点检查3DJ6F 、 3DG6B 各管。在功率放大板上应重点检查 3DG102B 和 3DD130A 各管。根据笔者经验 , 此种电路故障主要出在高压振荡电路 ( 即第二块电路板上 ) 。电路图如图 3 。由此电路将直流稳压电源提供的 21V 电压 , 经高压振荡控制电路控制 , 由高频振荡变压器产生振荡 , 变为交流 , 然后经变压整流变为直流提供给光电倍增管 600 ～ 1200V 的负电压。 调节 W c 可改变振荡的强弱 , 从而调节输出电压的高低。若调节 W c 无法使测量头电压达到 - 600V 以上时 , 可先检查 T (3DD203) 管的基极、发射极间是否有 0 17V左右的电压 , 若无则此管坏。 再查稳流二极管 D W 是否坏。 最后将检查的重点放在高压振荡器上。由于次级线圈5 、 6 绕组的匝数比 1 、 2 和 3 、 4 绕组的匝数多得多 , 且绕的导线相当细 , 电压又高 , 因此很容易引起匝间短路或断路 , 使输出电压变小或无输出。因此此振荡器最易损坏。

若各电路板电压都正常 , 则需对光电倍增管均压电阻、阳极电阻进行检查。测试任一均压电阻两端应有 60 ～ 150V 的电压降 , 如果电压降为零 , 则均压电阻出现断路 , 关掉仪器电源 , 逐只测量均压电阻阻值 , 找出开路电阻 , 更换之。

6 、仪器示值往返摆动停不下来

这是由于整机灵敏度过高 , 阻尼过小造成的。可用起子调节第二和第四块电路板的电位器。方法是 : 先将第四块电路板的三个电位器( W 1 、 W 2 、 W 3 ) 的活动臂调节至中间位置 , 第二块电路板的电位器 ( W c ) 的活动臂顺时针旋到头。然后根据电机旋转速度 , 如若想加快 , 则顺时针调节 W 1 、 W 2 、 W 3 , 若想减慢 , 则反之。若感到灵敏度偏低 , 可逆时针适当调节 W c , 然后再调节 W 1 、 W 2 、 W 3 , 直至灵敏度适合为止。