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采用红外加热的热重仪内衬石英管及红外灯管更换教程

经验分享】采用红外加热的热重仪内衬石英管及红外灯管更换教程

 丁延伟 热分析与吸附 

美国TA公司的热重仪采用红外加热的方式来改变实验过程中的温度,在用的采用这种形式加热的仪器型号主要有TGA 2950热重仪、TGA Q5000IR热重仪、Discovery TGA热重仪和TGA5500热重仪。在这类仪器的加热炉中采用4根均匀放置的红外灯管进行加热,在红外灯管与样品吊篮为石英玻璃材质的内衬管(图1 )。在仪器的长期使用过程中,红外灯管的寿命会随使用时间的延长而逐渐衰减。另外,实验时的分解产物也会与石英内衬管产生反应,时间久了会造成内衬管的损害甚至破损。长期使用的红外灯管会造成亮度下降,石英内衬管破损也会引起炉体的严重污染,会导致仪器实际达到的温度下降、测量温度不准确等后果。因此,应定期更换热重仪内衬石英管及红外灯管以保证仪器的正常工作。

由于更换灯管和石英管的工作十分繁琐并且具有一定的风险,通常情况下这些工作由仪器公司的工程师来完成。现在实验室在用的这种类型的仪器保守估计有几百台,并且每年还在以上百台的速度快速增长。为了使仪器高效、正常地工作并节省实验室的运行成本,仪器使用者有必要掌握这种操作。在本文中,作者拟结合实验室的TGAQ5000IR热重仪介绍石英内衬管及红外灯管的更换方法,希望能够对类似的仪器使用者在遇到类似的问题时起到借鉴的作用。


图1 红外加热炉结构图(图片来自TA公司网站)

1.从仪器主机上拆下加热炉

将加热炉从图2的位置降至最低位置,使用仪器附带的合适尺寸的六角扳手拆下加热炉,一共三个半圆形的螺丝,拧松即可,不要把螺丝取下,然后可以把炉子拔下来。

图2 取下之前的加热炉

 

2.将取下的加热炉小心地放在操作比较方便的工作台上(图3)。

图3 拆下的加热炉

3. 用仪器附带的六角扳手小心地拆下仪器外壳的螺丝,注意先拆下部的螺丝(图4)。

图4 拆下上盖的加热炉

4. 清理上盖的污染物(图5)。

图5 拆下的加热炉上盖

5. 按照顺序取下加热炉上部的灯管(图6)。用记号笔记下每个灯管底座对应的编号,注意不要把对应的底座搞错顺序。

图6 取下灯管的加热炉

6. 检查取下的灯管是否工作正常。用万用表测量灯管的电阻,正常的灯管的电阻在3.8欧姆左右(图7)。

图7  测量灯管的电阻

7.清理灯管外部的污染物(图8)。如果灯管的电阻在正常范围内,可以清理表面的污染物后继续使用。

图8 取下的灯管

8. 拆下炉体底部的螺丝(图9),使炉体与外壳分离。


图9 拆下炉体底部的螺丝

9. 由于底部有不少与仪器主机相连的连线,在拆卸底部螺丝时尤其需要小心,使底部外壳与炉体保持一定的距离即可(图10),不要把底部的外壳取下。

图10 拆下外壳后的炉体

10. 用仪器附带的合适尺寸的六角扳手取下出气口的金属罩(图11)。

图11 取下出气口的金属罩

 

11. 用合适的六角扳手(这种工具仪器公司没有配),将固定炉体的四个长螺杆取下(图12)。取下时最好有其他人协助,以免炉体突然分离。

图12 取下固定炉体的四个长螺杆

12. 清理取下的炉体上的污染物,小心取下破损的石英管和炉体连接部分的O形圈,如果O圈有污染也应进行清洗(图13-图15)。

图13 炉体下半部分

图14 炉体上半部分

图15 破损的石英管

13. 将炉体的上班部分(一共三部分)放在合适尺寸的容器中,加入酒精后超声清洗。酒精的高度注意不要与炉体的密封垫接触(图16、图17)。

图16 超声清洗炉体上半部分

17 清洗后的炉体上半部分

14. 炉体下半部分不建议用超声清洗,用镊子夹取酒精棉小心擦拭,注意酒精不要流到电线上面。

图18(a)清洗前的的炉体下半部分

 

图18(b)清洗后的的炉体下半部分

15. 将O形圈和新的石英管、灯管、外壳按照以上相反的顺序装回去。注意在拧紧螺丝时不要把石英管拧碎。


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