超導(dǎo)核磁共振波譜儀磁場(chǎng)漂移及掉鎖故障的排除

超導(dǎo)核磁共振波譜儀磁場(chǎng)漂移及掉鎖故障的排除
摘要儀器的B N1。單元中用于掙制場(chǎng)顯示的一個(gè) 位。 芯片損壞．引起顯示儀器場(chǎng)頻 共鎖的氘信號(hào)發(fā)生從低場(chǎng)向商場(chǎng)漂移的現(xiàn)象和掉鎖故障，以國(guó)產(chǎn)同型號(hào)元件替換．故障排除 本院使用的AM-300校磁共振波譜儀址1985 年從瑞士進(jìn)口的大型分析儀器．為低溫液氨超導(dǎo)磁 體，場(chǎng)強(qiáng)7 05 T(以磁感應(yīng)強(qiáng)度表示)。多年米、磁體 場(chǎng)強(qiáng)穩(wěn)定，保證了儀器測(cè)試的較高分辨率和 敏度。 但是近一年多來(lái)，儀器的鎖場(chǎng)氘信號(hào)連續(xù)出現(xiàn)向場(chǎng) 值增大方向漂移的現(xiàn)象．測(cè)厚儀| 測(cè)速儀| 轉(zhuǎn)速表| 壓力表| 壓力計(jì)| 真空表| 硬度計(jì)| 探傷儀| 電子稱(chēng)| 熱像儀隨之在儀器測(cè)試過(guò)程中頻 繁地發(fā)生掉鎖故障，嚴(yán)重影響了儀器的使用．針對(duì) 這一情況．作者與有關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行了研究并經(jīng)過(guò)實(shí)際 的測(cè)量，找到了故障的癥結(jié)．進(jìn)而捧除了故障．

1 故障現(xiàn)象 儀器的磁場(chǎng)漂移和掉鎖故障發(fā)生在每一種鎖場(chǎng) 的氘信號(hào)上。為了便于描述．僅以氘代氯仿(CIW．313) 為例。當(dāng)氘代氯仿的氘信號(hào)調(diào)節(jié)在屏幕中央時(shí)，鎖 場(chǎng)氘信號(hào)初始值為3 000左右。發(fā)生漂移時(shí)，訊信號(hào) 漂向屏幕的左方．場(chǎng)值也從3 000左右開(kāi)始n上漂 移。約在5 000附近時(shí)．可穩(wěn)定一段時(shí)問(wèn)(一 月到 兩個(gè)月或更長(zhǎng)，其漂移的時(shí)間也與此相當(dāng))．1巾漂移 至8 000附近時(shí)叉穩(wěn)定一段時(shí)間．隨后便逐漸澡移至 9999(儀器氘信號(hào)鎖場(chǎng)值的上限)．而不能觀察到氘 代溶劑的鎖場(chǎng)氘信號(hào)．使實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。 在儀器磁場(chǎng)漂移的過(guò)程中．若進(jìn)行實(shí)驗(yàn)剛經(jīng)常 發(fā)生掉鎖(鎖場(chǎng)，即校磁共振波譜中所謂的“場(chǎng)頻共 鎖”．是校磁共振實(shí)驗(yàn)的基本條件)現(xiàn)象。這時(shí)，在 GraphicDisplayh。ce 上，顯示鎖場(chǎng)狀態(tài)的 鎖場(chǎng) 線(xiàn)”便會(huì)由正常狀態(tài)時(shí)的穩(wěn)定掃描改變?yōu)榇蠓�度�?。 瑞士Bmker公司維修手冊(cè)，Shim Power sL· y_．B-SN18 上下波動(dòng)，很不穩(wěn)定。在液晶顯示屏幕上，就會(huì)出現(xiàn) “Lock Lost l~ring Acquisition”字樣。顯然．這會(huì)影響 譜圖的分辨率和靈敏度。同時(shí)、如果掉鎖時(shí)間稍長(zhǎng) 而不能夠恢復(fù)．儀器便會(huì)自動(dòng)停止采樣。

2 故障分析 前述故障現(xiàn)象很容易與磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化聯(lián)系起 來(lái)．而且其趨勢(shì)表現(xiàn)為場(chǎng)強(qiáng)增大。但是．超導(dǎo)磁體的 場(chǎng)強(qiáng)是不可能自動(dòng)增大的．它只能逐漸變小，亦即超 導(dǎo)線(xiàn)圈的電流減小．否則就變成發(fā)電機(jī)了。同時(shí)．對(duì) 漂移過(guò)程中儀器的觀察表明，儀器的其它顯示均正 常，超導(dǎo)磁體的杜瓦瓶未出現(xiàn)任何異常，維持超導(dǎo)的 液氨的消耗也正常．因而．基本上可以排除磁體本身 故障的因素。這樣，故障的原因便可以歸結(jié)為鎖場(chǎng) 信號(hào)的控制和顯示電路上。

3 故障的測(cè)量和解決 根據(jù)前面的分析．檢查了與勻場(chǎng)和場(chǎng)強(qiáng)控制有 關(guān)的B-SN18單元。參照有關(guān)資料o、測(cè)量了浚單元 中的}k Power Supply、Controller和Slave等板上與 Ho(磁場(chǎng)強(qiáng)度)相對(duì)應(yīng)的各組電壓輸出，發(fā)現(xiàn)Stave 板上(見(jiàn)圖1)在場(chǎng)值(一9 999～ 十9 999)范圍內(nèi)，測(cè) 量點(diǎn)TP12對(duì)接地點(diǎn)G的電位差，即 控制電壓之 實(shí)際輸出為一3．45～+3．40v(見(jiàn)表1)．
偏離正常值 較大(正常輸出范圍是±10 v)；并且可以看到該電 壓輸出表現(xiàn)為非線(xiàn)性變化，逮也是不正常的。 圈1 B-SN18單元的Slave板線(xiàn)路 裹1 DAC芯片不正常時(shí)場(chǎng)擅與輸出的關(guān)系 芯片A已經(jīng)損壞，而微電容C19和(20是正常的。 場(chǎng)值 輸出(v) 場(chǎng)值 輸出(v) 一9999 3 40 20oo 一0．18 — 8000 2 47 4000 —0 33 — 6000 1 69 6000 —1 44 4O0o 1 8000 —0 45 一2000 1 17 9 999 —3 45 0 1．78 參照?qǐng)D1，與該電壓輸出有關(guān)。并容易損壞的元 件主要是一個(gè)16位的DAC芯片(DAC9331—16或 DAC9377—16，下面簡(jiǎn)稱(chēng)為芯片A)和兩個(gè)傲電容(C19 和Q0)。為確定具體的損壞元件．將Slave板上另 外一個(gè)輸出正常的16位DAC芯片(控制岔參數(shù)) 與該芯片A互換，測(cè)量表明．此時(shí)H|的輸出恢復(fù)正 常(見(jiàn)表2)�？梢钥吹剑�此時(shí)電壓輸出趨近±10V． 并且在場(chǎng)值范圍內(nèi)呈線(xiàn)性變化。同時(shí)，插接了芯片 A的恐點(diǎn)的輸出|喧離正常范圍(數(shù)據(jù)略)。這表明， 裹2 DAC芯片正常時(shí)場(chǎng)擅與輸出的關(guān)系 場(chǎng)值 輸出(v) 場(chǎng)值 稽出(v) 一9 999 9 57 20oo 一2．01 — 8000 8 06 4000 —4 02 — 60oo 5 96 60oo 一5 97 — 4000 4 01 80oo 一8 07 — 2000 2 00 9999 —9 63 0 0 00
在儀器廠家無(wú)法供貨的情況下，我們?cè)趪?guó)內(nèi)購(gòu) 得相同型號(hào)的芯片代替，排除了儀器的故障。目前， 儀器鎖場(chǎng)穩(wěn)定(C／3C13的鎖場(chǎng)值為3 030)．投有漂移 現(xiàn)象。