一、概述

    電機(jī)在色譜儀中是很常見的電氣部件，儀器的運(yùn)動(dòng)部分（例如HPLC中的光柵、自動(dòng)進(jìn)樣器、GC中的柱箱風(fēng)扇電機(jī)、后開門電機(jī)、自動(dòng)進(jìn)樣器）的驅(qū)動(dòng)，一般都由電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

    電機(jī)的形制多種多樣，外觀、驅(qū)動(dòng)原理和功能也各不相同。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般會(huì)有齒輪、皮帶等輔助傳動(dòng)部件。

二、常見電機(jī)介紹

1、交流電機(jī)

    常見于GC的柱箱風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)，用于保持柱箱內(nèi)溫度均勻。

    柱箱風(fēng)扇電機(jī)一般是勻速運(yùn)動(dòng)的。電機(jī)的工作狀態(tài)比較簡(jiǎn)單和單一，GC系統(tǒng)運(yùn)行后，電機(jī)一直工作，轉(zhuǎn)速不變。

    我們常用的是交流單相電機(jī)，電機(jī)一般會(huì)帶有一個(gè)啟動(dòng)電容。如果電容損壞，電機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)。這種電機(jī)的故障率較低，性能較為可靠。一般供電電壓是交流220V，電源故障一般是電機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)的主要原因。

特點(diǎn)：

    電機(jī)的電源線一般只有兩根（或三根），即交流220V輸入。

    這是一種“開環(huán)”工作的電機(jī)，GC系統(tǒng)只提供給電機(jī)工作電壓，讓電機(jī)連續(xù)工作。換句話說(shuō)，系統(tǒng)給這種電機(jī)發(fā)出的指令，就是轉(zhuǎn)或者不轉(zhuǎn)。

    至于電機(jī)是否正常勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，GC系統(tǒng)是不知道的，也不做直接的轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)（系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)儀器的其他狀態(tài)，例如溫度，來(lái)判定電機(jī)是否工作正常）。

2、軸流風(fēng)機(jī)

    軸流風(fēng)機(jī)常見于儀器線路板或者檢測(cè)器部件的散熱部分（例如LC泵、線路板、GC線路板、GC-FPD檢測(cè)器的散熱），主要功能是散發(fā)儀器工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，使得儀器不會(huì)過(guò)熱。可以類比一下交流電機(jī)，軸流風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)一般也是連續(xù)勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。其常見的供電電壓是直流24V。

    電機(jī)只有兩根電源線，也是開環(huán)工作的，即系統(tǒng)并不監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。也是一種轉(zhuǎn)或者不轉(zhuǎn)類型的電機(jī)。一般的，系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)過(guò)熱來(lái)判定軸流風(fēng)機(jī)是否存在問(wèn)題。

    這種電機(jī)的可靠性也較好，常見的故障是，電機(jī)軸承污染或者磨損造成的電機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，和供電電壓?jiǎn)栴}。

3、步進(jìn)電機(jī)

    步進(jìn)電機(jī)是最為常見的電機(jī)，常見于HPLC泵的驅(qū)動(dòng)、GC和HPLC自動(dòng)進(jìn)樣器驅(qū)動(dòng)、GC柱箱后開門驅(qū)動(dòng)?？梢源蟾趴闯?，步進(jìn)電機(jī)一般會(huì)用來(lái)做精細(xì)動(dòng)作的控制。

    步進(jìn)電機(jī)也是工作在直流電源下的，但是步進(jìn)電機(jī)的供電和軸流風(fēng)機(jī)迥乎不同。

    可以看到，步進(jìn)電機(jī)的電源供電部分是多根導(dǎo)線，可以想見供電情況是比較復(fù)雜的。

    實(shí)際上，電機(jī)內(nèi)部有多組驅(qū)動(dòng)線圈，系統(tǒng)輪流給多組線圈加載直流脈沖，使得電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)的動(dòng)作是分步執(zhí)行的?？梢月?lián)想一下我們常見的石英鐘秒針的動(dòng)作，頗有些類似。

    由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，GC或者HPLC系統(tǒng)給出的直流脈沖可以是確切已知和準(zhǔn)確可控的，那么步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作就可以比較精細(xì)。這也是其常用于自動(dòng)進(jìn)樣器這種動(dòng)作要求較高的場(chǎng)合的原因。

有些步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部還有齒輪變速機(jī)構(gòu)，使得控制更加精細(xì)?？傮w上，和相同功率的直流電機(jī)相比，步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，外形比較笨重。

    不過(guò)需要注意，步進(jìn)電機(jī)仍然是開環(huán)工作的，雖然系統(tǒng)發(fā)出了比較精細(xì)的指令，電機(jī)是否嚴(yán)格按照指令工作（不能準(zhǔn)確工作的原因也可能來(lái)自傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，比如皮帶或者傳動(dòng)輪），系統(tǒng)是不太清楚知道的。

    即步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是“精細(xì)”，但未必“準(zhǔn)確”的。

    這一點(diǎn)對(duì)于自動(dòng)進(jìn)樣器系統(tǒng)十分重要，由于系統(tǒng)的復(fù)雜，動(dòng)作要求準(zhǔn)確度和精細(xì)程度均比較高。電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)積累性的誤差、運(yùn)行錯(cuò)誤會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的問(wèn)題。例如進(jìn)樣器不能找到進(jìn)樣瓶、進(jìn)樣針不能識(shí)別和正常運(yùn)動(dòng)。

    所以，步進(jìn)電機(jī)往往需要位置傳感器配合使用。某些儀器帶有步進(jìn)電機(jī)工作狀態(tài)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的工作狀態(tài)。例如，系統(tǒng)給出電機(jī)運(yùn)行一周的指令，電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)中的位置傳感器會(huì)不斷檢測(cè)電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)位置，如果電機(jī)運(yùn)行錯(cuò)誤，會(huì)發(fā)出報(bào)警。例如HPLC泵的原點(diǎn)檢測(cè)，自動(dòng)進(jìn)樣器的運(yùn)動(dòng)分步檢測(cè)。

    可以認(rèn)為，這樣的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)是工作在“準(zhǔn)閉環(huán)”狀態(tài)下的，確保電機(jī)系統(tǒng)動(dòng)作的準(zhǔn)確。

4、直流電機(jī)

    在色譜儀器中，我們還可以見到直流電機(jī)。

    引線結(jié)構(gòu)也是非常簡(jiǎn)單，只有一對(duì)直流輸入電壓。那么可以想見，系統(tǒng)對(duì)其的控制是比較簡(jiǎn)單的，就是轉(zhuǎn)或者不轉(zhuǎn)。

    注意一下，電機(jī)齒輪部分由一個(gè)帶有很多刻線的透明塑料盤，這就是計(jì)步部件。結(jié)合位置傳感器，系統(tǒng)就可以比較精細(xì)的來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，從而控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件的位置。由于其體積較步進(jìn)電機(jī)小，重量也輕得多，在快速控制的時(shí)候，慣性較小，控制方便。也可以用于自動(dòng)進(jìn)樣器的場(chǎng)合。

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