摘  要  介绍了电子显微镜冷却系统的故障分析及维护体会，重点介绍了循环冷却水机的简单原理、维修实例和维护要点。

关键词  电镜；循环冷却水；维修；冷却系统

1． 引言

电子显微镜的冷却系统包括了循环冷却水机、输水管道及电镜内部冷却水通路及接口等。现根据我室的维修经验，总结其中部分故障现象、分析处理结果及维修体会，供同行参考。

2.循环冷却水机

作为对电镜起主要冷却作用的循环水机，型号众多，结构略有不同，现举其中有代表的两种分别予以介绍。

2.1 荷兰ZEM1000S型循环水机介绍

ZEM1000S型循环水机工作时与正常制冷系统相似，但压缩机始终处于冷却运转状态。压缩机吸入位于水箱中的蒸发器内的低压气态冷却剂，压缩为高压气态冷却剂后，送入冷凝器内，依靠冷凝器自身散热与风扇的强迫对流，冷凝为高压液态冷却剂。此冷却剂通过过滤器与干燥器，经过毛细管形成低压液态冷却剂返回蒸发器，冷却剂带走水箱中水的热量转为低压气态，形成一个制冷循环。同时，籍由潜水泵使冷却水循环到被冷却设备。

2.1．1 故障一

1）故障现象

电镜正常开机，运行约30-50分钟后，自动关机，屏幕提示：循环水温过高。用手触摸镜体，有明显温热感。

2）故障分析和检查

查看循环水机指示水压正常，但温度达28℃，判断为制冷系统不工作。经检查发现压缩机不工作，由于其与潜水泵及冷凝风扇均由一个继电器供电，而水泵工作正常，所以为压缩机本身线路问题。

3）故障排除

关机后，先检查压缩机分相电容，容量正常。而后拆下压缩机热保护继电器，发现其与压缩机连接的触头已烧化。考虑到损坏热保护继电器时电流应很大，所以还应对压缩机绕组与对机壳绝缘进行测量。压缩机三个引脚测得的数值分别为：R1=11Ω，R2=1.5Ω，R3=9.5Ω，符合R1=R2+R3，且任一引脚对机壳电阻均为无穷大。因此，判断压缩机良好，更换一等值热保护继电器后，循环水机恢复正常。

2.1．2故障二

1）故障现象

电镜运转正常，但镜体表面有凝露现象，触摸镜体，感到十分冰冷。循环水温指示在5℃，而调温旋钮调整在20℃。用温度计实测水温亦在5℃左右，经多次调节恒温器调节钮，均无法改变水温，温度调节失灵。

2）故障分析和检查

此循环水机的水温调节由恒温调节阀与恒温调节装置组成的分配器实现的。该分配器可测量进出水温度，与所设定的温度比较，决定进行热交换的水量。若水温过低，回水中流经热交换器的部分，可从热的气态冷却剂管道中吸收热量，经恒温调节阀调节后回水箱。若无热负荷（被冷却的仪器未工作），几乎所有的水经过热交换器后，经恒温调节阀返回水槽。因此怀疑问题出在恒温调节阀。

考虑到循环水机之前在夏季停机较久，同时检查发现贮水箱水面上浮着一层似水藻样薄膜，故认定恒温调节阀可能存在微堵塞。

3）故障排除

1由于恒温调节阀无技术图纸及代换件，不进行拆卸清洗，只能采用保守的清洁方法来处理微堵现象。断开循环水机与电镜的连接，清洗二者之间的过滤水器，更换循环水，对循环水机贮水箱进行彻底清洗，去除藻类杂质。经测试发现此种方法效果不明显。

2拆下恒温调节装置与恒温调节阀之间的机械连接，放松恒温调节阀的调温阀芯，使之自由运动。让循环水带上电镜（关机状态）进行水循环，每次开动约8-10小时。且开动循环水机后，不时推动调节阀芯往返运动数次。经过4-5次处理后，重新接好恒温调节装置与恒温调节阀之间的机械连接，调温器恢复正常，再次更换循环水，以保证清洁，故障排除。

2.2日本NESLAB公司HX-100型循环水机简介

HX-100型循环水机结构紧凑，体积较ZEM1000S小，特别是其冷凝器，只有前者的1/4左右。制冷系统与水循环结构与ZEM1000S相似，只是其在温度调节上，通过在冷凝器与蒸发器之间的N.C电磁阀控制进入蒸发器内的液态制冷剂的量来实现。这样使得温度调节阀只与制冷系统有关，避免了水循环对调温的影响。水循环系统采用了独立于水箱之外的外置水泵，降低了维护难度。

2.2．1故障一

1）故障现象

电镜开机后约2-3小时，发出缺水报警，电镜关闭，发现循环水停机。间隔数小时后，重新开机，恢复正常，但2-3小时后，循环水机又出现停机现象。

2）故障分析和检查

检查循环水各部分均正常，但发现冷凝器及机内集尘较多，考虑到机体小，冷凝器散热面积较小，而且当时气温较高，使得机内热保护装置启动，导致停机。

3）故障排除

xx聚集在机体内部及冷凝器上的灰尘，并关闭循环水附近不必要的其它设备以降低热量散发。同时，开启大功率排气扇对循环水周围环境进行强迫对流降温。故障排除。

2.2．2故障二

1）故障现象

电镜开机后不久，即发出缺水报警信号。查看循环水机，各部分运转正常，但水压表指示只有正常值的一半左右，且抖动范围较大。拆开电镜到循环水机的回水管，发现水流并未中断，但水流无力，时大时小，其机器运转噪声较正常运行时沉闷。

2）故障分析

根据现象，初步认定水循环管道内存在堵塞现象。一般堵塞最可能发生在各阀门或滤

网处。考虑到机器已运行多年，滤网处可能聚集不少水垢，因此怀疑滤网处堵塞可能性{zd0}。

3）故障排除

拆开循环水机管道，取下滤网，发现滤网上已被水垢堵死。考虑到滤网为钢丝编成，且钢丝较细，不采用腐蚀性液体清洗。采用较硬的软毛刷沾上汽油（或柴油）xx污物，之后放入超声波清洗机中清洁，如此反复数次，将滤网清洗干净。{zh1}将其装回循环水机中，故障排除。

3.冷却水输送管道

由于循环水机运行时噪声大，发热量多且有一定的振动，一般常与电镜分开放置，二者之间通过输水管道连接，而输水管道往往会被忽视。实际上，在输水距离较长时，建议管道采用保温材料如保温防潮垫等进行包裹，这样不仅可以起到对冷却水的保温作用，而且可以有效地减少输水软管遭受机械损伤。同时，要定期检查输水管道有无受压的或弯折的情况，防止水压异常影响电镜使用。

4.电镜内部冷却水接口

电镜内部油扩散泵，高压发生器件（高压箱）、电磁透镜线圈以及电子光学成像及控制电路等单元均需要进行冷却，而后两个单元由于管道接口多且附近电器元件较多，在进行维修拆卸及挪动后应保证管道接口部分没有滴漏水现象。同时，冷凝水问题是这一部分应考虑的重点。在某些环境湿度大且循环冷却水温度过低或循环水机调温元件失控的情况下，在所冷却部件上会产生大量冷凝水珠，有可能导致元件短路损坏。我室曾经遇到冷凝水滴到电磁透镜驱动级，引起大功率晶体管短路击穿的故障。因此，对水温的监控及保持合适的温度是这部分的关键。

5.对电镜冷却系统的维护要注意以下几点

5.1日常与定期的巡视检查工作

每周或至少每月应检查一次循环水机水箱中的存水量，若不足应立即添加。每年入夏前，应对循环水机冷凝器及机体内部彻底除尘一次，以保证夏季制冷正常。同时，为了防止水藻繁殖及粉尘污染，每年秋季{zh0}更换一次循环水，并清洗贮水箱，建议选用蒸馏水作为更换用水，并根据说明书要求添加除藻剂，以保证管道畅通。秋冬季节应注意检查并拧紧输水管道两端的接头，防止由于热胀冷缩造成滴漏。

5.2在恶劣气候环境下的临时维护工作

循环水机在夏季工作时，应主要作好通风降温工作，可以在循环水机放置处附近窗口上安装大功率排气扇，强迫对流；若条件许可，可在房间内安置大功率空调降温。在暴雨或沙尘天气，对临窗放置的循环水机应关闭窗户，防止雨水打湿机器或尘土污染水箱及附着在冷凝器上。在春夏季节尤其应做好电镜周围环境的xx工作，防止电镜冷却管路上的冷凝现象发生。