色譜儀常用電氣部件中電機種類有哪些？

一、概述

電機在色譜儀中是很常見的電氣部件，儀器的運動部分（例如HPLC中的光柵、自動進樣器、GC中的柱箱風扇電機、后開門電機、自動進樣器）的驅動，一般都由電機來實現。

電機的形制多種多樣，外觀、驅動原理和功能也各不相同。電機驅動系統一般會有齒輪、皮帶等輔助傳動部件。

二、常見電機介紹

1、交流電機

常見于GC的柱箱風扇的驅動，用于保持柱箱內溫度均勻。

柱箱風扇電機一般是勻速運動的。電機的工作狀態比較簡單和單一，GC系統運行后，電機一直工作，轉速不變。

我們常用的是交流單相電機，電機一般會帶有一個啟動電容。如果電容損壞，電機不能轉動。這種電機的故障率較低，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不能轉動的主要原因。

特點：

電機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”工作的電機，GC系統只提供給電機工作電壓，讓電機連續工作。換句話說，系統給這種電機發出的指令，就是轉或者不轉。

至于電機是否正常勻速運轉，GC系統是不知道的，也不做直接的轉速監測（系統通過檢測儀器的其他狀態，例如溫度，來判定電機是否工作正常）。

2、軸流風機

軸流風機常見于儀器線路板或者檢測器部件的散熱部分（例如LC泵、線路板、GC線路板、GC-FPD檢測器的散熱），主要功能是散發儀器工作時產生的熱量，使得儀器不會過熱。可以類比一下交流電機，軸流風機的工作狀態一般也是連續勻速運轉。其常見的供電電壓是直流24V。

電機只有兩根電源線，也是開環工作的，即系統并不監測風機的運行狀態。也是一種轉或者不轉類型的電機。一般的，系統通過檢測過熱來判定軸流風機是否存在問題。

這種電機的可靠性也較好，常見的故障是，電機軸承污染或者磨損造成的電機不能轉動，和供電電壓問題。

3、步進電機

步進電機是最為常見的電機，常見于HPLC泵的驅動、GC和HPLC自動進樣器驅動、GC柱箱后開門驅動。可以大概看出，步進電機一般會用來做精細動作的控制。

步進電機也是工作在直流電源下的，但是步進電機的供電和軸流風機迥乎不同。

可以看到，步進電機的電源供電部分是多根導線，可以想見供電情況是比較復雜的。

實際上，電機內部有多組驅動線圈，系統輪流給多組線圈加載直流脈沖，使得電機運轉，電機的動作是分步執行的。可以聯想一下我們常見的石英鐘秒針的動作，頗有些類似。

由于計算機技術的發展，GC或者HPLC系統給出的直流脈沖可以是確切已知和準確可控的，那么步進電機的動作就可以比較精細。這也是其常用于自動進樣器這種動作要求較高的場合的原因。

有些步進電機內部還有齒輪變速機構，使得控制更加精細。總體上，和相同功率的直流電機相比，步進電機的結構更復雜，外形比較笨重。

不過需要注意，步進電機仍然是開環工作的，雖然系統發出了比較精細的指令，電機是否嚴格按照指令工作（不能準確工作的原因也可能來自傳動機構，比如皮帶或者傳動輪），系統是不太清楚知道的。

即步進電機的運轉是“精細”，但未必“準確”的。

這一點對于自動進樣器系統十分重要，由于系統的復雜，動作要求準確度和精細程度均比較高。電機和傳動系統積累性的誤差、運行錯誤會帶來嚴重的問題。例如進樣器不能找到進樣瓶、進樣針不能識別和正常運動。

所以，步進電機往往需要位置傳感器配合使用。某些儀器帶有步進電機工作狀態的檢測機構，實時監測電機的工作狀態。例如，系統給出電機運行一周的指令，電機運行過程中，系統中的位置傳感器會不斷檢測電機系統的運轉位置，如果電機運行錯誤，會發出報警。例如HPLC泵的原點檢測，自動進樣器的運動分步檢測。

可以認為，這樣的步進電機系統是工作在“準閉環”狀態下的，確保電機系統動作的準確。

4、直流電機

在色譜儀器中，我們還可以見到直流電機。

引線結構也是非常簡單，只有一對直流輸入電壓。那么可以想見，系統對其的控制是比較簡單的，就是轉或者不轉。

注意一下，電機齒輪部分由一個帶有很多刻線的透明塑料盤，這就是計步部件。結合位置傳感器，系統就可以比較精細的來控制電機轉動的角度，從而控制電機驅動部件的位置。由于其體積較步進電機小，重量也輕得多，在快速控制的時候，慣性較小，控制方便。也可以用于自動進樣器的場合。

（內容參考氣相色譜之家）