理学X荧光光谱仪常见故障及处理方法 1.试样室抽真空故障 故障现象:当样品进入试样室后很长时间真空达不到规定值. 分析处理:分析试样室抽真空的过程,当样品进入试样室后,试样室阀开启,试样室泄放阀、分光室阀及分光室泄放阀关闭,样杯上的橡胶"V"形环用于密封与外界隔绝.试样室阀、分光室阀故障可以排除,因为它们若存在问题,则分光室的真空也不好.故障只能在试样室泄放阀及样杯的"V"形环处.经观察样杯的"V"形环有点变形,更换一新的,仍然达不到规定值.将试样室泄放阀拆开,发现其内部阀芯很脏,清干净后抹上密封硅脂,试样室真空达到正常值. 2.分光室真空故障 故障现象:分光室真空为无穷大,达不到正常值8Pa. 分析处理:经观察真空泵已经停止工作,控制真空泵的空气开关也已断开.经测量真空泵的线圈有电阻.重新开启真空泵电源,真空泵工作正常,但五分钟后分光室真空度仍然为无穷大,且真空泵电源又自动切断,可以断定分光室真空系统有问题.分光室抽真空的过程为:试样室阀、分光室泄放阀关闭,分光室阀开启,用于试样室与分光室隔开的真空快门关闭.将试样室拆卸下来后,发现真空快门的"O"形环已断,更换一个新的"O"形环,重新装好试样室.开启真空泵, 分光室真空很快降到规定范围内.但不久后真空泵电源又自动切断且电机发热很厉害,由此断定真空泵已坏.造成的原因就是:长期在非密封状态下抽真空,电机负荷太大,线圈发热太厉害,使线圈匝间短路.更换一真空泵后,分光室真空恢复正常. 3.真空快门故障 故障现象:经常发生真空快门不能打开、关闭或真空快门打开、关闭的时间太长报警,且快门"O"环的使用寿命很短. 分析处理:当真空快门不能关闭报警发生时,若按RESET键,虽报警取消,但分光室真空度已破坏,造成X-RAY管管压、管流被切断,易使价格昂贵的X-RAY管损坏.一段时间来此故障发生频繁,经观察发现真空快门与试样室表面摩擦很严重.分析真空快门的工作原理为:电机带动传动板,传动板的中心有一小孔,真空快门为一黄铜圆盘,其反面中心有一突出圆台,此处正好嵌入传动板的小孔内,传动板动作就带动快门动作.传动板套在电机轴上,然后通过一个弹簧卡一端钩在电机轴上,一端钩在传动板上.发生此故障的原因为:快门电机有问题,驱动能力下降带不动快门转动,或者是弹簧卡疲劳,弹簧张力不够,造成传动板与试样室表面摩擦严重.由于使用的年限很长,因此首先将电机拆开进行清洗,并将齿轮及电机轴抹上润滑油,经手动检查,电机转动顺畅.接着处理弹簧卡,由于无备品,于是找一根粗细相近的钢丝按照原样自制,经过这些处理后真空快门动作顺畅,不再发生此类报警且快门"O"环的使用寿命也延长了. 4.驱动器板(Driver board)故障 故障现象:仪器发出Sample no found in special position报警,试样不能进入试样室. 分析处理:经过对信号流程进行分析:计算机发出开始分析信号后,样品被旋转至进样口,进样口处有一光电传感器,传感器的光头被试样盒挡住,传感器上的发光二极管亮,证明进样口有样品,信号被传送到Driver Board板,信号经Driver Board板处理并经A/D转换后送入MCPU板,MCPU板接收到此信号后才能使后续过程执行.由此可以判断引起故障的原因:光电传感器坏、光电传感器的信号线断、Drive Board坏、MCPU板坏.首先将一试样盒放在光电传感器前,发光二极管亮,拿开试样盒发光二极管不亮,证明光电传感器是好的.接着测量光电传感器的信号线及接插头,均导通且接触良好.故障可能出在Driver Board板或MCPU板上,Driver Board板的功能很多且电路复杂.通过仔细分析电路图(如图一所示)并在线测量,光电传感器的信号通过电缆接入TUM插头的7、8、9脚进入Driver Board板,当试样盒挡在感光头前时,光电传感器的发光二极管亮,三极管TR6应导通,信号通过模数转换后,两次反向后变为低电平,同时LED69亮,低电平有效,通过D1接口将信号传入MCPU板.当无试样盒挡住光电传感器的感光头时,三极管TR6截止,LED69不亮,高电平无效.经测量三极管TR6的CE极间电压,当有试样盒时,三极管TR6的CE极间的电压为4.6VDC,当无试样盒时,三极管TR6的CE极间的电压为7.2VDC,且LED69始终不亮.由此可以证明三极管TR6已坏.三极管TR6的型号为2SC1815,用一相同型号的三极管换上,仪器故障消失,此电路板修复. 图二 5.信号传递故障的处理 故障现象:仪器在工作过程中经常发生如下故障: Filter的初始位置找不到,Spinner电机旋转不停,试样旋转台在转动过程中错位,试样进出电机从试样室出来时到不了正常位置等,样品分析完后总是报警进样口存在样品等,造成仪器不能正常工作. 分析处理:经测试检测Filter、Spinner等部位动作的光电传感器均正常,每次发生故障后将各相应的信号线的接插头重新插几次,故障就消失了.检查各个插头,发现由于使用年限较长,各接插头都已氧化变黑且弹性已失,将各接插头的氧化层去掉后,不久又氧化了,故障又重复出现.于是将插入传感器端的插头取消,直接焊接到传感器的端子上,中间与Driver Board板相连的转接头为了拆卸方便不能焊接,故用国产插头更换,对Driver Board板的插座进行去氧化层处理,经过这样处理后,信号传递的可靠性得到很大改善. 6.Al元素的分析结果为零 故障现象:Al元素的分析结果突然为0. 分析处理:首先用样品做Al元素的强度分析,分析完后结果为0.接着做了Al元素的PHA分析,完全没有PHA峰出现,由此可以判断Al元素的探测器或CAU通道板坏,将CAU通道板上的SIG/TEST开关由SIG拨向TEST,然后做PHA分析,通过PHA图形显示CAU板正常,由此确认Al探测器已坏,更换一新的探测器后Al元素的分析恢复正常. 7.X光管不能升管电压、管电流 故障现象:开启X光管电源,自动升到20KV,2MA时发生Leak current报警. 分析处理:经检查循环冷却水系统、X射线指示灯及门开关等与X射线相关联的条件均正常,因此怀疑X光管可能坏了.首先检查灯丝,将灯丝电源插头拔下,测量灯丝电阻为2Ω,未发现异常,且灯丝电压也正常.重新开启X光管,仍然报警.于是将X光管端的高压头拔出来,用绝缘摇表测量X光管的高压接线柱与外壳之间是否短路,经测量它们之间的绝缘电阻有几百兆欧,也正常.然后将高压箱端的高压头也拔出来,开启高压电源,可以加上高压且未发生报警,检查高压箱的接线柱等均未发现异常.将高压头清干净后抹上绝缘脂重新安装到高压箱及X光管两端,再开启高压电源,报警依旧,再测量X光管的灯丝电阻,此时灯丝电阻变为无穷大,灯丝已断.由此证明X光管已坏.经分析:由于X射线管的铍窗等部位发生漏气,造成X射线管管球内真空破坏,在高电场作用下,管球内的气体产生电离,形成强大的离子流(俗称漏电流),因而跳闸保护.更换一新的X光管后故障消失. 8.X荧光热交换器故障 X荧光分析原理是X射线管产生的X射线通过铍窗入射到样品上,激发出样品中元素的特征X射线.正常工作时,X射线管所消耗功率的0.2%左右转变为X射线辐射,其余均变为热能,使X射线管升温,因此必须不断地通冷却水冷却靶电极,即需要热交换器来进行热交换.根据对一次冷却水的冷却方式不同,热交换器可分为水冷型和空冷型,水冷型是通过水(自来水或循环水)对一次水进行热交换,空冷型是通过空气将热量交换出去.本文介绍空冷型热交换器的制冷不足故障的维修. (1)空冷型热交换器工作原理 压缩机将气态制冷剂压缩成液体,放出大量的热量,通过散热片将热量散发到空气中,风扇强制空气流通,提高散热效果,液体制冷在蒸发器(在热交换器的水箱中,呈弹簧状镀铬铜管,其外面有一层一端开口的不锈钢外管)中汽化,吸收水中大量的热量,一次冷却水被冷却,气态制冷剂回流到压缩机再次压缩循环.被冷却后的一次冷却水由水泵加压通过软管流到光管,先在光管的外层多圈环状管内流动,对光管本体进行冷却,然后再对光管的靶电极背面进行冷却,流出光管,光管被冷却,一次冷却水温度升高,再通过软管流回热交换器的水箱,冷却后再循环,见图1 X光管冷却示意图和图2 冷却原理图. (2)故障现象 初期热交换器风扇一直转动不停,压缩机一直运转不停机,一直处于制冷状态,但主机能够正常工作.一段时间后出现水质报警和温度报警,光管高压频繁掉电,更换树脂和冷却水后(换水时发现水中有油迹,当时怀疑是光管漏油,后排除),水质正常,水质报警消除,但温度报警仍不能消除,光管高压还是频繁掉电. (3)故障分析 当出现温度报警,光管高压掉电,在热交换器运转一段时间后,温度报警消除,在加高压后,故障如前,从以上现象可以判断出热交换器制冷系统出现故障,又由于设备能够正常运转,且有一定的制冷能力,可以判断出以下几种可能1、压缩机能够运行,压缩效果不好;2、压缩机压缩效果正常,制冷剂泄漏不足,导致制冷量不能达到要求;3、循环水量不足;4、热过载(即冷凝器吸入的空气过热). 通过检查,1、环境温度为32℃,虽然有点高,但仍然处于制冷设备工作上限温度以下,第4种情况可以排除;2、冷却水箱内水是满的,水位标尺在下限以上,水压和水流量无报警出现,测量出水流量为4L/min,也是正常范围,由此可排除第3种情况.但说明书上标明第1、2两种情况现场无法修理,必须同厂方联系.同厂方联系的结果是:1、更新;2、将热交换器发到日本厂内维修.这两种处理办法我公司均无法接受:费用较高,同时严重影响生产.只能另外寻找处理办法,通过查阅设备说明书发现:制冷剂为R22,与一般空调器、家用冰箱相同,决定试着采用维修空调器的办法进行维修. 现在只需要判定故障类型,即是第1种情况,还是第2种情况,就可以进行维修.找到制冷剂加液口,试着加入少量的氟利昂(R22)后,发现制冷效果明显好转,由此可以判定为制冷剂不足. (4)故障处理 既然是制冷剂不足,补加制冷剂就行了.通过加液口补加了一些氟利昂(R22)后,设备立刻工作正常,就这么简单,维修结束.但是好景不长,第2天故障重现.制冷剂泄漏如此之快,管路上肯定有明显的泄漏点.根据经验,氟利昂泄漏处应当有油迹,通过检查水箱外的管路上均无明显的油迹,结合换冷却水时发现水箱内有油迹,可以判定漏点应当在水箱内,打开水箱发现:在从光管回水管末端,当热交换器运行时有大的、接连不断的气泡出现,当热交换器不运行时,有小的、断续的气泡出现,由此可以判定铜管有漏点. 找到漏点就要补漏.将热交换器二侧面板和前面控制箱全部取下,将与蒸发器相连的水管取下,用乙炔割刀将与蒸发器相连的两端氟利昂铜管割断,将蒸发器从水箱中取出.再将一端封闭,另一端接到氮气钢瓶上,通入氮气,将蒸发器放到水中,检查漏点.发现在外管的切口非常整齐且非常锋利,将内管(铜管)磨出一小口,制冷剂由此泄漏(见图3 管道破损处).将外管锯掉5厘米(便于焊补内管作业),并将切口向外扩张,呈喇叭口状,同时将切口磨钝(以免以后再次将内管磨通),将漏点用铜焊补好.铜管打压24小时试验,不漏后,原样装回,加入氟利昂(R22),设备运转正常,维修成功. 在热交换器的维修过程中,一些事项要特别注意,1、用乙炔割刀割铜管时必须确认管道内的冷剂已经全部排放干净,否则会引起爆炸;2、氟利昂的种类型号较多,必须选择和压缩机铭牌上标称一致的制冷剂,否则会引起压缩机过载或制冷能力不足;3、制冷剂的加入量也要严格控制(加入的时候可用压力表控制加入的压力或用台秤控制加入的重量),过多或过少均会造成制冷能力不足.
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理学X荧光光谱仪常见故障及处理方法 1.试样室抽真空故障 故障现象:当样品进入试样室后很长时间真空达不到规定值. 分析处理:分析试样室抽真空的过程,当样品进入试样室后,试样室阀开启,试样室泄放阀、分光室阀及分光室泄放阀关闭,样杯上的橡胶"V"形环用于密封与外界隔绝.试样室阀、分光室阀故障可以排除,因为它们若存在问题,则分光室的真空也不好.故障只能在试样室泄放阀及样杯的"V"形环处.经观察样杯的"V"形环有点变形,更换一新的,仍然达不到规定值.将试样室泄放阀拆开,发现其内部阀芯很脏,清干净后抹上密封硅脂,试样室真空达到正常值. 2.分光室真空故障 故障现象:分光室真空为无穷大,达不到正常值8Pa. 分析处理:经观察真空泵已经停止工作,控制真空泵的空气开关也已断开.经测量真空泵的线圈有电阻.重新开启真空泵电源,真空泵工作正常,但五分钟后分光室真空度仍然为无穷大,且真空泵电源又自动切断,可以断定分光室真空系统有问题.分光室抽真空的过程为:试样室阀、分光室泄放阀关闭,分光室阀开启,用于试样室与分光室隔开的真空快门关闭.将试样室拆卸下来后,发现真空快门的"O"形环已断,更换一个新的"O"形环,重新装好试样室.开启真空泵, 分光室真空很快降到规定范围内.但不久后真空泵电源又自动切断且电机发热很厉害,由此断定真空泵已坏.造成的原因就是:长期在非密封状态下抽真空,电机负荷太大,线圈发热太厉害,使线圈匝间短路.更换一真空泵后,分光室真空恢复正常. 3.真空快门故障 故障现象:经常发生真空快门不能打开、关闭或真空快门打开、关闭的时间太长报警,且快门"O"环的使用寿命很短. 分析处理:当真空快门不能关闭报警发生时,若按RESET键,虽报警取消,但分光室真空度已破坏,造成X-RAY管管压、管流被切断,易使价格昂贵的X-RAY管损坏.一段时间来此故障发生频繁,经观察发现真空快门与试样室表面摩擦很严重.分析真空快门的工作原理为:电机带动传动板,传动板的中心有一小孔,真空快门为一黄铜圆盘,其反面中心有一突出圆台,此处正好嵌入传动板的小孔内,传动板动作就带动快门动作.传动板套在电机轴上,然后通过一个弹簧卡一端钩在电机轴上,一端钩在传动板上.发生此故障的原因为:快门电机有问题,驱动能力下降带不动快门转动,或者是弹簧卡疲劳,弹簧张力不够,造成传动板与试样室表面摩擦严重.由于使用的年限很长,因此首先将电机拆开进行清洗,并将齿轮及电机轴抹上润滑油,经手动检查,电机转动顺畅.接着处理弹簧卡,由于无备品,于是找一根粗细相近的钢丝按照原样自制,经过这些处理后真空快门动作顺畅,不再发生此类报警且快门"O"环的使用寿命也延长了. 4.驱动器板(Driver board)故障 故障现象:仪器发出Sample no found in special position报警,试样不能进入试样室. 分析处理:经过对信号流程进行分析:计算机发出开始分析信号后,样品被旋转至进样口,进样口处有一光电传感器,传感器的光头被试样盒挡住,传感器上的发光二极管亮,证明进样口有样品,信号被传送到Driver Board板,信号经Driver Board板处理并经A/D转换后送入MCPU板,MCPU板接收到此信号后才能使后续过程执行.由此可以判断引起故障的原因:光电传感器坏、光电传感器的信号线断、Drive Board坏、MCPU板坏.首先将一试样盒放在光电传感器前,发光二极管亮,拿开试样盒发光二极管不亮,证明光电传感器是好的.接着测量光电传感器的信号线及接插头,均导通且接触良好.故障可能出在Driver Board板或MCPU板上,Driver Board板的功能很多且电路复杂.通过仔细分析电路图(如图一所示)并在线测量,光电传感器的信号通过电缆接入TUM插头的7、8、9脚进入Driver Board板,当试样盒挡在感光头前时,光电传感器的发光二极管亮,三极管TR6应导通,信号通过模数转换后,两次反向后变为低电平,同时LED69亮,低电平有效,通过D1接口将信号传入MCPU板.当无试样盒挡住光电传感器的感光头时,三极管TR6截止,LED69不亮,高电平无效.经测量三极管TR6的CE极间电压,当有试样盒时,三极管TR6的CE极间的电压为4.6VDC,当无试样盒时,三极管TR6的CE极间的电压为7.2VDC,且LED69始终不亮.由此可以证明三极管TR6已坏.三极管TR6的型号为2SC1815,用一相同型号的三极管换上,仪器故障消失,此电路板修复. 图二 5.信号传递故障的处理 故障现象:仪器在工作过程中经常发生如下故障: Filter的初始位置找不到,Spinner电机旋转不停,试样旋转台在转动过程中错位,试样进出电机从试样室出来时到不了正常位置等,样品分析完后总是报警进样口存在样品等,造成仪器不能正常工作. 分析处理:经测试检测Filter、Spinner等部位动作的光电传感器均正常,每次发生故障后将各相应的信号线的接插头重新插几次,故障就消失了.检查各个插头,发现由于使用年限较长,各接插头都已氧化变黑且弹性已失,将各接插头的氧化层去掉后,不久又氧化了,故障又重复出现.于是将插入传感器端的插头取消,直接焊接到传感器的端子上,中间与Driver Board板相连的转接头为了拆卸方便不能焊接,故用国产插头更换,对Driver Board板的插座进行去氧化层处理,经过这样处理后,信号传递的可靠性得到很大改善. 6.Al元素的分析结果为零 故障现象:Al元素的分析结果突然为0. 分析处理:首先用样品做Al元素的强度分析,分析完后结果为0.接着做了Al元素的PHA分析,完全没有PHA峰出现,由此可以判断Al元素的探测器或CAU通道板坏,将CAU通道板上的SIG/TEST开关由SIG拨向TEST,然后做PHA分析,通过PHA图形显示CAU板正常,由此确认Al探测器已坏,更换一新的探测器后Al元素的分析恢复正常. 7.X光管不能升管电压、管电流 故障现象:开启X光管电源,自动升到20KV,2MA时发生Leak current报警. 分析处理:经检查循环冷却水系统、X射线指示灯及门开关等与X射线相关联的条件均正常,因此怀疑X光管可能坏了.首先检查灯丝,将灯丝电源插头拔下,测量灯丝电阻为2Ω,未发现异常,且灯丝电压也正常.重新开启X光管,仍然报警.于是将X光管端的高压头拔出来,用绝缘摇表测量X光管的高压接线柱与外壳之间是否短路,经测量它们之间的绝缘电阻有几百兆欧,也正常.然后将高压箱端的高压头也拔出来,开启高压电源,可以加上高压且未发生报警,检查高压箱的接线柱等均未发现异常.将高压头清干净后抹上绝缘脂重新安装到高压箱及X光管两端,再开启高压电源,报警依旧,再测量X光管的灯丝电阻,此时灯丝电阻变为无穷大,灯丝已断.由此证明X光管已坏.经分析:由于X射线管的铍窗等部位发生漏气,造成X射线管管球内真空破坏,在高电场作用下,管球内的气体产生电离,形成强大的离子流(俗称漏电流),因而跳闸保护.更换一新的X光管后故障消失. 8.X荧光热交换器故障 X荧光分析原理是X射线管产生的X射线通过铍窗入射到样品上,激发出样品中元素的特征X射线.正常工作时,X射线管所消耗功率的0.2%左右转变为X射线辐射,其余均变为热能,使X射线管升温,因此必须不断地通冷却水冷却靶电极,即需要热交换器来进行热交换.根据对一次冷却水的冷却方式不同,热交换器可分为水冷型和空冷型,水冷型是通过水(自来水或循环水)对一次水进行热交换,空冷型是通过空气将热量交换出去.本文介绍空冷型热交换器的制冷不足故障的维修. (1)空冷型热交换器工作原理 压缩机将气态制冷剂压缩成液体,放出大量的热量,通过散热片将热量散发到空气中,风扇强制空气流通,提高散热效果,液体制冷在蒸发器(在热交换器的水箱中,呈弹簧状镀铬铜管,其外面有一层一端开口的不锈钢外管)中汽化,吸收水中大量的热量,一次冷却水被冷却,气态制冷剂回流到压缩机再次压缩循环.被冷却后的一次冷却水由水泵加压通过软管流到光管,先在光管的外层多圈环状管内流动,对光管本体进行冷却,然后再对光管的靶电极背面进行冷却,流出光管,光管被冷却,一次冷却水温度升高,再通过软管流回热交换器的水箱,冷却后再循环,见图1 X光管冷却示意图和图2 冷却原理图. (2)故障现象 初期热交换器风扇一直转动不停,压缩机一直运转不停机,一直处于制冷状态,但主机能够正常工作.一段时间后出现水质报警和温度报警,光管高压频繁掉电,更换树脂和冷却水后(换水时发现水中有油迹,当时怀疑是光管漏油,后排除),水质正常,水质报警消除,但温度报警仍不能消除,光管高压还是频繁掉电. (3)故障分析 当出现温度报警,光管高压掉电,在热交换器运转一段时间后,温度报警消除,在加高压后,故障如前,从以上现象可以判断出热交换器制冷系统出现故障,又由于设备能够正常运转,且有一定的制冷能力,可以判断出以下几种可能1、压缩机能够运行,压缩效果不好;2、压缩机压缩效果正常,制冷剂泄漏不足,导致制冷量不能达到要求;3、循环水量不足;4、热过载(即冷凝器吸入的空气过热). 通过检查,1、环境温度为32℃,虽然有点高,但仍然处于制冷设备工作上限温度以下,第4种情况可以排除;2、冷却水箱内水是满的,水位标尺在下限以上,水压和水流量无报警出现,测量出水流量为4L/min,也是正常范围,由此可排除第3种情况.但说明书上标明第1、2两种情况现场无法修理,必须同厂方联系.同厂方联系的结果是:1、更新;2、将热交换器发到日本厂内维修.这两种处理办法我公司均无法接受:费用较高,同时严重影响生产.只能另外寻找处理办法,通过查阅设备说明书发现:制冷剂为R22,与一般空调器、家用冰箱相同,决定试着采用维修空调器的办法进行维修. 现在只需要判定故障类型,即是第1种情况,还是第2种情况,就可以进行维修.找到制冷剂加液口,试着加入少量的氟利昂(R22)后,发现制冷效果明显好转,由此可以判定为制冷剂不足. (4)故障处理 既然是制冷剂不足,补加制冷剂就行了.通过加液口补加了一些氟利昂(R22)后,设备立刻工作正常,就这么简单,维修结束.但是好景不长,第2天故障重现.制冷剂泄漏如此之快,管路上肯定有明显的泄漏点.根据经验,氟利昂泄漏处应当有油迹,通过检查水箱外的管路上均无明显的油迹,结合换冷却水时发现水箱内有油迹,可以判定漏点应当在水箱内,打开水箱发现:在从光管回水管末端,当热交换器运行时有大的、接连不断的气泡出现,当热交换器不运行时,有小的、断续的气泡出现,由此可以判定铜管有漏点. 找到漏点就要补漏.将热交换器二侧面板和前面控制箱全部取下,将与蒸发器相连的水管取下,用乙炔割刀将与蒸发器相连的两端氟利昂铜管割断,将蒸发器从水箱中取出.再将一端封闭,另一端接到氮气钢瓶上,通入氮气,将蒸发器放到水中,检查漏点.发现在外管的切口非常整齐且非常锋利,将内管(铜管)磨出一小口,制冷剂由此泄漏(见图3 管道破损处).将外管锯掉5厘米(便于焊补内管作业),并将切口向外扩张,呈喇叭口状,同时将切口磨钝(以免以后再次将内管磨通),将漏点用铜焊补好.铜管打压24小时试验,不漏后,原样装回,加入氟利昂(R22),设备运转正常,维修成功. 在热交换器的维修过程中,一些事项要特别注意,1、用乙炔割刀割铜管时必须确认管道内的冷剂已经全部排放干净,否则会引起爆炸;2、氟利昂的种类型号较多,必须选择和压缩机铭牌上标称一致的制冷剂,否则会引起压缩机过载或制冷能力不足;3、制冷剂的加入量也要严格控制(加入的时候可用压力表控制加入的压力或用台秤控制加入的重量),过多或过少均会造成制冷能力不足.