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关于高频红外碳硫分析仪的检测原理
发布时间:2019-08-08 点击:150

       一、 原理
         红外碳硫分析仪的分析的原理就是将试样在高温炉中通氧燃烧,生成并逸出CO2和SO2气体,用此法实现碳硫元素与金属元素及其化合物的分离,然后测定CO2和SO2的含量,再换算出试样中的碳硫含量。以下是关于其的试验测量方法:

   容量法:常用的有测碳为气体容量法和非水滴定法,测硫为碘量法、酸碱滴定法。特别是气体容量法测碳、碘量法定硫,既快速又准确,是我国碳、硫联合测定最常用的方法,采用此方法的碳硫分析仪的精度,碳含量下限为0.050%,硫含量下限为0.005%,可满足大多数场合的需要。

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高频红外碳硫仪

         CO2、SO2等极性分子具有永久电偶极矩,因而具有振动、转动等结构。按量子力学分成分裂的能级,可与入射的特征波长红外辐射耦合产生吸收,朗伯—比尔定律反应了此吸收规律。
         I=I0exp(-aPL)
         式中:I0——入射光强
         I——出射光强
         a—— 吸收系数
         P——该气体的分压强
         L——分析池的长度
        创想仪器系列红外碳硫分析仪利用了CO2及SO2分别在4.26mm及7.4mm处具有较强吸收带这一特性,通过测量气体吸收后的光强变化量,分析CO2及SO2气体浓度百分含量,间接确定被测样品中的碳、硫元素的百分含量。
        分析室包括红外光源、反射镜、调制盘、吸收池、滤光片和探测器。红外光源用电加热到800℃左右产生红外辐射光,经调制器把光信号调制成80Hz的交变信号入射到吸收池,该红外光经吸收池中的CO2及SO2 气体吸收后,再经过窄带滤光片滤去除上述波长外的其它光辐射的能量入射到探测器上,则探测器上测到的是与CO2及SO2气体浓度相对应的光强,经过探测器光电转化为电信号,放大后输出模拟量信号,经A/D模数转换后,通过USB通信口送上位微机归一化处理,积分反演为碳硫元素的百分含量。

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高频红外碳硫仪
        高频红外碳硫仪的分析流程为:分析时先在电子天平上称得样品重量,输入微机,也可通过键盘输入,加入助熔剂后送进高频炉燃烧室,开始分析,第一阶段为吹氧阶段,首先打开相应电磁阀,按分析流程通氧气,目的清除管道内残留的CO2及SO2气体,当CO2及SO2 气体含量为零时,被测气体分压强P为零,这时采到信号为纯氧条件基准信号V0;第二阶段为分析释放阶段,打开高频炉,加热样品到释放温度,这时样品在高温富氧条件下立即氧化生成CO2及SO2气体,由氧气作载气输送到吸收池,放大器输出信号随被测气体浓度增加而减少,经归一化处理后,对每个数据进行线性化定标,分析结束后对线性定标数据进行面积积分、乘以系数、除以样品重量,扣除空白获得样品中碳、硫元素的百分含量。

       二、高频炉加热原理
      当金属导体处在一个高频交变电场中,根据法拉第电磁感应定律,将在金属导体内产生感应电动势,由于导体的电阻很小,从而产生强大的感应电流。由焦耳—楞次定律可知,交变磁场将使导体中电流趋向导体表面流通,引起集肤效应,瞬间电流的密度与频率成正比,频率越高,感应电流密度集中于导体的表面,即集肤效应就越严重,有效的导电面积减少,电阻增大,从而使导体迅速升温。

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