紅外碳硫分析儀與高頻感應燃燒爐配套使用,能快速、準確地測定鋼、鐵、合金、有色金屬、水泥、礦石、玻璃及其它材料中碳、硫兩元素的質量分數。是集光、機、電、計算機、分析技術等于一體的高新技術產品,具有測量范圍寬、分析結果準確可靠等特點。由于采用了計算機技術,儀器的智能化、屏幕顯示的圖、文及數據的采集、處理等都達到了目前國內先進水平,是諸多行業(yè)測定碳、硫兩元素理想的分析設備。
· 高頻燃燒和紅外檢測部分一體化設計;
· 戴爾品牌臺式計算機,液晶顯示器和激光打印機;
· 國產儀器中,獨有一氧化碳補償,分析結果更準確;
· 氣路控制系統(tǒng)采用標準金屬接插件,氣路系統(tǒng)簡潔,氣密性好,控制閥采用日本SMC閥,系統(tǒng)連續(xù)分析10,0000個樣品無故障;
· 獨有的氣路反吹設計,可連續(xù)分析上千個樣品而不需清掃爐頭。
· 兩套碳探測系統(tǒng),碳測量范圍更寬;
· 高精度氣體數字質量流量控制器,不受溫度、壓力等外界因素影響,精度和穩(wěn)定性均超過浮子流量計;
· 紅外探測裝置采用獨有的光電一體化設計,結構精巧耐用,可靠性和穩(wěn)定性達到J(軍)級標準;
· 瑞士進口的調制電機,可連續(xù)工作30000小時無故障;
· 超微孔不銹鋼金屬粉塵過濾器,耐蝕、無需清洗長期使用。
· 軟件特點:
· 獨有的雙操作系統(tǒng),系統(tǒng)平均無故障(MTBF)指標為20000小時;
· 獨有的多曲線設計,系統(tǒng)最多可存儲20條碳曲線,10條硫曲線,支持用戶自行設置曲線;
· 獨有的溫度、壓力、流量和峰寬補償,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
碳元素:
· 分析范圍: C1: 0.0001[%] - 0.1[%], C2: 0.01[%] - 99.9[%]
· 分析精度: RSD≤ 0.4[%]
· 準確度,高于ISO9556標準
硫元素:
· 分析范圍:S1: 0.0001[%] - 10[%]
· 分析精度: RSD≤ 1.0[%]
· 準確度:高于ISO4935標準
高頻紅外碳硫分析儀是一款能夠進行快速測定碳含量和硫含量的先進分析設備,我國上世紀七十年代末開始引入進口高頻紅外碳硫儀,經過二十多年的發(fā)展高頻紅外碳硫分析儀技術日趨成熟,目前我國高頻紅外碳硫儀市場上的種類眾多,如何選擇一款滿足用戶要求的高性價比的儀器,本文將從四方面進行論述。
一、選購儀器的適用原則:
目前市場上的碳硫儀品牌眾多,高中低檔儀器都有,作為用戶購買碳硫儀時應該本著適用原則,不要造成不必要的浪費,也不要為了節(jié)約成本而使買回的儀器無法達到自己的需求。所以建議用戶在買儀器之前要多方考察,做到有的放矢。
二、選擇什么燃燒方式:
高頻紅外碳硫儀的分析原理是經過高頻感應燃燒使碳、硫元素轉化為CO2和SO2氣體,再根據CO2和SO2氣體對紅外光線的特定吸收波長來探測其濃度的。那么碳硫儀的燃燒方式就極為重要,目前市場上的碳硫儀燃燒方式大概分為兩大類:一類是“前控氧,后控氧”方式;另一類是“前大氧,后控氧”方式。
(氧氣的作用:氧氣在整個分析過程中分別起到:助燃氣、載氣的作用)
這兩種燃燒方式的差別主要在于氧氣助燃氣的控制與不控制,相同點是對于氧氣載氣都采取了恒定流量的控制。兩者的比較:
1、 前控氧,后控氧的燃燒方式,對于進入燃燒室的氧氣限定一個固定的流量,這種燃燒方式對于儀器的調試相對簡單一些,但相對轉換率低,長期穩(wěn)定性不好,長時間使用后出廠時設定的流量會產生變化,影響燃燒,導致用戶要經常調節(jié)燃燒氣流的大小。
2、 前大氧,后控氧的燃燒方式,對于進入燃燒室的氧氣采取儀器允許量,保證儀器在燃燒時的耗氧量,這種燃燒方式樣品燃燒的更完全,轉換率高,但對于調試難度較大,需要配合數字質量型流量計的使用(此方式為國際先進的燃燒方式,美國力可公司也采取此方式)。
從儀器分析原理可見,燃燒轉換率的高低和是否穩(wěn)定是關系到儀器數據好壞的重要因素,因此建議用戶選擇采用“前大氧,后控氧”燃燒方式的儀器。
三、樣品數據的判定依據:
樣品數據的判定可從儀器的穩(wěn)定性、準確性、精確度三方面作為判定的依據。
1、儀器穩(wěn)定性:
儀器的穩(wěn)定性、長期穩(wěn)定性是考驗儀器的最有效依據。
(1) 穩(wěn)定性的判定依據是根據相對標準偏差(RSD)來判定的,方法是選擇同種樣品連續(xù)測7個數據,根據公式算得,因為是連續(xù)測定的數據,因此只能反應出儀器一個時刻內的穩(wěn)定性,通常儀器都能滿足C≤0.5[%],S≤1.5[%]。(C:0.1[%]-1[%],S:0.01[%]-0.1[%])
(2) 長期穩(wěn)定性的判定依據是再現性的好壞,再現性是指同種樣品在不同的時間段測定的數據的好壞,這個時間段有可能是一小時、一天或一周乃至一個月,長期穩(wěn)定性的好壞能反映出儀器的整體性能,通常穩(wěn)定性好的儀器至少可以做到一天內數據變化不會超差。
2、儀器的準確性:
儀器的準確性通常以線性的好壞來判定,線性的概念是指儀器生產廠家出廠時對儀器進行的數據標定,通常在測定量程內由低到高通過公式平滑處理成一條直線。線性的好壞直接影響分析的準確性,高頻紅外碳硫儀采用的是參比法定值,線性起參照作用,如果線性不準被測樣品值也一定不準。線性好壞的判定可采取在量程范圍內任選幾點標鋼進行測量,用高含量的標鋼測定值校準儀器,相應的低含量的標鋼測定值應在允許誤差范圍內。
3、儀器的精確度:
儀器的精確度通常是廠商宣傳的重點,用戶需要了解探測器的靈敏度和儀器的精確度是不同的概念,通常探測器的靈敏度都非常高,但儀器的精確度還受其他因素影響。通常對儀器的標定有兩種方式,一種是氣體標定,另一種是固體標定。采用氣體標定的儀器通常宣傳的精確度比較高,但此精度不適用于日常分析。采用固體標定的儀器通常宣傳的精確度相對低些,但固體標定的儀器更適合用戶的日常使用。
四、注重儀器的可靠性:
儀器的可靠性指標在儀器的實際應用上是一個十分重要的指標,穩(wěn)定性、準確性、精確度指的都是儀器分析數據方面的性能指標,可靠性則是衡量儀器故障率的重要指標,如果穩(wěn)定性、準確性、精確度等是儀器的枝葉,那么可靠性就是儀器的根基�?煽啃栽趦x器的日常使用方面很重要,如果儀器的可靠性不佳,那儀器的其他指標都無從談起了。
參見高頻紅外碳硫分析儀結構框圖。圖中深黑色線連接的是電路系統(tǒng),淺黑色線連接的是氣路系統(tǒng),虛線方框內所示的是裝在屏蔽恒溫箱中的部件。
CO2、S O2等極性分子具有電偶極矩,因而具有振動、轉動等結構。按量子力學分成分裂的能級,可與入射的特征波長紅外輻射耦合產生吸收,朗伯—比爾定律反應了此吸收規(guī)律。
I=I0exp(-aPL)
式中:I0——入射光強
I——出射光強
a—— 吸收系數
P——該氣體的分壓強
L——分析池的長度
HCS-500型紅外碳硫分析儀利用了CO2及SO2分別在4.26μm及7.4μm處具有較強吸收帶這一特性,通過測量氣體吸收后的光強變化量,分析CO2及SO2氣體濃度百分含量,間接確定被測樣品中的碳、硫元素的百分含量。
分析室包括紅外光源、反射鏡、調制盤、吸收池、濾光片和探測器。紅外光源用電加熱到800℃左右產生紅外輻射光,經調制器把光信號調制成80Hz的交變信號入射到吸收池,該紅外光經吸收池中的CO2及SO2 氣體吸收后,再經過窄帶濾光片濾去除上述波長外的其它光輻射的能量,入射到探測器上,則探測器上測到的是與CO2及SO2氣體濃度相對應的光強,經過探測器光電轉化為電信號,放大后輸出模擬量信號,經A/D模數轉換后,通過USB通信口送上位微機歸一化處理,積分反演為碳硫元素的百分含量。
HCS-500型髙頻紅外碳硫儀的分析流程為:分析時先在電子天平上稱得樣品重量,輸入微機,也可通過鍵盤輸入,加入助熔劑后送進髙頻爐燃燒室,開始分析,階段為吹氧階段,首先打開相應電磁閥,按分析流程通氧氣,目的清除管道內殘留的CO2及SO2氣體,當CO2及SO2 氣體含量為零時,被測氣體分壓強P為零,這時采到信號為純氧條件基準信號V0;第二階段為分析釋放階段,打開髙頻爐,加熱樣品到釋放溫度,這時樣品在髙溫富氧條件下立即氧化生成CO2及SO2氣體,由氧氣作載氣輸送到吸收池,放大器輸出信號隨被測氣體濃度增加而減少,經歸一化處理后,對每個數據進行線性化定標,分析結束后對線性定標數據進行面積積分、乘以系數、除以樣品重量,扣除空白獲得樣品中碳、硫元素的百分含量。
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