高频红外碳硫仪技术参数及操作说明.docx

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1、第一章仪器概述及主要技术指标1.1 仪器概述红外碳硫分析仪与高频感应燃烧炉配套使用，能快速、准确地测定钢、铁、合金、有色金属、水泥、矿石、玻璃及其它材料中碳、硫两元素的质量分数。是集光、机、电、计算机、分析技术等于一体的高新技术产品，具有测量范围宽、分析结果准确可靠等特点。由于采用了计算机技术，仪器的智能化、屏幕显示的图、文及数据的采集、处理等都达到了目前国内先进水平，是诸多行业测定碳、硫两元素理想的分析设备。1.2 技术指标1.2.1 测量范围：碳：O.0001%-6.OOoo%（可扩至99.999%）硫：0.0001%-0.3500%（可扩至99.999%）1.2.2 准确度及精密度：准确

2、度：碳符合IS09556-94标准硫符合IS04935-94标准精密度：符合国家计量检定规程JJG395-97标准1.2.3 分析时间：25-60秒可调，一般在35秒左右1.2.4 最小读数：0.00001%1.2.5 电子天平：称量范围：21Og读数精度：0.OO1g1. 3技术要求1.1.1 工作环境：室内温度：10-3Oe相对湿度：小于75%1.1.2 电源：要求接地良好电压AC220V5%频率50HZ2%1.1.3 氧气：纯度99.5%输入压力0.18MPa5%载氧压力0.08MPa2%1.1.4 动力气：氮气或压缩空气（净化）输入压力0.18MPa5%1.3.5气体流量：顶吹氧流量1

3、.0-2.01min分析气流量3.0-4.01/min1.3.6 干燥剂：高效变色干燥剂1.3.7 过滤剂：石英棉1. 3.8外型尺寸：检测部分XXCm高频炉cm第二章仪器组成及工作原理2.1仪器的组成本仪器由红外检测系统、高频感应燃烧炉、电脑、打印机、电子天平等组成。仪器的内部结构在下面单节中说明，这里不作介绍。2. 2基本工作原理2. 2.1红外检测原理CO2,SO,等气体分子在红外光波段，具有选择性吸收谱图，当此特定波长的红外光通过COz或S02气体后,能产生强烈的光吸收,此吸收规律可由朗伯一比耳定律得出。Io(A)=Ii(X)(-(J1)C1)(1)由于探测器是将光信号转换为电信号，当

4、探测器工作在线性区域内，贝U(I)可改写为：Vo(A)=Vi(A)(-a(J1)C1)(1)式中：Io3)、Vo分别为特定波长2的入射光强和对应的电信号值。Io(n.VO分别为通过吸收池后出射光强和对应的电信号值。(2)为测定气体在特定波长的吸收系数。由上式可知，当选定某一特定波长并且确定了分析池(吸收池)长度时，由测量光强I。能换算出混合气体中被测气体的浓度，这就是红外吸收法能定量测量气体浓度的基本原理。本仪器选定的测量波长：COz为4.26um,S0,为7.4um2.2.2高频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

5、，从而产生强大的感应电流。由焦耳一楞次定律可知，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。2. 2.3高频感应电路工作原理打开高频感应炉的电源开关，220V交流电经电源滤波器1B1后，分三路分别供整机工作，第一路经滤波器I供轴流风机F工作，第二路供灯丝变压器T2工作，第三路经固态继电器&控制，供高压电路工作。当高频开关打开后，固态继电器打开,升压变压器T1的初级加入220V交流电压，次级输出高压，经高压整流堆V匕整流后产生直流高压供给电子振荡管阳

6、极，此时C3、C、1组成1C振荡回路，燃烧加热开始。通过调整栅极电位器W,可改变栅极电流，从而改变电路中的负反馈作用。当设定的燃烧时间一到，高压电源自动关闭，燃烧加热过程结束。详见图(1)电原理图。另外，电路中设有过时过流保护装置，一旦阳极电流超过0.7A,或者燃烧时间超过1分钟，电路自动切断高压电源,并报警。听到报警声后，按下面板上的“复位”开关，报警声消除，机器恢复原工作状态，通过处理后可继续工作。2.2.4气路工作原理总氧定值器载氧413清洗Eiff1EiKI顶氧流量计吸水过滤清扫气缸清扫排灰气炉头压力表炉头=*、-E生烟支承体匚氐d气室入口由2Mit七=K=碳池流量计硫池压紧阀流量计气

7、室出口升降气缸升降图为仪器的气路原理图，氧气经过氧气瓶上端的减压阀，调节压力为0.16-0.18MPa送入仪器，供燃烧用，动力气一般采用氮气或压缩空气，供气缸用。动力气一路经压紧阀将排灰管压紧,另一路通过自动清扫阀供自动清扫装置清扫石英管，还有一路通过升降阀供气缸升降。(若用户无氮气或压缩空气，则本仪器也可以由单一的氧气供给)燃烧用气通过总氧，分二路供仪器使用：一路经0-2升/分流量计，调节一定流量后供顶吹氧。清洗过滤网时经清洗阀供除尘。另一路经Y8定值器调节，供载气用。使用定值器的目的是为了使燃烧室内保持恒压。样品经过通氧加热，迅速燃烧后产生的混合气体经脱脂棉除去粉尘，干燥剂除去水份，经气室

8、入口阀先进入硫池，再进入碳池，最后经0-5升/分流量计确定实际流量后，通过气室出口阀排入空气中。2.3整机工作原理2. 2.3.1整机工作原理见图3,图3共分上、中、下三大部分，上部是气路系统，每个葡头表示气体流动方向。中部是一个虚线框，框中反应了整个气体分析室内由箭头所联系的光信号转换电信号的全过程，下部为电路控制系统。3. 3.2分析过程简述将灼烧处理后的瓷t甘燃放入电子天平，经过去皮后，放入试样，试样重量一般在0.5Oog左右，通过按键把样品重量存入微机，再加入一定量的助熔剂，用t甘埸钳招盛有试样的用堤移至高频感应加热炉的珀埸托上，启动“升炉”开关，将气路密封后，仪器自动进行“分析”，每

9、次燃烧试样之前有一段吹氧过程，其目的是吹净气路中残留气体，使整个管路充满纯氧，因纯氧不吸收任何波长的红外光，此时测得（2）式中的Vi值。当吹氧时间结束后，即打开高频感应燃烧炉，在富氧条件下，试样达到充分燃烧，释放出二氧化碳和二氧化硫等混合气体。由于载气的作用，气体通过气路系统到达硫吸收池和碳吸收池，此时相应探测器上测得的信号分别为被测气体吸收后的电信号值（V。值），这些电信号值被放大，经前处理后输入对应的A/D芯片，它转换以每秒8次的测量速度，揩所测的全部数据输入计算机，最后通过公式换算出被测气体的即时浓度，测量结束后将整个燃烧过程的浓度累加起来，经计算机处理后得出样品中碳、硫的百分含量。第三

10、章仪器的结构与安装3.1 仪器的结构本仪器共分五个部分：红外检测部分、高频感应加热部分、电脑、打印机、电子天平等，下面重点介绍高频感应加热部分及红外检测部分的内部结构。高频感应燃烧炉内部采用框架结构，分上、中、下三层排布，上层安装高频产生电路，过时、过流保护电路及电磁阀控制电路，中层安装电源、气路电磁阀、分析气体的过滤干燥等器件，下层安装高压变压器等。从正面看，左面整齐放置的分别是板流指示电流表、栅流批示电流表，电流表的下方是脱脂棉除尘装置，载氧压力表及载氧调节旋钮，顶氧流量计和分析气流量计，仪器右侧部位是燃烧炉的燃烧区，其上方为燃烧后释放气体的过滤及清扫系统。仪器左下方是电源开关，过时、过流

11、复位，升、降炉开关和气缸，气缸是供分析样品时将试样送入燃烧区及燃烧结束后招试样取出用。红外检测装置中有模块电源、电源插座、保险丝和主机板。另有双层屏蔽气体分析室，室内有碳测试室和硫测试室。3.2 仪器的安装3. 2.1安装前准备工作注意：准备工作的事项，用户必须在公司安装人员到达之前准备妥善！3. 2.1.1工作环境要求分析室：远离酸碱等腐蚀气体、尘埃、震动和干扰测定的场所环境温度：10-3Oe相对湿度：75%4. 2.1.2电源供电：接地良好电压AC220V5%频率50Hz2%功率5KVA稳压设备：功率5KVA稳压精度高于2%氧气：纯度99.5%动力气：氮气或压缩空气(净化：无油和水)工具：

12、开箱工具3.2.2仪器安装步骤3.2.2.1高频炉的安装(1)拆开包装箱，将仪器取出后，用螺丝刀及活动扳手取下仪器后盖板，再取下右侧板，在仪器的右侧面用螺丝刀拧开内罩盖板，将高频炉高频部分的机芯取出。按图8所示的位置将真空电容的一端用螺丝与机芯底板固定好。另一端用连接铜片与电容及加热圈固定，再用螺丝刀将机芯上所有器件中的固定螺丝拧紧。把机芯放回原处，取出电子管插入管座中，将上端散热器，铜条等螺丝固定紧。(2)用扳手将炉头上的进氧接头和炉气接头上的皮管取下，用手拧开紧固件取下炉腔，籽石英管从上方放入炉架中，在炉架中部穿过感应圈。石英管的上端将取下的炉腔按照原样安装好。石英管的下端套上涂有真空硅脂

13、的红色硅胶垫圈。(3)检查内部螺丝有无松动，检查机箱内有无其它无关的杂物。(4)固定好机芯、固定螺丝及内罩盖板螺丝，安装好右侧板及后盖板。3.2.2.2检测部分的安装(1)拆开包装箱，将仪器所有部件取出后，按照外形结构放置好。(2)打开红外检测装置的上顶盖，检查印刷线路板及各种接插件是否有松动，将这些器件重新插一次，再恢复原位。(3)连接好电源，各种气路管道及各种连线。第四章调试4.1 调试前的准备工作(用户自备)4.1.1 马弗炉：用于处理瓷t甘埸，最高温度130Oe4.1.2 标准样品：根据本单位常用分析样品的含量、材质自备4.1.3干燥器：贮存处理好的瓷t甘埸和标样4.2调试步骤4.2.

14、1打开仪器电源至正常运行等待状态(按第五章第一节操作)。4.2.2调节电压换档开关至与电网电压相接近的档位上。4.2.3开氧气瓶总阀门，调节减压阀出口压力为0.16-0.18MPa4.2.4调节动力气压力为0.18-0.2MPao4.2.5 “F8”功能键后，依次键入“1、2、3、5、6”数字键，打开“总气阀”“吹氧阀”“载气阀”“气室入口阀”“气室出口阀“电磁阀，调节高频炉中顶氧流量为1.0-2.0升/分(一般为1.3升/分)，分析气流量为3.0-4.5升/分(一般为3.2升/分)，载气压力为0.08MPa,等待数秒钟后，依次关闭“气室出口阀”“载气阀”“吹氧阀”“总气阀”电磁阀，此时载气压

15、力表上的指示值不应下跌。如有下跌需根据气路原理检查气路，找出漏气原因，等排除后方可燃烧样品。4.2.6 选择好通道号及通道参数(按第五章操作)。4.2.7 2.7输入品种炉号(按第五章操作)。4.2.8选择手动分析或自动分析以确定是否要进行系统功能的设置。4.2.9手动键入重量后，取一只处理好的t甘埸，在珀端内部加入约0.5g左右的钢样，在钢样的上方加入一勺铝粒，用珀堀钳将出堀放在t甘堤托上，按“升炉”开关，将盛有钢样的爸t甘埸送入燃烧区，按选定的分析操作方式进行操作，等显示百分含量后即完成1次分析操作。4.2.10连续分析3-5个废样后，按第五章第八节校正方法对仪器进行校正后，即可分析试样。4.3通道的用途和选用方法：通道参数是分析过程中直接参与运算及控制用的主要参数，它直接影响分析结果的准确度，由于分析材料的不同，在分析过程中碳、硫的释放也不相同，为了取得一致的分析结果，应根据材料选择不同的通道参数，才能确保分析结果的准确度。红外碳硫分析仪共设置16个通道，测试碳用缸色编号有1-8通道，测试硫用蓝色编号有-8通道，每个通道共设6项内容，除参考是供用户识别各通道的标记，并不参与控制