高頻紅外測碳儀紅外檢測原理
CO2、SO2等極性分子具有電偶極矩,因而具有振動和轉(zhuǎn)動等結(jié)構(gòu)。按量子力學分成分裂的能級,可與入射的特征波長紅外光耦合產(chǎn)生吸收,氣體分子在紅外光波段,具有選擇性吸收譜圖,當特定波長的紅外光通過CO2或SO2氣體后,能產(chǎn)生強烈的光吸收。
由于探測器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,當探測器工作在線性區(qū)域內(nèi),選定某一特定波長并且確定了分析池(吸收池)長度時,由測量光強能換算出混合氣體中被測氣體的濃度,這就是紅外吸收法能定量測量氣體濃度的基本原理。本儀器選定的測量波長:CO2為4.26um,SO2為7.4um。
分析室包括微型紅外光源,反光鏡,調(diào)制電機,吸收池,濾光片和探測器。微型紅外光源用電加熱到800℃產(chǎn)生紅外光,經(jīng)吸收池被CO2、SO2吸收后再經(jīng)過窄帶濾光片,濾去除上述波長外的其他光輻射的能量,入射到探測器上,則探測器上檢測到的是與CO2、SO2濃度相對應的光強,經(jīng)過探測器光電轉(zhuǎn)化為電信號,再經(jīng)微機進行歸一化定標處理,積分反演成為碳硫元素的百分含量。在光源與吸收池之間放有調(diào)制馬達,把光信號調(diào)制成64Hz的交變輻射信號。探測器輸出的中心頻率為64Hz。
由熱釋電器件轉(zhuǎn)化為電信號經(jīng)前置放大和后級放大后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換進入微機,在微機中經(jīng)線性化運算使之轉(zhuǎn)換成與CO2、SO2含量成比例的數(shù)值。
高頻紅外測碳儀技術(shù)規(guī)格和指標
1.基本參數(shù):儀器性能及附件
測定元素 | : | 碳硫聯(lián)測 |
分析原理 | : | 高頻爐燃燒—紅外線吸收法檢測 |
分析范圍 | : | 碳:0.0005%-6.0000%(可擴至99.999%) 硫:0.0005%-0.3500%(可擴至99.999%) |
稱樣量(固體鋼標) | : | 標準0.5g(萬分之一電子天平0.1mg聯(lián)機不定量秤樣)) |
分析精度 | : | 符合GBT 20123-2006標準 |
靈敏度(最小讀數(shù)) | : | C/S:0.1ppm |
重復性 | : | ≤0.8% |
分析時間 | : | 20-100秒可調(diào)(通常為35秒) |
工作周期 | : | 24h連續(xù)運轉(zhuǎn) |
示值誤差 | : | 含碳量(0.005-0.010)%(質(zhì)量分數(shù)),最大允許誤差±0.002%(質(zhì)量分數(shù)); (>0.010-0.100)%(質(zhì)量分數(shù)),最大允許誤差±0.005%(質(zhì)量分數(shù)); (>0.100-1.000)%(質(zhì)量分數(shù)),最大允許誤差±0.010%(質(zhì)量分數(shù)); (>1.00-4.00)%(質(zhì)量分數(shù)),最大允許誤差±0.030%(質(zhì)量分數(shù)); (>4.00)%(質(zhì)量分數(shù)),最大允許誤差±0.050%(質(zhì)量分數(shù))。 |
高頻感應加熱爐 | : | .(1)采用自激式定向耦合器反饋功率,保證輸出功率一致,樣品得到充分燃燒,穩(wěn)定性好。 (2)采用7.5kvA高頻功率管。 (3)能夠自動檢測電磁閥、升降氣缸及高頻工作狀況。 (4)自動過時、過流報警。 (5)采用高精度電子流量控制器,保證氣流穩(wěn)定,具備自動檢漏功能。 (6)配置排灰系統(tǒng):配備過濾裝置,使用0.4μm以上超微孔金屬過濾器,確保粉塵與氣體的分離。 (7)配備爐頭加熱及自動清掃裝置,減少粉塵對分析結(jié)果的影響。有自動清掃、氧氣凈化裝置。 |
粉塵過濾器 | : | 0.4微米超微孔金屬過濾器,確保粉塵與氣體的分離 |
除塵系統(tǒng) | : | 自動清掃:可減少粉塵對分析結(jié)果的影響 排灰系統(tǒng):高壓排灰,清除管道灰塵 |
檢測系統(tǒng) | : | 1.電路設計:整機采用雙CPU上、下位機模塊化設計,下位機選用Atmega162為控制單片機,電子線路高度集成,穩(wěn)定可靠; 2.采樣:采用高速24位ADS1224采樣芯片,采樣精度高; 3.通訊:上下位機采用USB2.0接口通訊,大大提高了通訊速度; 4.連接:紅外檢測部分與高頻爐采用安捷倫1521/2521高速光纖連接,配合多級隱蔽式隔離電路,杜絕了高頻干擾; 5.電源:工業(yè)級一體化線性模塊電源,輸出穩(wěn)定; 6.光源:特制新型鉑金紅外線光源,發(fā)熱持續(xù)、光譜特性效率高; 7.分析池:鍍金碳硫分析池及高精度熱釋電紅外探測器;標準配置一個碳池、一個硫池,并預置低碳和高硫接口,可實現(xiàn)軟件自動切換。以實現(xiàn)碳硫含量范圍超寬檢測; 8.電機:步進電機,熱穩(wěn)定性好,連續(xù)使用壽命10萬小時。 |
2.分析軟件
操作軟件 | : | 采用Deliph軟件編譯,WINDOWS XP全中文操作軟件。 |
分析通道 | : | 提供通道管理功能,碳硫通道可自行增加、刪除和編輯,無數(shù)量限制。 |
分析功能 | : | 分析過程動態(tài)數(shù)據(jù)積分、每秒20次采樣,提高了分析的靈敏度和準確度; 提供樣品管理功能,可對樣品名稱、標識進行編輯,并可增加和刪除樣品名; 軟件提供多用戶管理系統(tǒng),可由管理員設置不同用戶權(quán)限。 |
顯示功能 | : | 碳硫各一個曲線框,動態(tài)顯示分析過程中的各項實時數(shù)據(jù)和碳、硫釋放曲線。 |
數(shù)據(jù)處理功能 | : | 分析結(jié)果采用ACCESS數(shù)據(jù)庫方式存儲,可存儲每次分析碳硫的所有數(shù)據(jù)及曲線; 分析結(jié)果隨意查詢,可根據(jù)時間、操作員、樣品名稱、標識等多方面查詢; 提供曲線/數(shù)據(jù)存儲、空白扣除、參數(shù)設定、通道選擇、數(shù)理統(tǒng)計、結(jié)果校正、曲線比較等多項功能; 可在軟件中實現(xiàn)碳硫工作曲線的生成并進行曲線擬合; 可單點、多點、線性校正,可建立一次、二次、三次、四次、五次校正曲線。 |