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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(xué)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(dāng)特定波長的紅外光通過CO2或SO2氣體后，能產(chǎn)生強(qiáng)烈的光吸收。
由于探測器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，當(dāng)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(shí)，由測量光強(qiáng)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(jī)，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(yīng)的光強(qiáng)，經(jīng)過探測器光電轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)微機(jī)進(jìn)行歸一化定標(biāo)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(dá)，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(jìn)入微機(jī)，在微機(jī)中經(jīng)線性化運(yùn)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(biāo)
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(kuò)至99.999%) 硫：0.0005%-0.3500%(可擴(kuò)至99.999%) |
稱樣量（固體鋼標(biāo)） | ： | 標(biāo)準(zhǔn)0.5g（萬分之一電子天平0.1mg聯(lián)機(jī)不定量秤樣）） |
分析精度 | ： | 符合GBT 20123-2006標(biāo)準(zhǔn) |
靈敏度（最小讀數(shù)） | ： | C/S：0.1ppm |
重復(fù)性 | ： | ≤0.8% |
分析時(shí)間 | ： | 20-100秒可調(diào)（通常為35秒） |
工作周期 | ： | 24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) |
示值誤差 | ： | 含碳量（0.005-0.010）%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），最大允許誤差±0.002%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）； （＞0.010-0.100）%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），最大允許誤差±0.005%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）； （＞0.100-1.000）%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），最大允許誤差±0.010%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）； （＞1.00-4.00）%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），最大允許誤差±0.030%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）； （＞4.00）%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），最大允許誤差±0.050%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。 |
高頻感應(yīng)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(shí)、過流報(bào)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(shè)計(jì)：整機(jī)采用雙CPU上、下位機(jī)模塊化設(shè)計(jì)，下位機(jī)選用Atmega162為控制單片機(jī)，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(jī)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(biāo)準(zhǔn)配置一個(gè)碳池、一個(gè)硫池，并預(yù)置低碳和高硫接口，可實(shí)現(xiàn)軟件自動切換。以實(shí)現(xiàn)碳硫含量范圍超寬檢測； 8.電機(jī)：步進(jìn)電機(jī)，熱穩(wěn)定性好，連續(xù)使用壽命10萬小時(shí)。 |
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(zhǔn)確度； 提供樣品管理功能，可對樣品名稱、標(biāo)識進(jìn)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(shè)置不同用戶權(quán)限。 |
顯示功能 | ： | 碳硫各一個(gè)曲線框，動態(tài)顯示分析過程中的各項(xiàng)實(shí)時(shí)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(shí)間、操作員、樣品名稱、標(biāo)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(shè)定、通道選擇、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、結(jié)果校正、曲線比較等多項(xiàng)功能； 可在軟件中實(shí)現(xiàn)碳硫工作曲線的生成并進(jìn)行曲線擬合； 可單點(diǎn)、多點(diǎn)、線性校正，可建立一次、二次、三次、四次、五次校正曲線。 |