KR-HW2008型紅外碳硫介紹
1、儀器概述
KR-HW2008型紅外碳硫分析儀與GP2000型高頻感應(yīng)燃燒爐配套使用，能快速、準(zhǔn)確地測(cè)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(zhì)量分?jǐn)?shù)。這套設(shè)備是集光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)、分析技術(shù)等于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，具有測(cè)量范圍寬、分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠等特點(diǎn)。由于采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，儀器的智能化、屏幕顯示的圖、文及數(shù)據(jù)的采集、處理等都達(dá)到了目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，是諸多行業(yè)測(cè)定碳、硫兩元素理想的分析設(shè)備。
1．1技術(shù)指標(biāo)
測(cè)量范圍：
碳：0.00001%-10.0000%(可擴(kuò)至99.9999%)
硫：0.00001%-0.3500%(可擴(kuò)至99.9999%)
準(zhǔn)確度及精密度：
準(zhǔn)確度：碳符合ISO9556標(biāo)準(zhǔn)
硫符合ISO4935標(biāo)準(zhǔn)
精密度：符合國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG395-97標(biāo)準(zhǔn)
分析時(shí)間：25-60秒可調(diào)，一般在35秒左右
*小讀數(shù)：0.00001%
電子天平：稱量范圍：0-110g
讀數(shù)精度：0.0001g
1．2要求
工作環(huán)境：室內(nèi)溫度：10-30℃
相對(duì)濕度：小于75%
電源：要求接地良好
電壓AC220V±5%
頻率50Hz±2%
氧氣：純度≥99.5%
輸入壓力 0.18MPa±5%
載氧壓力 0.08MPa±2%
動(dòng)力氣：氮?dú)饣驂嚎s空氣（凈化）
輸入壓力 0.20MPa±5%
氣體流量：頂氧流量 1.0-2.0L/min
分析氣流量 2.5-4.5L/min
干燥劑：高效變色干燥劑
過濾劑：石英棉
外型尺寸：檢測(cè)部分1300×600×770mm
高頻爐600×600×1200mm
2、結(jié)構(gòu)及原理
2.1 儀器的組成
圖（1）整機(jī)外型圖
本儀器由紅外檢測(cè)系統(tǒng)、高頻感應(yīng)燃燒爐、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、電子天平等組成，見圖（1）。
儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在下面單節(jié)中說明，這里不作介紹。
2.2 基本工作原理
2.2.1 紅外檢測(cè)原理
CO2、SO2等氣體分子在紅外光波段，具有選擇性吸收譜圖，當(dāng)某此特定波長(zhǎng)的紅外光通過CO2或SO2氣體后，能產(chǎn)生強(qiáng)烈的光吸收，此吸收規(guī)律可由朗伯-比爾定律得出。
IO(λ)=Ii(λ)(- α(λ)CL)…………………………(1)
由于探測(cè)器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，當(dāng)探測(cè)器工作在線性區(qū)域內(nèi)，則(1)可改寫為：
VO(λ)=Vi(λ)(- α(λ)CL)…………………………(1)
式中：Ii(λ) 、Vi(λ)分別為特定波長(zhǎng)λ的入射光強(qiáng)和對(duì)應(yīng)的電信號(hào)值。
IO(λ) 、VO(λ)分別為通過吸收池后出射光強(qiáng)和對(duì)應(yīng)的電信號(hào)值。
α(λ)為測(cè)定氣體在特定波長(zhǎng)λ的吸收系數(shù)。
圖（2）分析池光路圖
由上式可知，當(dāng)選定某一特定波長(zhǎng)并且確定了分析池（吸收池）長(zhǎng)度時(shí)，由測(cè)量光強(qiáng)IO能換算出混合氣體中被測(cè)氣體的濃度，這就是紅外吸收法能定量測(cè)量氣體濃度的基本原理。本儀器選定的測(cè)量波長(zhǎng)：CO2為4.26um，SO2為7.4um。
2.2.2 高頻加熱原理
當(dāng)金屬導(dǎo)體處在一個(gè)高頻交變電場(chǎng)中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，將在金屬導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于導(dǎo)體的電阻很小，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流。由焦耳—楞次定律可知，交變磁場(chǎng)將使導(dǎo)體中電流趨向?qū)w表面流通，引起集膚效應(yīng)，舜間電流的密度與頻率成正比，頻率越高，感應(yīng)電流密度集中于導(dǎo)體的表面，即集膚效應(yīng)就越嚴(yán)重，有效的導(dǎo)電面積減少，電阻增大，從而使導(dǎo)體迅速升溫。
2.2.3 高頻感應(yīng)電路工作原理
打開面板上的電源開關(guān)，220V交流電壓經(jīng)電源濾波器LB1后分三路分別供整機(jī)工作，一路經(jīng)濾波器LB2供軸流風(fēng)機(jī)F工作，一路供燈絲變壓器T2工作，一路經(jīng)固態(tài)繼電器K2控制供高壓電路工作。當(dāng)高頻開關(guān)打開后，固態(tài)繼電器K2打開，升壓變壓器T1的初級(jí)加入220V交流電壓，次級(jí)輸出高壓，經(jīng)高壓整流堆V1-V4整流后產(chǎn)生直流高壓供振蕩管制陽極，此時(shí)C3、C4、L2組成LC振蕩回路，燃燒加熱開始。通過調(diào)整柵極電位器W，可改變柵極流，從而改變電路中的負(fù)反饋?zhàn)饔谩．?dāng)設(shè)定的燃燒時(shí)間一到，高壓電源自動(dòng)關(guān)閉，燃燒加熱過程結(jié)束。詳見圖（3）電原理圖。
圖（3）高頻感應(yīng)電原理圖
另外,電路中設(shè)有過時(shí)過流保護(hù)裝置，一旦陽極電流超過0.7A，或者燃燒時(shí)間超過1分鐘，電路自動(dòng)切斷高壓電源并報(bào)警。聽到報(bào)警聲后，按下面板上的〖復(fù)位〗開關(guān)，報(bào)警聲消除，機(jī)器恢復(fù)原工作狀態(tài)，通過處理后可繼續(xù)工作。
2.2.4 氣路工作原理
圖（4）氣路原理圖
圖（4）為儀器的氣路原理圖，氧氣經(jīng)氧氣瓶上端的減壓閥，調(diào)節(jié)壓力為0.18-0.2MPa送入儀器，供燃燒用，動(dòng)力氣一般采用氮?dú)饣驂嚎s空氣，供動(dòng)力用。
動(dòng)力氣一路經(jīng)壓緊閥將排灰管壓緊。一路通過自動(dòng)清掃閥供自動(dòng)清掃裝置清掃石英管，一路通過升降閥供氣缸升降。
燃燒用氣通過總氧閥經(jīng)凈化爐凈化干燥后分二路供儀器：一路經(jīng)0-3 L/min流量計(jì)調(diào)節(jié)一定期流量后供頂吹氧。清洗過濾網(wǎng)時(shí)經(jīng)清洗閥供除塵。一路經(jīng)定值器調(diào)節(jié)，供載氣用使用定值器的目的是為了使燃燒室內(nèi)保持定壓。樣品通過加熱通氧燃燒后產(chǎn)生的混合氣體經(jīng)脫脂棉除去粉塵，干燥劑除去水份，經(jīng)氣室入口閥進(jìn)入硫池，再經(jīng)0-5 L/min流量計(jì)進(jìn)入碳池，*后經(jīng)0-5 L/min流量計(jì)確定實(shí)際流量后經(jīng)氣室出口閥放空。
2.3 整機(jī)工作原理
2.3.1 整機(jī)工作原理見圖（5），共分上、中、下三大部分，上部是氣路系統(tǒng)，每個(gè)箭頭表示氣體流動(dòng)方向；中部是一個(gè)虛線框，框中反應(yīng)了整個(gè)氣體分析室內(nèi)由箭頭所聯(lián)系的光信號(hào)轉(zhuǎn)換電信號(hào)的全過程；下部為電路控制系統(tǒng)。
圖（5）整機(jī)框圖
2.3.2 分析過程簡(jiǎn)述
將灼燒處理后的瓷坩堝放入電子天平，經(jīng)過去皮重量后，放入試樣，試樣重量一般在1.000g以內(nèi)，通過按鍵把樣品重量存入微機(jī)，加入一定量的助熔劑，用鑷子將盛有試樣的坩堝移至高頻感應(yīng)爐的燃燒室，啟動(dòng)〖升爐〗開關(guān)，將氣路密封后，儀器自動(dòng)進(jìn)行“分析”，在燃燒試樣之前有一段吹氧過程，其目的是吹凈氣路中殘留氣體，使整個(gè)管路充滿純氧，因純氧不吸收任何波長(zhǎng)的紅外光，此時(shí)測(cè)得（2）式中的Vi(λ)值。當(dāng)吹氧時(shí)間結(jié)束后，即打開高頻感應(yīng)燃燒爐，在富氧條件下，試樣達(dá)到充分燃燒，釋放出二氧化碳和二氧化硫等混合氣體。由于載氣的作用，氣體通過氣路系統(tǒng)到達(dá)硫吸收池和碳吸收池，此時(shí)相應(yīng)探測(cè)器上測(cè)得的信號(hào)分別為被測(cè)氣體吸收后的電信號(hào)值（VO(λ)值），這些電信號(hào)值被放大，經(jīng)前處理后輸入對(duì)應(yīng)的A/D芯片，它轉(zhuǎn)換以每秒4次的測(cè)量速度，將所測(cè)的全部數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，*后通過公式換算出被測(cè)氣體的即時(shí)濃度，測(cè)量結(jié)束后將整個(gè)燃燒過程的濃度累加起來，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得出樣品中碳、硫的百分含量。
3、配置
3．1高頻感應(yīng)燃燒爐：
u 加熱方式：帶燃燒控制功能的高頻感應(yīng)加熱方式。
u 功率：輸出功率大于2.5KW，選用風(fēng)冷陶瓷功率管。
u 柵極電流：*高可達(dá)200mA，可任意設(shè)定，自動(dòng)控制。
u 采用坩堝規(guī)格：直徑φ23-φ25mm
u 清掃裝置：配置自動(dòng)清掃裝置除塵裝置。
u 氣路系統(tǒng):采用進(jìn)口器件，穩(wěn)定可靠、流量控制準(zhǔn)確、密封性好。
3．2紅外檢測(cè)系統(tǒng)：
u 核心部件紅外檢測(cè)池選用高效、長(zhǎng)壽命的鉑金微型紅外光源及金屬反射鏡。
u 采用單片機(jī)控制的航空級(jí)高精度步進(jìn)電機(jī)，使用壽命10萬小時(shí)以上。
u 高精度紅外熱釋電探測(cè)器。
u 窄帶濾光片、高精度采樣卡。
u **級(jí)一體化模塊電源。
3．3微機(jī)系統(tǒng)及軟件：
u 品牌電腦：奔騰Pentinm4-2.8GHZ、256MB、80GB的硬盤，1.44MB軟驅(qū)，17寸彩色純平顯示器。
u 支持WindowsXP中文操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。
u 操作軟件中文操作界面，報(bào)表功能標(biāo)準(zhǔn)配置（儀器軟件自帶），分析通道碳硫各大于8條，可自行編輯較為靈活的分析方法。
u 分析備件：可設(shè)定板極電流進(jìn)行升溫分析，可以任意設(shè)定積分時(shí)間及累計(jì)積分。
u 校正功能：2點(diǎn)或多點(diǎn)校正，具有對(duì)校正系數(shù)、校正曲線進(jìn)行打印、刪除以及分析結(jié)果可轉(zhuǎn)用于校正、自動(dòng)存儲(chǔ)、適時(shí)顯示、實(shí)時(shí)打印等功能。
u 自診斷功能：分析氣路具有檢漏及機(jī)械信號(hào)輸出等功能，遇異常情況可及時(shí)報(bào)警。
u 分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理：平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差等可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行非連續(xù)選擇，分析數(shù)據(jù)可及時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，分析結(jié)果可隨時(shí)轉(zhuǎn)化成分析報(bào)告，數(shù)據(jù)輸出配有RS-232C接口，可將分析數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)上。
3．4輸入、輸出系統(tǒng)
u 電子天平：稱量范圍0-110克、稱量精度0.0001克
u 打印機(jī)：惠普/三星激光打印機(jī)。
一、分析結(jié)果主屏幕
本儀器以分析過程所需的顯示為主屏幕顯示（見圖一），各種功能顯示采用在主屏幕上彈出所需尺寸窗口，顯示相應(yīng)的功能內(nèi)容及當(dāng)次分析結(jié)果。使操作者感到層次清楚，一目了然。
二、當(dāng)次曲線
顯示放大的當(dāng)次碳硫吸收曲線。當(dāng)次曲線可儲(chǔ)存進(jìn)入曲線庫
三、通道參數(shù)顯示
通道參數(shù)是分析過程中直接參與運(yùn)算及控制用的主要參數(shù)，它直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度，由于分析材料和碳硫含量高低的不同，在分析過程中碳、硫的釋放也不相同，為了取得一致的分析結(jié)果，應(yīng)根據(jù)材料選擇不同的通道參數(shù)，才能確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。QL-HW2000B型紅外碳硫分析儀共設(shè)置16個(gè)通道。測(cè)試碳用編號(hào)1-8通道和測(cè)試硫用編號(hào)1-8通道，每個(gè)通道共設(shè)6項(xiàng)內(nèi)容，除參考是供用戶識(shí)別各通道的標(biāo)記，并不參與控制分析過程運(yùn)算外，其他參數(shù)都會(huì)直接影響分析結(jié)果。
四、盤存數(shù)據(jù)顯示
儀器每分析一個(gè)樣品，程序自動(dòng)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在硬盤中，按日期區(qū)分。用戶如需查詢以前的分析數(shù)據(jù)，只需選擇〖盤存取顯〗，根據(jù)提示輸入年月日八位數(shù)字（年四位月兩位日兩位），即可調(diào)出當(dāng)日所有分析結(jié)果。
南京科容分析儀器有限公司坐落在南京市高淳雙牌石經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，是國(guó)內(nèi)有名的分析儀器專業(yè)生產(chǎn)廠家，公司集研發(fā)、制造、銷售、服務(wù)、培訓(xùn)為一體，擁有雄厚的技術(shù)力量，精良的檢測(cè)手段，先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，完善的質(zhì)保體系。是江蘇省計(jì)量器具生產(chǎn)、制造的定點(diǎn)企業(yè)。公司生產(chǎn)的紅外碳硫分析儀，碳硫分析儀，爐前化驗(yàn)儀器，鋼鐵分析儀，合金分析儀，鋁合金分析儀，鑄鐵標(biāo)樣，鉬鐵標(biāo)樣等系列分析儀器操作方便、性能穩(wěn)定、維護(hù)簡(jiǎn)單深受用戶的好評(píng)。
一直以來，科容公司的科研人員致力于分析儀器的研究和開發(fā)，堅(jiān)持不斷**，以國(guó)內(nèi)高等院校，科研院所為依托，充分應(yīng)用現(xiàn)代高新技術(shù)，先后推出了幾十種測(cè)量碳、硫、硅、錳、磷、銅、鎳、鉻、鉬、鐵、稀土、鎂、鈦、鋅、鉛、鋁、鐵等元素的金屬元素分析儀、碳硫分析儀、合金分析儀、爐前化驗(yàn)儀器等測(cè)量范圍廣，精度高，速度快，性能穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便。廣泛應(yīng)用于冶金，鑄造，機(jī)械，鐵路等工礦企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)檢所，大專院校，科研院所。公司開發(fā)、研制、生產(chǎn)的“科容”牌爐前化驗(yàn)儀器、合金分析儀、碳硫高速分析儀、爐前化驗(yàn)儀器等系列分析儀器，榮獲省市科技成果獎(jiǎng)和高新技術(shù)稱號(hào)。
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公司秉承“以人為本，以客戶為中心，讓‘科容’牌金屬元素分析儀、合金分析儀、碳硫分析儀、爐前化驗(yàn)儀器等產(chǎn)品享譽(yù)世界”的宗旨，注重科技**，管理**，以先進(jìn)的技術(shù)、**的品質(zhì)打造“科容”金屬元素分析儀、合金分析儀、碳硫分析儀、爐前化驗(yàn)儀器的品牌。
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本公司**貫徹2000版ISO9001質(zhì)量體系，弘揚(yáng)“團(tuán)結(jié)誠信，求實(shí)**”的企業(yè)精神，奉行“用戶的需求就是我們的目標(biāo)”的經(jīng)營(yíng)理念，竭誠為用戶提供*上等的金屬元素分析儀、合金分析儀、碳硫分析儀、爐前化驗(yàn)儀器等產(chǎn)品及服務(wù)，真情回報(bào)國(guó)內(nèi)外新老客戶。
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