紅外碳硫儀是一種用于準(zhǔn)確測(cè)定材料中碳、硫元素含量的分析儀器,其核心基于紅外吸收光譜法。通過高溫燃燒-紅外吸收的協(xié)同機(jī)制,實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳、硫元素的準(zhǔn)確測(cè)定。其優(yōu)點(diǎn)集中在高精度、快速分析、自動(dòng)化操作等方面,尤其適合冶金、地質(zhì)、環(huán)保等領(lǐng)域的批量檢測(cè)需求。具體工作原理如下:
1.樣品燃燒與氣體釋放
-將待測(cè)樣品(如金屬、礦石等)置于高溫爐中,通入氧氣或惰性氣體環(huán)境,通過高頻感應(yīng)加熱或電阻爐加熱至高溫(通常超過1600℃),使樣品中的碳(C)、硫(S)元素充分氧化,轉(zhuǎn)化為二氧化碳(CO2)和二氧化硫(SO2)氣體。
-此過程需確保燃燒完全,避免元素殘留導(dǎo)致誤差,因此對(duì)燃燒條件(溫度、氧氣流量等)的控制是關(guān)鍵。
2.氣體檢測(cè)與紅外吸收
-生成的CO2和SO2氣體經(jīng)氣路系統(tǒng)進(jìn)入紅外檢測(cè)池。不同氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)的紅外光具有選擇性吸收特性:CO2在4.3μm附近有強(qiáng)吸收峰,SO2在7.3μm附近有特征吸收峰。
-紅外光源發(fā)出的光束穿過檢測(cè)池時(shí),被氣體分子吸收的能量與氣體濃度成正比。通過檢測(cè)光強(qiáng)衰減程度,可反推出CO2和SO2的濃度。
3.定量分析與數(shù)據(jù)處理
-根據(jù)朗伯-比爾定律(A=εlc,A為吸光度,ε為摩爾吸光系數(shù),l為光程,c為濃度),結(jié)合預(yù)先校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)曲線,將吸光度信號(hào)轉(zhuǎn)換為碳、硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
-現(xiàn)代儀器配備計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),可自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集、計(jì)算及結(jié)果輸出,并支持多樣品連續(xù)分析。
紅外碳硫儀憑借其技術(shù)特點(diǎn),在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,主要優(yōu)勢(shì)包括:
-檢測(cè)限低至ppm級(jí),適用于微量碳硫分析。
-抗干擾能力強(qiáng),通過特征吸收波長(zhǎng)的選擇,可排除其他氣體或雜質(zhì)的影響。
-單個(gè)樣品分析時(shí)間僅需幾分鐘,遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)化學(xué)法。
-配備自動(dòng)進(jìn)樣器(如60位及以上),可實(shí)現(xiàn)無人值守的批量樣品分析,提升效率。
-儀器集成燃燒、氣路控制、數(shù)據(jù)采集等模塊,操作流程標(biāo)準(zhǔn)化,人為誤差小。
-支持自動(dòng)校準(zhǔn)、故障診斷及數(shù)據(jù)存儲(chǔ),降低對(duì)操作人員的專業(yè)要求。
-可分析鋼鐵、合金、有色金屬、礦石、水泥等多種材料,適用性廣。
-無需化學(xué)試劑,燃燒后氣體可回收或排放處理,符合環(huán)保要求。