红外碳硫分析仪的工作原理
红外碳硫分析仪采用高频燃烧炉配合红外碳硫分析仪能快速、准确地测定铁合金、高中低钢、锰钢、铸造用材料、灰、球铁、矿石、硅铁、锰铁、镍铁、个铁等各种材料。
碳硫含量对钢铁质量的影响
碳对钢铁钢铁分析仪的性能起着重要的作用：随着碳含量的增加，钢的硬度和强度提高，其韧性和塑性下降;反之，碳含量减少，则硬度和强度下降，而韧性和塑性增加。碳硫分析仪是企业理化分析室中的一种常用计量器具，用于对金属和非金属材料中的碳和硫元素含量进行定量分析，广泛应用于冶金、铸造、机械、车辆、泵阀、矿石、环保、质检等行业和领域，可以方便快捷的进行原料验收、炉前分析、成品检验等阶段的分析测试。
硫存在于钢铁中，会恶化钢铁的质量，降低其力学性能及耐蚀性、可焊性。特别是钢中的硫，若以硫化铁的状态存在时，由于它的熔点低(1000℃左右)，会引起钢的“热脆”现象，即热变形，高温时工作产生裂纹，影响产品的质量和使用寿命。所以，钢中的硫含量越低越好。一般要求，普通钢中的硫含量小于0.050%,工具钢中的硫含量小于0.045%，而优质钢中的硫含量要小于0.020%。鉴于碳硫含量对钢铁质量和性能的重要作用，因此检测钢铁中的碳硫含量，即碳硫分析具有重要意义。
钢铁不锈钢分析仪中的碳硫元素在高温下(1200℃～1400℃)通氧燃烧。均能转化为气体，生成CO2和SO2，这就是燃烧法分析碳硫的基础。 碳硫元素分析仪分析的原理，就是将试样在高温炉中(如电阻炉也称管式炉、电弧炉、高频感应燃烧炉等)通氧燃烧，生成并逸出CO2和SO2气体，用此法实现碳硫元素与金属元素及其化合物的分离，然后测定CO2和SO2的含量，再换算出试样中的碳硫含量。
在当前的钢铁分析检验中，对碳和硫的分析用红外碳硫分析仪有仪器设备便宜、操作方便和易于维护等其他分析仪器不能取代的优点。例如，对超低碳超低硫或高碳、高硫的分析若用光谱法很难满足检测要求，而采用红外碳硫分析法却能满足要求。笔者通过实际使用碳硫检验设备多年的经验，对红外碳硫仪的分析原理进行介绍，可以为其他使用者在工作中提供参考。
红外碳硫分析仪的相关工作原理
1.红外线气体分析方法的基本理论
红外线气体分析仪，是利用红外线进行气体分析。它基于待分析组分的浓度不同，吸收的辐射能不同，剩下的辐射能使得检测器里的温度升高不同，动片薄膜两边所受的压力不同，从而产生一个电容检测器的电信号。这样，就可间接测量出待分析组分的浓度。所有无机或有机分子，除双极性分子如或单原子气体外，均吸收红外线，可以利用红外线气体分析法进行分析，气体常用此法分析。
2.红外碳硫仪的熔样原理
红外碳硫仪中熔样是在高频感应炉内进行的。高频感应炉由高频发生器、感应线圈、石英燃烧管、清扫机构、坩埚升降器等组成。它的熔样原理是：在炉膛内，瓷坩埚内的样品和助熔剂在高频感应线圈通电时，金属和助熔剂感应产生高频涡流，产生极高的温度，样品在纯氧气流中剧烈燃烧成熔渣，样品中的碳、硫在高温下全部转化成被测气体，从而通过对被测气体浓度的测量确定样品中碳、硫的含量。
3.红外碳硫仪的工作原理
将加入助熔剂的被测样品在感应炉高温作用下熔化，样品中的碳转化为，硫转化为，释放气用氧气作为载气带出，经过无水过氯酸镁干燥管除去气体中的水分，再经过滤尘器除去气体中的粉尘，气体含量经二氧化硫红外检测器测出，气体含量经二氧化碳红外检测器测出。
4.红外池的工作原理(以气体测量为例)
红外检测器属于半导体探测器，红外池由红外光源、斩波马达、滤波器、聚光锥头、半导体红外能量检测器和池体组成。红外源由丝组成，加热到大约850℃可辐射出可见光及红外光谱所有波长的光。红外线经过吸收池内从滤光片出来。滤光片只让能被吸收的红外线通过，红外线再经聚光椎聚集在半导体探测器的含锂二极管上，该二极管对热量十分敏感，红外线辐射二极管上改变其温度并影响其电参数。
二极管处在放大线路的基极上，通过改变基极的电压，改变放大电路的输出值，这一输出值随着气体浓度增加有规律地变化，遵循郎伯一比尔定律，再通过电子线路转化成线性关系，从而达到检测气体含量的目的。
红外碳硫分析仪的分析的原理就是将试样在高温炉中通氧燃烧，生成并逸出CO2和SO2气体，用此法实现碳硫元素与金属元素及其化合物的分离，然后测定CO2和SO2的含量，再换算出试样中的碳硫含量。
红外碳硫分析仪的试验测量方法：
容量法：
常用的有测碳为气体容量法和非水滴定法，测硫为碘量法、酸碱滴定法。特别是气体容量法测碳、碘量法定硫，既快速又准确，是我国碳、硫联合测定Z常用的方法，采用此方法的碳硫分析仪的精度，碳含量下限为0.050%，硫含量下限为0.005%，可满足大多数场合的需要。
重量法：
常用碱石棉吸收二氧化碳，由“增量”求出碳含量。硫的测定常用湿法，试样用酸分解氧化，转变为硫酸盐，然后在盐酸介质中加入氯化钡，生成硫酸钡，经沉淀、过滤、洗涤、灼烧，称量Z后计算得出硫的含量。重量法的缺点是分析速度慢，所以不可能用于企业现场碳硫分析，优点是具有较高的准确度，至今仍被国内外作为标准方法推荐，适用于标准实验室和研究机构。
电导法：
用电导法测定碳、硫，其特点是准确，快速、灵敏。多用于低碳、低硫的测定。测定金属中的碳、硫含量，还有ICP法、直读光谱法、X光荧光法、质谱法、色谱法、活化分析法等，各有其优点和适用范围。
红外光度法：
试样中的碳、硫经过富氧条件下的高温加热，氧化为二氧化碳、二氧化硫气体。该气体经处理后进入相应的吸收池，对相应的红外辐射进行吸收，由探测器转发为信号，经计算机处理输出结果。此方法具有准确、快速、灵敏度高的特点，高低碳硫含量均使用，采用此方法的红外碳硫分析仪，自动化程度较高，价格也比较高，适用于分析精度要求较高的场合。
红外碳硫分析仪能快速、准确地测定钢、铁、合金、矿石及其他材料中碳、硫两元素的质量分数。是集光、电、计算机、分析技术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。红外碳硫仪的分析原理在分析仪器中是相对简单的，技术是成熟的。在分析中遇到问题时要具体问题具体分析，排除故障，不断总结经验。还要加强碳硫设备的维护，责任落实到人，做好设备使用及维护记录，提高分析结果的准确性并延长设备的使用寿命。
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