[实用新型]一种等温式红外碳硫分析气室及红外碳硫分析仪

说明书

本实用新型涉及一种等温式红外碳硫分析气室及红外碳硫分析仪，该等温式红外碳硫分析气室包括红外光源调制单元，所述红外光源调制单元的一侧设有硫气室座，所述硫气室座通过硫吸收池管与红外光源调制单元对接；其特征在于，还包括用于将红外光源调制单元产生的热量传送给硫气室座的第一热管。本实用新型的红外碳硫分析气室热平衡能力强，运行过程可自动实现光源端和硫气室座端温度差的缩减，减小温度漂移对测量结果的影响；采用硅酸盐类非金属材料管替代传统的金属材质的硫吸收池管，红外光受设备影响的损耗减小，有利于测量结果准确度的提高。

技术领域

本实用新型涉及一种等温式红外碳硫分析气室及红外碳硫分析仪，属于材料检测设备领域。

背景技术

红外碳硫分析仪是以热释电传感器为核心，由高频感应燃烧炉和计算机组成的智能化红外分析计量仪器。主要用于冶金、机械、商检、科研、化工等行业中的黑色金属、有色金属、稀土金属、无机物、矿石、陶瓷等物质中的碳、硫元素定量分析。

CO₂、S O₂等极性分子具有永久电偶极矩，因而具有振动、转动等结构。按量子力学分成分裂的能级，可与入射的特征波长红外辐射耦合产生吸收，朗伯—比尔定律反应了此吸收规律。

I＝I₀exp(－aPL)

式中：I₀—入射光强，I—出射光强，a—吸收系数，P—该气体的分压强，L—分析池的长度。

式中的I和I₀是同一吸收池和探测器得到的。I₀值是在分析前吹氧气时入射到探测器上光强，I值是在测量过程中瞬时光强，然后由热释电器件转化为电信号经前置放大、后级放大后通过数模转换进入计算机，在计算机中经线性化运算使之转换成与CO₂及SO₂含量成比例的数值。

测量经吸收后红外光的强度便能计算出相应气体的浓度，这便是红外气体分析的理论根据。红外碳硫分析仪利用了CO₂、SO₂分别在4.26μm、7.4μm处，具有较强的特征吸收带这一特性，通过测量气体吸收光强度的变化，分析CO₂、SO₂含量，间接确定被测样品中的碳、硫元素的百分含量。

分析室包括微型红外光源调制单元、反射镜、调制盘、吸收池、滤光片和探测器。微型红外光源调制单元产生的红外光，经吸收池被CO₂或SO₂吸收后再经过窄带滤光片，滤去除上述波长外的其它光辐射的能量，入射到探测器上，则探测器上测到的是与CO₂或SO₂浓度相对应的光强，经过探测器光电转化为电信号。再经计算机进行归一化定标处理，积分反演为碳硫元素的百分含量。在光源与吸收池之间放有马达调制器，把光信号调制成80Hz的交变辐射信号。探测器输出中心频率为80Hz。

一般地，碳硫分析的流程为：先在电子天平上称得样品的重量自动并输入计算机（也可以在其它天平称量后，通过键盘手动输入），然后被测样品在富氧条件下由高频感应加热燃烧使碳、硫氧化成CO₂和SO₂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再由探测器转化成对应的信号。此信号由计算机采样，经线性校正后转换成与CO₂和SO₂浓度成正比的数值，然后把整个分析过程的取值累加，分析结束后，此累加值在计算机中除以重量值，再乘以校正系数、扣除空白，即可获得样品中碳、硫百分含量。