对新型碳硫仪CS_444的探讨

随着科学技术的进步, 测量钢含量中的碳、硫的仪器更新换代的步伐加快。由美国LECO公司生产的测定碳、硫设备, 先后取代了CS- 144、CS- 344。如今最新型的碳硫仪CS- 444以其精确性和先进性颇受广大用户的欢迎。

1 CS- 444的工作原理

CS- 444是以微机处理器为核心软件驱动的,测量矿石、金属、陶瓷及其它有机材料中碳、硫含量的仪器。CS- 444使用HF- 400感应炉用红外吸收法测量碳、硫含量。

在内置天平上, 用陶瓷坩埚称取试样 (重约为1 g), 再加入助溶剂即可分析。将坩埚放在坩埚支架上, 按分析键, 炉子自动关闭, 氧气将燃烧腔的残余大气吹净。吹扫后, 系统中的氧气流依然在感应炉中工作。试样和助溶剂中的感应元素在炉子的高频电磁场作用下耦合感应, 纯氧气环境和耦合产生的热量使试剂发生燃烧, 在燃烧过程中试样中所有元素被氧化, 与碳结合的元素被还原, 硫与氧化合形成SO2。试样气与载气混合,硫以二氧化硫的形式在第一个红外池中被测量,而三氧化硫则在纤维中被过滤, 在吸收管中被除去, 碳在红外池中以二氧化碳的形式被测量, 气流要经过高、低两个红外池, 但只做所选范围的分析, 由于低范围的红外池光程较长, 其特点是分辨率更高, 而高范围的红外池光程较短, 高碳池对高碳含量的分辨率更好, 不同光程长度确保了对气体分析的最佳范围。

2  CS- 444的检测方法和检测范围

2.1  CS- 444的检测方法

CS- 444采用固态红外吸收原理, 三个各自独立的检测池 (CO2低、CO2高、SO2池), 包括三个独立的低噪音半导体光电检测品, 分析物质在高频炉溶化后, 材料中的C和S与O2(同时又作为载体) 产生化学反应: C+O2=CO2、S+O2=SO2, 分别进入CO2检测和SO2检测池进行检测, 其中极少量的CO通过催化炉完全转化成CO2。

2.2 CS- 444的检测范围

碳 (低) 0.6 ppm~0.5%

碳 (高) 6 ppm~6%

硫 0.6 ppm~0.35%

3 CS- 444的基本操作

3.1 分析前的准备

3.1.1 仪器的准备

打开动力气 (动力气可以是空气、氮气、氩气), 调至280 kPa;

打开氧气 (氧气是载气, 要求纯度为99.5%),调至280 kPa;

3.1.2 开机顺序

打开电源、检测单元电源、打印机电源、HF炉电源。

注: HF炉电源在检测单元预热时可以不开,但在分析前15 min必须打开电源, 使高频振荡管预热, 温度达到48.3 ℃才可以分析。

3.1.3 仪器所需试剂

(1) 助溶剂: 高纯钨粒、高纯铁粉、锡粒等。

(2) 无水高氯酸镁。

(3) 碱石。

(4) 无水乙醇。

3.2 仪器的基本操作

3.2.1 通道的选择

在主画面按F6 (channel select) 通道选择键,CS- 444为我们提供了四个通道, #1和#3通道的碳是低范围的, #2和#4通道的碳是高范围的, 我们可以根据试样种类和含量高低合适的通道进行分析。