氧氮分析仪测量原理.doc

.1/2 仪器名称：脉冲红外热导氧氮分析仪 仪器型号：ON-3000 制 造 商：北京纳克分析仪器有限公司 原 产 地：中国 仪器简介：适用于冶金、机械、科研、化工及商检质检等各行业黑色、有色、陶瓷、稀土及磁性材料中的氧氮元素含量的准确测定。测定范围：氧 0.1-2000ppm；氮 0.1-5000ppm，分析时间：每样 3min。仪器具有大功率（8kw）惰性气体保护电极炉，炉温高达 3500强劲的 4 步脱气功能，分析精度 O、N 均为 0.2ppm。纳克 ON3000 氧氮分析仪是为快速、准确测定铜、钢、铸铁、合金、锆、钛、钼、镍、陶瓷和其它无机材料中氧、氮的含量而专门设计制造的。氧氮分析仪工作原理 氧氮分析仪能够在惰性气氛下，通过脉冲加热分解试样，由分非分解红外检测器和热导检测器分别测定各种钢铁、有色金属和新型材料中氧、氮的含量。该仪器配置有两个独立的分别检测高氧和低氧的红外检测池。氮则是通过双重范围的热导池测量。样品在高功率脉冲炉的石墨坩埚中加热可达 3000以上高温，脉冲炉采用循环冷却水。ON-3000 氧氮分析仪具有灵敏度高、性能好、测量范围宽和分析结果准确可靠等优点。分析过程是采用脉冲加热预先放入石墨坩祸中的试样，本法用脉冲炉作热源，试样在助熔剂的作用下，使其于高温下熔融，释放出的 CO、N2及 H2等混合气体经 400的稀土氧化铜生成 CO2、N2及 H2O，由高纯氦载人红外吸收池中，测出氧的百分含量后（也就是说 O 和石墨反应生成了 CO），CO2和 H2O 分别被碱石棉及过氯酸镁吸收，再经色谱分离，导人电导池加以检测，氮用热导法测定。金属中氧的测定一般采用脉冲加热-库仑滴定法和脉冲加热气相色谱法 氮的测定则采用凯氏滴定法或脉冲加热气相色谱法 氮氧的分析原理 系统高温抽取试样中的氮和氧，氧转化为一氧化碳，用红外光谱测定，氮气用热导池检测。当大电流加在试样后，采焦耳热后快速加温，在OUTGAS阶段对坩锅和助熔剂进行除气处理，然后再加大电流升温，进行试样中氮氧的抽取。氧气以一氧化碳的形式抽取出来，经过红外光谱检测(NDIR)得到氧浓度，然后再用氧化铜除去一氧化碳和氢气，最后用热导池检测得到氮的含量。两个工作过程：脱气过程和熔融释放过程。.2/2 热传导法测量气体浓度原理：热传导式气敏材料依据不同可燃性气体的导热系数与空气的差异来测定气体的浓度，通常利用电路将导热系数的差异转化为电阻的变化。传统的检测方法是将待测气体送人气室，气室中央是热敏元件如热敏电阻、铂丝或钨丝（如图1 所示），对热敏元件加热到一定温度，图1 热导气体检测装置示意图 当待测气体的导热系数较高时，将使热量更容易从热敏元件上散发，使其电阻减小，变化的电阻经过信号调理与转换电路（能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用信号的电路），这里由惠斯登电桥来转换成不平衡电压输出,输出电压的变化反映了被测气体导热系数的变化,从而就实现了对气体浓度的检测。传统的检测方法中采用恒定的电流源给传感器热丝供电,就无法保持传感器温度恒定。要保持温度恒定就必须在传感器的温度随气体浓度(即气体热导系数)变化时,改变传感器的工作电流(采用可变电流源),利用电流的热效应确保传感器的温度不变。只要做到这一点,热导式气体传感器在气体检测应用中的缺陷可以从根本上得以克服。就可以利用传感器工作电流的变化与被测气体导热系数的关系实现对气体浓度的检测