碳硫檢測(cè)儀目前分為微機(jī)儀、智能數(shù)顯儀、高頻紅外儀三大類(lèi)。其中微機(jī)儀、智能數(shù)顯析都是利用化學(xué)原理。而高頻紅儀則利用物理原理檢測(cè):氣體分子在紅外光波段具有選擇性吸收譜圖,從而測(cè)出CO2、SO2。
CO2吸收波長(zhǎng)為4.26 μm的紅外線,SO2吸收波長(zhǎng)為7.4 μm的紅外線。根據(jù)紅外線通過(guò)待測(cè)氣體前后能量的變化與待測(cè)氣體濃度之間的關(guān)系。
把金屬樣品置于陶瓷坩堝內(nèi),并加一定量的鎢,鐵屑,或鎢、錫助溶劑,在氧氣氣氛中,經(jīng)高頻感應(yīng)爐加熱熔融,樣品中的碳或硫形成CO2或SO2。
碳硫檢測(cè)儀的測(cè)量室未通過(guò)被測(cè)氣體前,則通過(guò)測(cè)量室和參比室兩邊的紅外光能量相等,這時(shí)測(cè)量?jī)x表指示為零。當(dāng)CO2或SO2通過(guò)測(cè)量室時(shí),CO2吸收了紅外光能量,測(cè)量室和參比室兩邊的紅外光能量便不相等,紅外檢測(cè)器所接收到的紅外光源輻射的能量減少,其減少的程度與CO2或SO2的濃度有關(guān)。
因此,測(cè)量紅外檢測(cè)器輸出值的變化,也是測(cè)量了碳或硫在金屬樣品中的含量。碳硫檢測(cè)儀進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,樣品中的碳或硫的百分含量直接顯示在屏幕上。
紅外法測(cè)定碳量和硫量,具有分析速度快,靈敏度高,測(cè)定范圍寬,應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)今又快又好的碳硫分析法。
第二種是光譜法,用于定量分析金屬中的碳量和硫量,為了得到良好的放電氣氛,用95%Ar和5%H2作為載氣,預(yù)火花時(shí)間延長(zhǎng)到40秒,并使用強(qiáng)衰減放電方法,測(cè)樣品中的硫量。金屬樣品置于鎢和鉬電端之間,在氧氣中,用電弧將金屬中的碳轉(zhuǎn)為CO和CO2,然后用發(fā)射發(fā)譜分析產(chǎn)生的氣體混合物,檢出限為0.001%。
碳硫檢測(cè)儀利用研制出的一種超細(xì)粒子產(chǎn)生系統(tǒng),借助火花電弧使樣品中產(chǎn)生細(xì)粒子,并把細(xì)粒子加速到電感耦合發(fā)射光譜中,直接分析樣品,使光譜法在分析金屬碳,硫的應(yīng)用中得到進(jìn)一步發(fā)展。