全自動碳氫測定儀其組成部分分別是什么?
2025-10-28
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有機化合物的分析是化學、環(huán)境和生物領(lǐng)域中的重要任務(wù)。準確測定樣品中碳和氫元素的含量對于了解化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和組成至關(guān)重要。
全自動碳氫測定儀是一種集自動化、智能化于一體的高精度分析儀器,主要用于煤炭、動力燃料、電力、化工及材料科學等領(lǐng)域中碳氫元素含量的快速測定。其核心原理基于庫侖法或催化燃燒技術(shù),通過將樣品在高溫氧氣環(huán)境中充分燃燒,使碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳、氫轉(zhuǎn)化為水,再利用電解或紅外吸收等手段精確測量生成物的含量,最終計算出樣品中碳氫元素的質(zhì)量分數(shù)。
全自動碳氫測定儀的組成部分:
一、燃燒與轉(zhuǎn)化系統(tǒng)
燃燒爐
功能:提供高溫環(huán)境(通常800℃-1000℃),使樣品中的碳、氫元素在純氧氛圍中完q燃燒,生成二氧化碳(CO?)和水蒸氣(H?O)。
特點:采用耐高溫合金材料(如鎳鉻合金),配備溫度傳感器和超溫保護裝置,確保燃燒過程穩(wěn)定可控。
轉(zhuǎn)化爐
功能:將燃燒生成的CO?和H?O進一步轉(zhuǎn)化為可檢測形式。例如,通過催化氧化或還原反應(yīng),使氣體成分更易被后續(xù)傳感器識別。
特點:控溫范圍通常為室溫至500℃,內(nèi)置催化劑(如鉑、鈀)以提高轉(zhuǎn)化效率。
氧氣供應(yīng)系統(tǒng)
功能:提供純度≥99.5%的氧氣,確保樣品充分燃燒。
組成:包括氧氣瓶、減壓閥、流量計及輸氣管道,部分設(shè)備集成自動氧流量控制功能。
二、氣體處理與吸收系統(tǒng)
吸收單元
CO?吸收管:填充氫氧化鈉(NaOH)或氫氧化鉀(KOH)溶液,吸收燃燒生成的CO?,通過重量變化或電導(dǎo)率變化計算碳含量。
H?O吸收管:使用無水氯化鈣(CaCl?)或高氯酸鎂(Mg(ClO?)?)等干燥劑,吸收水蒸氣,通過稱重法或紅外檢測法測定氫含量。
特點:模塊化設(shè)計,便于吸收劑更換和系統(tǒng)清洗。
干燥與過濾裝置
功能:去除氣體中的水分、灰塵等雜質(zhì),防止干擾檢測結(jié)果。
組成:包括前置干燥管、顆粒過濾器及氣流調(diào)節(jié)閥。
三、檢測與控制系統(tǒng)
傳感器陣列
紅外檢測器:用于實時監(jiān)測CO?濃度,通過吸收峰強度計算碳含量。
熱導(dǎo)檢測器(TCD):檢測H?O含量變化,結(jié)合吸收管重量數(shù)據(jù)校準氫含量。
電解池:部分設(shè)備采用庫侖法,通過電解電流與CO?/H?O量的定量關(guān)系直接計算元素含量。
微電腦控制系統(tǒng)
功能:集成溫度控制、氣流調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)采集及分析功能。
特點:
支持預(yù)設(shè)實驗程序,自動完成升溫、燃燒、吸收、計算全流程。
配備觸摸屏或上位機軟件,實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、實時曲線顯示及結(jié)果存儲。
內(nèi)置自診斷功能,可提示氣路泄漏、溫度異常等故障。
數(shù)據(jù)處理模塊
功能:將傳感器信號轉(zhuǎn)換為碳氫含量數(shù)值,支持標準曲線擬合、重復(fù)性計算及報告生成。
輸出:可連接打印機或?qū)С鲋罸SB/網(wǎng)絡(luò),生成符合GB/T 476等標準的檢測報告。
四、輔助功能模塊
樣品推進系統(tǒng)
功能:自動將樣品(如煤樣、固體顆粒)送入燃燒爐,支持連續(xù)進樣或單次進樣模式。
組成:包括步進電機、樣品舟及定位傳感器。
廢氣處理裝置
功能:中和燃燒產(chǎn)生的酸性氣體(如SO?),防止環(huán)境污染。
組成:通常為堿性吸收液(如NaOH溶液)或活性炭過濾罐。
安全防護系統(tǒng)
功能:監(jiān)測氧氣泄漏、爐溫超限等異常情況,自動切斷電源或氣體供應(yīng)。
組成:包括壓力開關(guān)、溫度傳感器及聲光報警裝置。

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