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全自动碳氢测定仪其组成部分分别是什么?

2025-10-28 6
  有机化合物的分析是化学、环境和生物领域中的重要任务。准确测定样品中碳和氢元素的含量对于了解化合物的结构、性质和组成至关重要。
  全自动碳氢测定仪是一种集自动化、智能化于一体的高精度分析仪器,主要用于煤炭、动力燃料、电力、化工及材料科学等领域中碳氢元素含量的快速测定。其核心原理基于库仑法或催化燃烧技术,通过将样品在高温氧气环境中充分燃烧,使碳转化为二氧化碳、氢转化为水,再利用电解或红外吸收等手段精确测量生成物的含量,最终计算出样品中碳氢元素的质量分数。
  全自动碳氢测定仪的组成部分:
  一、燃烧与转化系统
  燃烧炉
  功能:提供高温环境(通常800℃-1000℃),使样品中的碳、氢元素在纯氧氛围中完q燃烧,生成二氧化碳(CO₂)和水蒸气(H₂O)。
  特点:采用耐高温合金材料(如镍铬合金),配备温度传感器和超温保护装置,确保燃烧过程稳定可控。
  转化炉
  功能:将燃烧生成的CO₂和H₂O进一步转化为可检测形式。例如,通过催化氧化或还原反应,使气体成分更易被后续传感器识别。
  特点:控温范围通常为室温至500℃,内置催化剂(如铂、钯)以提高转化效率。
  氧气供应系统
  功能:提供纯度≥99.5%的氧气,确保样品充分燃烧。
  组成:包括氧气瓶、减压阀、流量计及输气管道,部分设备集成自动氧流量控制功能。
  二、气体处理与吸收系统
  吸收单元
  CO₂吸收管:填充氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)溶液,吸收燃烧生成的CO₂,通过重量变化或电导率变化计算碳含量。
  H₂O吸收管:使用无水氯化钙(CaCl₂)或高氯酸镁(Mg(ClO₄)₂)等干燥剂,吸收水蒸气,通过称重法或红外检测法测定氢含量。
  特点:模块化设计,便于吸收剂更换和系统清洗。
  干燥与过滤装置
  功能:去除气体中的水分、灰尘等杂质,防止干扰检测结果。
  组成:包括前置干燥管、颗粒过滤器及气流调节阀。
  三、检测与控制系统
  传感器阵列
  红外检测器:用于实时监测CO₂浓度,通过吸收峰强度计算碳含量。
  热导检测器(TCD):检测H₂O含量变化,结合吸收管重量数据校准氢含量。
  电解池:部分设备采用库仑法,通过电解电流与CO₂/H₂O量的定量关系直接计算元素含量。
  微电脑控制系统
  功能:集成温度控制、气流调节、数据采集及分析功能。
  特点:
  支持预设实验程序,自动完成升温、燃烧、吸收、计算全流程。
  配备触摸屏或上位机软件,实现参数设置、实时曲线显示及结果存储。
  内置自诊断功能,可提示气路泄漏、温度异常等故障。
  数据处理模块
  功能:将传感器信号转换为碳氢含量数值,支持标准曲线拟合、重复性计算及报告生成。
  输出:可连接打印机或导出至USB/网络,生成符合GB/T 476等标准的检测报告。
  四、辅助功能模块
  样品推进系统
  功能:自动将样品(如煤样、固体颗粒)送入燃烧炉,支持连续进样或单次进样模式。
  组成:包括步进电机、样品舟及定位传感器。
  废气处理装置
  功能:中和燃烧产生的酸性气体(如SO₂),防止环境污染。
  组成:通常为碱性吸收液(如NaOH溶液)或活性炭过滤罐。
  安全防护系统
  功能:监测氧气泄漏、炉温超限等异常情况,自动切断电源或气体供应。
  组成:包括压力开关、温度传感器及声光报警装置。
 

全自动碳氢测定仪