當(dāng)前,國內(nèi)冶金、鑄造、機械等行業(yè)的用戶為分析金屬材料中除碳硫以外的微量元素成分時,可使用的儀器有以下幾類。
1.光譜分析儀。
優(yōu)點是一次可以分析多種元素,精度較高。缺點是價格太高,一套幾十萬到上百萬,所以目前只有少數(shù)大型企業(yè)使用。
2.分光光度計。優(yōu)點是檢測波長選擇方便,價格不高。
缺點是檢測結(jié)果不能直接顯示(要換算);沒有曲線建立調(diào)用功能,檢測不同元素每次要重新定標(biāo);比色皿放入和倒出液體不方便;
對操作人員的化學(xué)分析基礎(chǔ)知識要求高,因此不能適應(yīng)企業(yè)現(xiàn)場在線檢測分析的需要。
3.比色元素分析儀。
優(yōu)點是使用方便,價格也不高,對操作人員的化學(xué)分析基礎(chǔ)要求不高,因此被廣泛用于企業(yè)生產(chǎn)檢驗現(xiàn)場分析。但由于其產(chǎn)生的歷史原因,存在以下先天性缺陷。
光電比色金屬元素分析儀是我國在上世紀(jì)60年代適應(yīng)鋼鐵冶金五大元素(碳、硫、硅、錳、磷)的現(xiàn)場在線檢測分析的需要而發(fā)展起來的。
檢測硅、錳、磷研制了元素分析儀(當(dāng)時叫三元素,三個通道分別預(yù)設(shè)固定波長檢測硅、錳、磷),由于硅、錳、磷檢測要求的波長不多,精度要求不高,因此,三元素分析儀較好的滿足了鋼鐵冶金行業(yè)現(xiàn)場在線。
分析元素含量的需要。
但現(xiàn)在,各行業(yè)需要檢測的材料除了鋼鐵,還有生鐵,球鐵,礦石,銅合金、鋁合金、鋅合金,檢測的元素也從硅、錳、磷發(fā)展到銅、鉻、鎳、鋅、鎂、鎢、釩、鈮、鈦、鉬、鋁、砷、鋯、硼、稀土元素等多種元素。
傳統(tǒng)的光電比色金屬元素分析儀普遍存在的以下缺陷,就日益嚴(yán)重的體現(xiàn)出來:
1.測量波長為預(yù)設(shè)固定,不能連續(xù)可調(diào),雖說有些機型可以更換(通過更換濾光片或發(fā)光二極管),但對于用戶來說仍嫌繁瑣,遇到測量超出儀器通道數(shù)的元素種類或要檢測不同合金材料時,尤其不方便。
而且不是所有波長的濾光片和LED可以采購到,使得某些特定元素的測量遇到困難,如鎂元素的測量需要576nm的光源,而這樣波長的濾光片和LED都無法得到。
2.測量光源大多為直流燈泡加濾光片或冷光源發(fā)光二極管,其波長準(zhǔn)確度較差。
直流燈泡加濾光片方式其波長精度取決于濾光片,元素分析儀大多應(yīng)用的濾光片,效果好的也只能達(dá)到±15nm。
采用發(fā)光二極管的波長準(zhǔn)確度取決于使用的二極管,大多誤差范圍在20~30nm,無法保證分析檢測的精度。
一氧化碳分析儀廣泛用于燃燒環(huán)境下產(chǎn)生的一氧化碳余量監(jiān)控。
一氧化碳分析儀特點:
儀表采用原裝進口燃料電池原理或紅外原理傳感器,具有響應(yīng)速度快、精度高、漂移量極小、校準(zhǔn)周期長等特點;
對被測氣體具有很好的選擇性;燃料電池或紅外原理可選;
高精度的溫度自動補償系統(tǒng),消除環(huán)境溫度的影響。
主要技術(shù)數(shù)據(jù)
量程:最小量程為0~50ppm;最大量程為0~100%(根據(jù)需要確定)
重復(fù)性:≤1%(分辨率:常量:≤0.01%v/v,微量:1ppm)
穩(wěn)定性:零點漂移≤±1%F.S/7T;量程漂移≤±1%F.S/7T
線性誤差≤±1%F.S
儀器的響應(yīng)時間:T90≤15s
被測氣體的流量:0.5~3L/min
使用環(huán)境溫度:0~40℃;
相對濕度:≤90%
電源:220V±10%;50±0.5Hz150W
測量值輸出:0~20mA;0~10mV;4~20mA;1~5V(按用戶要求提供,在最大負(fù)載600Ω內(nèi)不受負(fù)載影響,數(shù)字式顯示。)
利用這種氣體分子對紅外輻射吸收的原理而制成的紅外氣體分析儀,具有測量精度高,速度快以及能連續(xù)測定等特點;
在鋼鐵,石油化工,化肥,機械等工業(yè)部門,紅外氣體分析儀是生產(chǎn)流程控制的重要監(jiān)測手段;在環(huán)境污染成分檢測和醫(yī)學(xué)生理研究等方面也都有許多成功的應(yīng)用。