高頻紅外碳硫分析儀法拉第電磁感應(yīng)定律檢測(cè)原理
更新時(shí)間:2022-05-26 點(diǎn)擊次數(shù):1392
鋼中碳主要以碳化物形式存在,硫是鋼中的有害元素。在金屬冶煉過程中,碳、硫都不可避免地流入鋼材,影響鋼材的性能,因此在金屬材料的許多元素中,碳硫的分析至關(guān)重要。碳含量在1.70%以上的稱為鑄鐵,低于1.70%的稱為鋼。通常,將碳含量高于0.60%鋼稱為高碳鋼,將碳含量為0.25%~0.60%的鋼稱為中碳鋼,將碳含量低于0.25%的鋼稱為低碳鋼,將碳含量低于0.04%的鋼稱為工業(yè)純鐵。
高頻紅外碳硫分析儀準(zhǔn)確檢測(cè)鐵合金、不銹鋼、碳鋼、合金鋼、鑄鐵、球鐵、有色金屬、稀土金屬、水泥、礦石、鐵礦石、鐵礦石、有色金屬等及其他材料中多種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在高頻感應(yīng)爐高溫下,在氧氣流中加入助熔劑燃燒試樣,碳生成二氧化碳和一氧化碳,硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫,用紅外吸收法測(cè)定氧氣流中硫化合物的含量,轉(zhuǎn)化為鋼鐵材料中硫元素的含量。
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,金屬導(dǎo)體處于高頻交變電場(chǎng)中時(shí),金屬導(dǎo)體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),導(dǎo)體電阻小,因此會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)感應(yīng)電流。從焦耳-楞龍定律可以看出,交變磁場(chǎng)使導(dǎo)體中的電流流向?qū)w表面,引起趨膚效應(yīng)。瞬間電流的密度與頻率成正比,頻率越高,感應(yīng)電流密度越集中在導(dǎo)體表面。即集膚效應(yīng)增強(qiáng),有效導(dǎo)電面積減小,電阻增大,導(dǎo)體迅速升溫。在富氧條件下,樣品充分燃燒,釋放出CO2和SO2等混合氣體。在載氣作用下,氣體通過氣路系統(tǒng)到達(dá)硫吸收池和碳吸收池。
CO2、SO2等極性分子具有偶極矩,因此具有振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)等結(jié)構(gòu)。量子力學(xué)分為分裂的能級(jí)后,可以與入射的特征波長(zhǎng)的紅外光結(jié)合引起吸收,氣體分子在紅外光波段具有選擇性的吸收光譜,特定波長(zhǎng)的紅外光通過CO2或SO2氣體時(shí)可以引起強(qiáng)光吸收。
高頻紅外碳硫分析儀的基本工作原理是:由于探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),探測(cè)器在線性區(qū)域內(nèi)工作,選定某一特定波長(zhǎng),確定分析池(吸收池)長(zhǎng)度時(shí),可以根據(jù)測(cè)量光強(qiáng)換算混合氣體中被測(cè)氣體的濃度。這是紅外吸收法能夠定量測(cè)量氣體濃度的基本原理。