非水碳硫分析儀是一種常用的分析儀器,用于分析無機(jī)物和有機(jī)物樣品中的碳和硫的含量。其工作原理主要基于元素的燃燒、氣體的分離、檢測和計算等過程。
一、燃燒部分
非水碳硫分析儀的燃燒部分包括燃燒室和燃燒管。將待測樣品加入到燃燒管中,在高溫和氧氣的作用下進(jìn)行燃燒反應(yīng)。碳元素被氧化為CO2,硫元素被氧化為SO2,而其他元素則不會被氧化,最終形成CO2和SO2的混合氣體。
燃燒室通常采用電爐進(jìn)行加熱,溫度通常在900°C以上,以確保樣品完全燃燒。為了保證燃燒過程的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性,還需要控制燃燒管內(nèi)的氣氛,通常采用純氧氣或者混合氧氣和惰性氣體的混合氣體。
二、氣體分離部分
燃燒后的混合氣體需要經(jīng)過氣體分離部分進(jìn)行分離和凈化。氣體分離部分包括吸附劑和分離管。通常采用活性炭作為吸附劑,在吸附劑中去除混合氣體中的水和其他雜質(zhì),以保證后續(xù)檢測的準(zhǔn)確性。
分離管通常采用二次分離管,即內(nèi)外兩個分離管相互套在一起,內(nèi)管的作用是在分離管內(nèi)部產(chǎn)生真空,在吸附劑中吸附混合氣體,而外管則用于控制流量和進(jìn)樣量。內(nèi)外管之間的空間被稱為“流量控制器”,它可以確保樣品被穩(wěn)定地進(jìn)入下一步檢測。
三、檢測部分
氣體分離后,需要進(jìn)行檢測。檢測部分通常采用紅外吸收法和紫外熒光法進(jìn)行檢測。其中紅外吸收法用于檢測CO2的含量,紫外熒光法用于檢測SO2的含量。
紅外吸收法基于CO2對紅外輻射的吸收,通過測量樣品和標(biāo)準(zhǔn)氣體之間的吸收差異,計算出樣品中CO2的含量。紫外熒光法則基于SO2分子在紫外光照射下發(fā)生熒光現(xiàn)象,熒光的強(qiáng)度與SO2的含量成正比。通過測量樣品和標(biāo)準(zhǔn)氣體的熒光強(qiáng)度差異,計算出樣品中SO2的含量。
四、計算部分
最后,需要將檢測到的CO2和SO2的含量進(jìn)行計算,得到樣品中的碳和硫的含量。這里需要考慮到燃燒前和燃燒后分離管中的氣體流量,以及吸附劑和分離管的容量等因素,對數(shù)據(jù)進(jìn)行修正和校準(zhǔn),以獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。
總的來說,非水碳硫分析儀的工作原理基于樣品燃燒、氣體分離、檢測和計算等多個步驟。通過精密的控制和調(diào)節(jié),可以獲得高精度和高重現(xiàn)性的分析結(jié)果,廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的分析和質(zhì)量控制。