一、CS-9900型高頻紅外碳硫分析儀主要技術規格

儀器名稱：高頻紅外碳硫分析儀          

儀器型號：CS-9900型     

1．設備主要技術指標                  

1.1 測量范圍(1g試樣)：

碳：0.00001%-99.999%

硫：0.00001%-99.999%

1.2儀器分析：

碳合ISO9556標準

硫合ISO4935標準

1.3 分析時間：20-60秒可調，一般在30秒左右

1.4 小讀數：0.1ppm

1.5 電子天平(美國丹佛)讀數：0.0001g

1.6 工作環境：室內溫度：10-30℃；相對濕度：小于90%

1.7 高頻爐：功率≥2.7kVA；頻率：20MHz

1.8 電源：要求接地良好

電壓AC220V&plun;5%；頻率50Hz&plun;2%

1.9 氧氣：純度≥99.5%

輸入壓力 0.18MPa&plun;5%

載氧壓力 0.08MPa&plun;2%

1.10 動力氣：氮氣或壓縮空氣（凈化）；輸入壓力 0.25MPa&plun;5%

1.11 氣體流量：頂氧流量 1.0-2.0L/min；分析氣流量 3.0-4.5L/min

1.12 干燥劑：變色干燥劑

1.13過濾劑：石英棉

        二、CS-9900型高頻紅外碳硫分析儀主要特點

CS-9900型高頻紅外碳硫分析儀與GP-9900型高頻感應燃燒爐配套使用，能快速、準確地測定鋼、鐵、合金、鑄造型芯砂、有色金屬、水泥、礦石、焦炭、催化劑及其它材料中碳、硫兩元素的質量分數。這套設備引進了國外的技術，是集光、機、電、計算機、分析技術等于一體的高新技術產品，具有測量范圍寬、干擾能力強、功能、操作簡便、分析結果準確等特點。該機大部分元件均采用，整機性能可與產品。

1.紅外檢測系統

-電路設計：整機采用雙CPU上、下位機模塊化設計，電子線路高度集成，穩定；同時采用多級隱蔽式隔離電路，徹底解決高頻干擾。

-電源：一體化線性模塊電源，輸出穩定，無故障。

-光源：鉑金光源，發熱持續、光譜特性效率高。

-分析池：鍍金碳硫分析池及高熱釋電紅外探測器（可達10^-11）信號穩    定。

-電機：航空調制電機，熱穩定性好，連續使用壽命10萬小時以上。

2.高頻燃燒系統

-高頻電路：大功率高頻電路設計，采用7.5KVA高頻功率管（實際使用功率大于2.7KVA，可不加樣品空燒），減輕高頻燃燒系統的負載，使用壽命。

-高頻控制電路：自動檢測電磁閥、升降氣缸及高頻工作狀況，自動過時、過流報警，保護高頻爐在正常狀態工作。

-氣路：高電子流量控制器及氣路系統（電磁閥、管接頭、升降氣缸）氣流穩定，自動檢漏。

-固標和氣標雙校正。

-除塵系統：爐頭加熱及自動清掃裝置，可減少粉塵對分析結果的影響；排灰系統。

-0.4微米微孔金屬過濾器，粉塵與氣體的分離。

-采用電流/電壓/功率/選擇方式調節爐溫，適合于不同材質的樣品。

3.隨機軟件

-WINDOWS XP全中文操作界面，操作方便，易于掌握；

-程序設計采用Deliph軟件編譯；

-上下位機采用U2.0接口通訊，大大了通訊速度；

-紅外檢測與高頻爐采用光纖連接，了高頻干擾；

-軟件提供多用戶管理系統，可由管理員設置不同用戶權限；

-提供通道管理功能，碳硫通道可自行增加、刪除和編輯，量限制；

-提供樣品管理功能，可對樣品名稱、標識進行編輯，并可增加和刪除樣品名；

-分析結果采用ACCS數據庫方式存儲，可存儲每次分析碳硫的數據及曲線；

-分析結果隨意查詢，可根據時間、操作員、樣品名稱、標識等多方面查詢；

-開關診斷功能，可由軟件實現檢測爐頭和氣室的密封性；

-可由軟件實現碳硫工作曲線的生成并進行曲線擬合；

-碳硫各一個曲線框，動態顯示分析過程中和各項實時數據和碳硫釋放曲線；

-分析過程動態數據積分，每秒24次采樣，了分析的靈敏度和準確度；

-打印模式多樣化，提供了室和檢測站兩種打印模式，并可自行設計打印格式；

-軟件功能，提供曲線/數據存儲、空白扣除、參數設定、通道選擇、數理統計、結果校正、曲線比較等多項功能；

-多四路采樣，可在碳、低碳、硫、高硫四個檢測池中任意切換；

-可由軟件實現壓力調節及流量控制。

4.外部配置

4.1微機

-品牌商用微機

-配置：PⅣ2.4G/1G/160G/19”液晶

4.2打印機

-HP打印機

-自動/手動兩種打印模式

4.3 電子天平

美國丹佛：一電子天平

-度0.0001g

4.4 坩堝

-陶瓷坩堝（國產）

三、CS-9900型高頻紅外碳硫分析儀區別于其它同類產品的特點

1、外形美觀、大方

上面的這張圖片就是CS-9900型高頻紅外碳硫分析儀的實物圖，是CS-8800型的升級產品。圖片右邊部分是落地式高頻感應燃燒爐，長68.5Cm/寬51Cm/高126Cm。左邊是紅外檢測部分，長135Cm/寬66Cm/高77Cm。這幾組數據都是依照審美學及人體仿生學的理念反復試驗改造而終確定的，使用者可以舒適地連續使用操作儀器而不會有疲勞感。

此外，儀器外形如同一個現代化的辦公桌椅，擺在室，不能顯現出它的次和高品位，更是為用戶省卻磚砌操作臺的繁瑣和笨拙，移動方便，位置可以根據室的需要實時靈活調整。

2、外部配置

圖片左邊檢測部分操作臺面上的電腦、打印機都是目前主流配置。打印機是惠普激光打印機，支持多種打印模式。電腦是清華同方的商用機型，19寸純屏。標配美國原裝的丹佛平，稱樣量0—120g。而許多其它國內廠家為了節省成本，標配天平還在使用一或者國產的天平，這就給稱樣這一環節中隱埋了較大的稱樣誤差，影響分析結果。而我們使用的這款美國平，稱樣高、稱樣速度快是它的特點，可以自動聯機輸入。在一些國外儀器中現在基本上都是配置這種天平。此外，還有這圖片上您看不到的，小到一份說明書，一張合格證，一只出廠標牌，我們都是請人士設計精心打造而得。

3、內部結構合理

3.1高頻感應燃燒爐內部采用框架結構，分上中下三層排布。

（1）高頻爐能否快速、地將各種不同類型、不同結構及不同含量樣品中的碳、硫轉化成CO2、SO2氣體并、徹底地運載出來送到檢測系統，是其性能的終衡量標準。高頻爐主振系統我們采用的是大功率的7.5KVA的風冷式陶瓷電子管，并且使其工作在降額使用狀態（2.7KVA），這樣大大了加熱功率的穩定性和元件的使用壽命。    

（2）主振電容采用其額定電流達100A的真空電容。具有體積小、低的介質損耗和優良的穩定性。從而地儀器的性及功率輸出的穩定性。  

（3）金屬連接件采用銅表面鍍銀加氧化技術，使得大功率下的器件連接徹底偶爾出現的接觸不良及接觸打火的技術難題。

（4）設有加強冷卻風扇的冷卻風道，冷卻軸流風機為原裝器件，并在器件采購入庫之日起即進行24小時不間斷老化試驗，了大功率元件的熱穩定性。    

（5）設計了計算機控制的數字化程序升溫模塊及分析軟件。用戶可以自由、靈活地設置適合不同樣品的功率和升、降溫速度，從而大大了分析各種不同類型、不同結構及不同含量樣品中的碳、硫轉化率的性。如果選配雙碳、雙硫池，可以真正做到全量程的碳硫質量分數的檢測。

（6）控制系統采用氣動元件公司臺灣亞客德的原裝電磁閥，氣路的工作穩定性和性。并且在軟件編譯中設計了一套可以自動檢漏、分段檢漏的適用功能，實時方便地檢查氣路的密封情況，保障分析結果的性。

(7)控制方面我們設有自動過時/過流報警系統，保障高頻爐運行在正常的工作狀態。

(8)爐頭采用目前國內的自動清掃裝置，操作員只要輕輕按下一個“清掃”按鈕，便可完成對儀器的粉塵積垢處理，方便快捷。我們同時設立多道過濾粉塵的硬件裝置，使用0.4微米微孔金屬過濾器，采用毛氈技術，將粉塵徹底地隔離到氣路系統之外。并且無需購置聲波清洗機便可對其進行日常的清洗保養工作從而反復使用的目的。我們設有氧氣及分析氣的過濾凈化裝置，解決了潮濕尤其是一些樣品中“結晶水”對硫元素測定的干擾難題。

基于以上技術和特點的高頻感應加熱部分，使得一些材料的初步分離變得容易和簡便，使得固態到氣態的這一轉換過程速度更快、轉換率更高，這樣對一些材料就可以做定量分析。除了應用于一些常規的鋼鐵樣品分析之外，還能測定水泥、礦石、玻璃、沙子、樹葉等其他材料中碳硫兩元素的質量分數。

3.2精心設計的紅外檢測裝置分為上下兩層。

(1)電子線路和硬件實行分層隔離，檢測池單獨密封在一個采用恒溫、穩流裝置的鍍鋅箱體內，徹底外界溫度及噪音對檢測部分的干擾。并且采用推拉式結構加震技術，便于維護。

(2)采用鉭酸鋰材料原裝的熱釋電紅外探測器。該鉭酸鋰晶體材料的居里溫度在600℃以上，因此，在很寬的室溫范圍內材料的熱釋電系數隨溫度的變化很小，輸出信號的溫度變化率只有1-2‰，了信號的和穩定性。

(3)光源是美國力克公司原裝的鉑金紅外光源，可加熱到800℃，發熱持續，光譜特性高。碳硫檢測管道我們采用24K足金鍍金管，反光鏡采用金屬加鍍金技術，使得信號的采集和處理有了硬件的強力保障。

(4)采用基于空間對地遙感技術的窄帶紅外濾光片，其矩形系數好、截止深度高及特征波長率高，帶寬＜80/㎝，中心波長定位準確。從而可以更好地屏蔽其他元素譜線的干擾及徹底排除高碳對低硫分析背景吸收的干擾。

(5)調制系統采用單片機控制的高航空調制電機，其調制頻率的穩定性信號在小的范圍內波動，熱穩定性好，連續使用壽命可達10萬小時以上。    

(6)采用伯爾布朗公司的24位∑△A/D轉換芯片。

說到分析，就說模數轉換這個概念。對應我們今天所介紹的碳硫檢測電路來講，簡單了說，就是將紅外探測器檢測到的碳硫池的一個光強模擬信號轉換成計算機能識別使用的數字信號。而這一轉換的實現都離不開一塊叫模數轉換器的IC產品。我們做過市場調研，目前國內大多數碳硫廠家還在使用傳統的IC產品，例如ADC0809、使用較多的ICL7135等等。這與我們國內紅外碳硫的早出現原因有直接關系。眾所周知，紅外碳硫產品的技術早是從國外引進的，大多數國內廠家在做簡單外圍硬件改動升級以后沒有技術能力做軟件尤其是部分的升級和改造，這就造成早期的國外產品技術陳舊遺留的問題，使得同樣稱作高頻紅外碳硫設備的產品性能不一而足。而我們這款產品引入了伯爾布朗公司新推出的業界小型四通道、、24位模／數轉換器——ADS1224。對比這三種模數轉換器，不外徑尺寸懸殊較大，更重要的是性能，上面兩款傳統芯片分辨率一個是4位半，一個是8位，與下面我們的24位的差距不在一個數量級上。

而整套碳硫設備的分析和速度主要又取決于模數轉換、采樣這一塊，沒有版本的硬件和軟件的支持，談分析，多少還是有一點紙上談兵的味道。

(7)我們在做市場調研時發現，國內許多同類產品在程序控制系統中還在使用傳統的電源供電模式，變壓器、整流橋、電容等等一系列分立元器件手工組裝焊接，構成繁復的控制電路板供電體系。由于原件繁雜龐多，電路板數量較大，不可避免使得故障率偏高。而我們這臺設備使用的是產品模塊化集成電源，性能，穩定性高。數百個分立元件化簡到由一個原件控制，兩者的差距可想而知。另外，對一些工作頻率較高的部件，我們使用的都是原裝產品。像以上提到的軸流風機、固態繼電器、電磁閥等等，我們在采購的時候都是慎之又慎，優中選優。

另外，我們的電路板均采用大面積復銅接地布局，增強了干擾能力。其元器件采用表面貼片安裝工藝、全自動焊接加工技術，從而大大了測定的性和地減少了儀器的故障率。

4、國內光纖隔離傳輸

我們在設計制造的時候將高頻感應燃燒爐和紅外檢測系統分開設計成兩個相互的箱體，這樣雖然多出一個機箱增加硬件成本，但卻能從硬件結構上解決一部分高頻干擾的問題。而高頻和檢測部分二者之間的連接我們經過多次技術試驗與研究，引進國外的光纖傳感技術，終于擯棄傳統的電纜連接方式，由光電轉換的光纖發射接收裝置來傳輸數字信號，徹底解決了高頻電磁輻射對信號采集及控制電路的干擾。

高頻燃燒時啟動高頻電路的幾十秒間，高頻振蕩的電磁波通過傳導、輻射會對外圍的電子線路產生強烈的干擾，這種干擾使得電子線路產生邏輯錯誤，尤其是對放大信號這一塊影響尤為嚴重。一些高頻碳硫在做含量的時候會有不規則出現的空白值影響甚至淹沒正常數據，而通常這種設備使用的都是老式的傳輸方式，是靠電線傳輸信號的，不能做到隔離電磁波，給檢測部分造成一個干擾的信號源。而我們在干擾方面，除了沿用傳統的屏蔽隔離手段之外，將高頻和檢測部分用光纖連接傳輸控制信號。這種傳輸方式通過光的隔離使得高頻和檢測部分兩者之間沒有電的任何耦合，可以說，真正做到了徹底干擾。這一技術我們應用到同類產品中的臺式紅外和電弧及管式紅外中，都取得滿意的干擾性能。

光纖隔離傳輸，這一性的技術革新為我公司在國內，在市場使用調查中更是凸顯出這一技術的性和穩定性。

5、具有的線性化定標技術

紅外碳硫分析儀是通過檢測CO2、SO2氣體對特定紅外輻射的吸收量來測定樣品中的碳、硫含量的。可是這種吸收是遵從朗伯-比耳定律即指數規律（非線性）的，加之濾光片具有的帶寬，氣體的吸收系數也不是常數，這樣，要獲得積分面積線性化定標是十分困難的。因此，線性化定標成為儀器數據處理中的關鍵技術。我們經過多年的研究、探索，在定標模式、算法及定標軟件的設計上均有重大并國外的儀器，可在全量程范圍內獲得很好的線性度，從而避免了有些國內同行采用多氣室分段定標存在的很大弊端及使用不便。

6、強大的軟件功能

WindowsXP全中文操作系統及采用Deliph軟件編譯，接口采用U2.0數據交換技術，較大幅度地了通訊速度，構成一個上下位機通訊的系統工作模式，真正實現了多窗口、多任務操作。

提供通道管理功能，碳硫通道可自行增加，量限制。提供樣品管理功能，可對樣品名稱、標識進行編輯，并可由軟件實現工作曲線的生成同時可進行曲線擬合。的開關診斷功能，可由軟件實現檢測爐頭和氣室的密封性。數據可遠距離傳輸，實現爐前報數等。

7、操作簡單

有了上面這一系列的硬件技術及軟件功能的強大保障護航，使得員在操作使用這款設備的時候，有一種操作它比操作自己的雙手還要簡單的感覺。這說得有點夸張了。不過，按一下開關打開電源，點擊一下鼠標確認分析，數據結果自動打印，稍等30秒，一個樣品的分析工作就結束了。我們這款設備真正稱得上高新技術產品中的實用傻瓜型，甚至小學文化都沒有，經過我們安裝工程師的簡單培訓，依舊可以操控它，并且能得到準確的數據結果。不需要使用單位另外聘請的人員，節省人力成本和資源。

8、維護方便

整機采用集約化設計，模塊化分層管理，省卻許多繁瑣的維護和保養。尤其值得一提的是我們的爐頭自動清掃裝置，采用技術的排灰系統，可實現自動清掃，減少操作員的勞動強度。0.4微米微孔金屬過濾器無須聲波清洗即可長期使用，方便。

9、、

使用者在追求儀器具有較比的整體性能時往往會忽略一個不易想到的環節，那就是和。紅外碳硫分析儀的一個重要的部分是高頻爐，而高頻爐的工作頻率是高頻18～20MHZ、高壓3000～4000V。儀器需要擺放在室內，需要人員近距離地操作或維護，周圍又可能有作其他工作人員。因此，如何這些人員的是一個不容忽視的大問題。天牧儀器公司在一開始儀器的研發、設計和制造過程中就注重并很好地、不惜成本地解決了此問題。如，將產生高壓的器件（高壓變壓器、整流硅堆及燈絲變壓器等）都單獨封閉在一個金屬箱體內，將產生高頻的高頻振蕩系統單獨封閉在另一個箱體內，即使在排風扇的通風口和爐頭的進風口處都要用金屬網和銅鑼絲擰緊，以使整個高頻振蕩系統封閉在一個閉合的金屬箱內，高頻對操作人員的影響。并且接地線采用對地電阻小于5歐姆的銅芯線，操作人員的。