高频红外碳硫分析仪法拉第电磁感应定律检测原理
更新时间：2022-05-26 点击次数：1395
钢中碳主要以碳化物形式存在，硫是钢中的有害元素。在金属冶炼过程中，碳、硫都不可避免地流入钢材，影响钢材的性能，因此在金属材料的许多元素中，碳硫的分析至关重要。碳含量在1.70%以上的称为铸铁，低于1.70%的称为钢。通常，将碳含量高于0.60%钢称为高碳钢，将碳含量为0.25%~0.60%的钢称为中碳钢，将碳含量低于0.25%的钢称为低碳钢，将碳含量低于0.04%的钢称为工业纯铁。
高频红外碳硫分析仪准确检测铁合金、不锈钢、碳钢、合金钢、铸铁、球铁、有色金属、稀土金属、水泥、矿石、铁矿石、铁矿石、有色金属等及其他材料中多种元素的质量分数。在高频感应炉高温下，在氧气流中加入助熔剂燃烧试样，碳生成二氧化碳和一氧化碳，硫转化为二氧化硫，用红外吸收法测定氧气流中硫化合物的含量，转化为钢铁材料中硫元素的含量。
根据法拉第电磁感应定律，金属导体处于高频交变电场中时，金属导体内会产生感应电动势，导体电阻小，因此会产生强感应电流。从焦耳-楞龙定律可以看出，交变磁场使导体中的电流流向导体表面，引起趋肤效应。瞬间电流的密度与频率成正比，频率越高，感应电流密度越集中在导体表面。即集肤效应增强，有效导电面积减小，电阻增大，导体迅速升温。在富氧条件下，样品充分燃烧，释放出CO2和SO2等混合气体。在载气作用下，气体通过气路系统到达硫吸收池和碳吸收池。
CO2、SO2等极性分子具有偶极矩，因此具有振动和旋转等结构。量子力学分为分裂的能级后，可以与入射的特征波长的红外光结合引起吸收，气体分子在红外光波段具有选择性的吸收光谱，特定波长的红外光通过CO2或SO2气体时可以引起强光吸收。
高频红外碳硫分析仪的基本工作原理是：由于探测器将光信号转换为电信号，探测器在线性区域内工作，选定某一特定波长，确定分析池(吸收池)长度时，可以根据测量光强换算混合气体中被测气体的浓度。这是红外吸收法能够定量测量气体浓度的基本原理。
