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紅外碳硫分析儀檢測系統(tǒng)不穩(wěn)定因素探討

來源：本站    發(fā)布時間：2022年05月09日    點擊量：1006次    字體大�。�[大] [中] [小]

紅外碳硫分析儀檢測系統(tǒng)不穩(wěn)定因素探討

1儀器概述

紅外碳硫分析儀是冶金與機械行業(yè)重要的分析儀器之一，可快速分析鋼、鐵、銅、合金、碳化合物、礦石、水泥、陶瓷、玻璃等固體材料中的碳和硫。檢測系統(tǒng)是碳硫儀的心臟，保證檢測系統(tǒng)輸出(基線)穩(wěn)定是非常重要的，但影響檢測系統(tǒng)不穩(wěn)定因素很多，對操作和維修人員的技術(shù)要求也相應(yīng)較高。分析與探討影響檢測系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素，對該儀器設(shè)備的維護以及保障科研工作的正常開展具有重要的意義。多年來，紅外碳硫分析儀檢測系統(tǒng)不穩(wěn)定因素一直是困擾許多用戶的難題。經(jīng)過長時間的研究與探索，對這類設(shè)備維修積累了寶貴的經(jīng)驗，為設(shè)備利用率的提高，科研與生產(chǎn)任務(wù)的順利完成，以及紅外硫分析儀的維護打下了良好的基礎(chǔ)。

2儀器工作原理

氧化產(chǎn)物通過除塵裝置和除水凈化裝置后被氧氣載入到硫檢測池測定硫，含有CO：,CO、SO：和0的混合氣體一并進入加熱催化爐中，經(jīng)過催化爐催化轉(zhuǎn)換CO—c0，s0：一s0，這種混合氣體經(jīng)過除硫試劑管后，導(dǎo)入碳檢測池測定碳，殘余氣體通過分析儀排放到室外。碳和硫檢測器輸出經(jīng)前放、A／D轉(zhuǎn)換送入微機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，最終得出碳和硫的百分含量。樣品導(dǎo)入高頻爐，在燃燒爐高溫下通過氧氣氧化，使得樣品中的碳和硫氧化為CO：、CO、

3不穩(wěn)定影響因素分析

被測物質(zhì)信號與檢測系統(tǒng)中的工作電源輸出值、紅外源輻射功率、斬波馬達頻率、紅外光檢測器、A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、以及外部干擾因素都有很大關(guān)系，影響其系統(tǒng)的原因如下。

3．1工作電源

檢測系統(tǒng)工作電源有±15V、5．5V、24V、5V，它是保證檢測系統(tǒng)正常工作的先決條件，這部分電路工作狀況及輸出值不正常的原因為：

(1)部分器件老化，造成輸出值不穩(wěn)定，紋波大。正常情況電源輸出允許波動范圍應(yīng)在±10％內(nèi)，若超出范圍視為不正常。

(2)部分器件損壞無輸出或輸出波形不對。通過測量電路中主要工作點電壓與正常值進行對比，可找出損壞元件。

3．2紅外光源

紅外光源發(fā)射的紅外輻射與光輻射功率成正比。光輻射功率變化直接影響到信號輸出大小的變化，這樣的變化將引起檢測器基線的變化，即紅外輻射有無或大小，檢測器基線將隨之反映出來¨

引起紅外光源輻射信號變化的原因有以下幾種：

(1)光源逐漸老化，光輻射減弱，信號輸出低。碳和硫檢測器的基線輸出值也會逐漸降低，當(dāng)?shù)陀谡７秶鷷r儀器將報警。

(2)光源加熱絲斷裂或脫焊，無信號輸出。測量光源加熱絲電阻值是否正確(正確值一般為5Q左右)。

(3)光源加熱絲虛焊及電源插頭氧化導(dǎo)致接觸不良。由于接觸電阻發(fā)生變化，信號輸出忽高忽低變化值特別大，這種情況往往被人們忽視。

3．3斬波馬達

斬波馬達是將光信號調(diào)制成具有一定頻率的信號送人到檢測器，這樣設(shè)計是把紅外光信號斬波成方波信號，確保信號經(jīng)電路放大后的穩(wěn)定性。因此，馬達工作不正常，將引起檢測器信號輸出小甚至無輸出，主要有以下原因：

(1)斬波馬達不轉(zhuǎn)動；其一是工作電源故障，其二是斬波馬達轉(zhuǎn)動軸卡住。

(2)由于馬達長期轉(zhuǎn)動磨損，軸套間隙大，馬達葉片轉(zhuǎn)動不穩(wěn)定，甚至葉片碰到檢測池壁受阻、卡住。

(3)斬波馬達工作調(diào)制頻率脫離正常值，引起通過光孔的光忽大忽小，檢測器的接收信號波動甚至為零。

3．4紅外線檢測器

紅外線檢測器是氣體分析儀的關(guān)鍵部件，通過紅外線輻射把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，正常工作情況下應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)儀器20082保證環(huán)境溫度穩(wěn)定，避免干擾信號。易出現(xiàn)的情況是：

(1)器件損壞無輸出信號。

(2)器件老化靈敏度低，輸出信號噪聲大。

(3)器件焊點氧化、虛焊接觸不良，輸出信號不穩(wěn)定。

3．5前置放大器

前置放大器將檢測器輸出的微弱信號進行放大、濾波、直流放大。該系統(tǒng)每部分的微小變化都將引起放大器的變化J，最易發(fā)生的問題主要有以下幾方面。

(1)微信號放大器性能下降。檢查時應(yīng)主要關(guān)注濾波電容，接地是否良好。

(2)調(diào)零電位器、增益調(diào)節(jié)電位器接觸不良。使用一段時間后將電位器左右旋轉(zhuǎn)幾下，確保接觸良好。 

(3)四運放放大器放大倍數(shù)降低，造成后續(xù)分析結(jié)果偏低。

3．6A／D轉(zhuǎn)換板 

電壓信號通過16轉(zhuǎn)1芯片進行信號采集，再經(jīng)A／D芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并送人計算機進行處理，這個過程易產(chǎn)生干擾信號，導(dǎo)致系統(tǒng)監(jiān)視窗口觀察工作條件、樣品檢測積分過程及計算受到影響，主要原因是：

(1)A／D轉(zhuǎn)換板的器件老化質(zhì)量下降，造成干擾信號增加，數(shù)字信號紊亂。

(2)儀器接地不好，外界干擾信號，導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)遺漏。

(3)A／D轉(zhuǎn)換板與總線插槽接觸不良，導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)丟失。

4結(jié)論

通過對不穩(wěn)定影響因素的分析，對電子器件老化、性能下降所帶來的信號輸出值不穩(wěn)定或無輸出，紋波大，輸出信號噪聲大，采集數(shù)據(jù)遺漏或丟失等一系列問題的解決及提高設(shè)備的利用率起到重要的作用。