高頻紅外碳硫分析儀法拉第電磁感應定律檢測原理
更新時間：2022-05-26 點擊次數：1508
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%的鋼稱為工業純鐵。
高頻紅外碳硫分析儀準確檢測鐵合金、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量分數。在高頻感應爐高溫下，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，硫轉化為二氧化硫，用紅外吸收法測定氧氣流中硫化合物的含量，轉化為鋼鐵材料中硫元素的含量。
根據法拉第電磁感應定律，金屬導體處于高頻交變電場中時，金屬導體內會產生感應電動勢，導體電阻小，因此會產生強感應電流。從焦耳-楞龍定律可以看出，交變磁場使導體中的電流流向導體表面，引起趨膚效應。瞬間電流的密度與頻率成正比，頻率越高，感應電流密度越集中在導體表面。即集膚效應增強，有效導電面積減小，電阻增大，導體迅速升溫。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，氣體通過氣路系統到達硫吸收池和碳吸收池。
CO2、SO2等極性分子具有偶極矩，因此具有振動和旋轉等結構。量子力學分為分裂的能級后，可以與入射的特征波長的紅外光結合引起吸收，氣體分子在紅外光波段具有選擇性的吸收光譜，特定波長的紅外光通過CO2或SO2氣體時可以引起強光吸收。
高頻紅外碳硫分析儀的基本工作原理是：由于探測器將光信號轉換為電信號，探測器在線性區域內工作，選定某一特定波長，確定分析池(吸收池)長度時，可以根據測量光強換算混合氣體中被測氣體的濃度。這是紅外吸收法能夠定量測量氣體濃度的基本原理。
