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元素分析仪是指同时或单独实现样品中几种元素的分析的仪器。各类元素分析仪虽结构和性能不同,但均基于色谱原理设计。
其工作原理是在复合催化剂的作用下,样品经高温氧化燃烧生成氮气、氮的氧化物、二氧化碳、二氧化硫和水,并在载气的推动下,进入分离检测单元。
在吸附柱将非氮元素的化合物吸附保留后,氮的氧化物经还原成氮气后被检测器测定。
其他元素的氧化物再经吸附-脱附柱的吸附解析作用,按照C、H、S的顺序被分离测定。
样品中氟、磷酸盐或大的重金属物质的存在会对分析结果产生负效应,而强酸、碱或能引起爆炸性气体的物质禁止使用元素分析仪进行测定。
由于土壤样品矿物质成分、晶:型结构比较复杂,为保证测定结果的准确性和稳定性,在使用元素分析仪时样品颗粒必须充分均匀。
产品智能化水平大幅提高,操作者可以在选择所测元素后,产品即自动调整至检测该元素所需的波长,为产品的推广使用,提供便利。
采用计算机实现程序控制和数据处理。元素分析仪不定量称样功能,准确可靠,方便用户操作。
可快速更换不同厚度比色杯;
采用冷光源技术、进口光电元件,自校零点和满度;
电子天平联机不定量称样,计算机自动读入重量或人工键入可选,方便分析操作。
系统稳定性好,抗干扰能力强,分析结果准确、可靠。
机外溶样、操作方便,没有阀门和管道老化,延长使用寿命。
可记忆贮存99条曲线(可根据用户需要任意增加),采用回归方法,建立曲线方程。
当前,国内冶金、铸造、机械等行业的用户为分析金属材料中除碳硫以外的微量元素成分时,可使用的仪器有以下几类。
1.光谱分析仪。
优点是一次可以分析多种元素,精度较高。缺点是价格太高,一套几十万到上百万,所以目前只有少数大型企业使用。
2.分光光度计。优点是检测波长选择方便,价格不高。
缺点是检测结果不能直接显示(要换算);没有曲线建立调用功能,检测不同元素每次要重新定标;比色皿放入和倒出液体不方便;
对操作人员的化学分析基础知识要求高,因此不能适应企业现场在线检测分析的需要。
3.比色元素分析仪。
优点是使用方便,价格也不高,对操作人员的化学分析基础要求不高,因此被广泛用于企业生产检验现场分析。但由于其产生的历史原因,存在以下先天性缺陷。
光电比色金属元素分析仪是我国在上世纪60年代适应钢铁冶金五大元素(碳、硫、硅、锰、磷)的现场在线检测分析的需要而发展起来的。
检测硅、锰、磷研制了元素分析仪(当时叫三元素,三个通道分别预设固定波长检测硅、锰、磷),由于硅、锰、磷检测要求的波长不多,精度要求不高,因此,三元素分析仪较好的满足了钢铁冶金行业现场在线。
分析元素含量的需要。
但现在,各行业需要检测的材料除了钢铁,还有生铁,球铁,矿石,铜合金、铝合金、锌合金,检测的元素也从硅、锰、磷发展到铜、铬、镍、锌、镁、钨、钒、铌、钛、钼、铝、砷、锆、硼、稀土元素等多种元素。
传统的光电比色金属元素分析仪普遍存在的以下缺陷,就日益严重的体现出来:
1.测量波长为预设固定,不能连续可调,虽说有些机型可以更换(通过更换滤光片或发光二极管),但对于用户来说仍嫌繁琐,遇到测量超出仪器通道数的元素种类或要检测不同合金材料时,尤其不方便。
而且不是所有波长的滤光片和LED可以采购到,使得某些特定元素的测量遇到困难,如镁元素的测量需要576nm的光源,而这样波长的滤光片和LED都无法得到。
2.测量光源大多为直流灯泡加滤光片或冷光源发光二极管,其波长准确度较差。
直流灯泡加滤光片方式其波长精度取决于滤光片,元素分析仪大多应用的滤光片,效果好的也只能达到±15nm。
采用发光二极管的波长准确度取决于使用的二极管,大多误差范围在20~30nm,无法保证分析检测的精度。
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