氧氮分析仪的分析原理

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氧氮分析仪的分析原理主要基于脉冲加热分解试样和多种检测技术联用，具体流程和技术特点如下：
一、核心分析流程
1.样品处理与气体释放
-试样在惰性气氛（如高纯氦气）中被送入脉冲加热炉，炉温可达3000℃以上（如ON-3000型号），使样品熔融分解。
-熔融过程中，样品中的氧、氮元素转化为CO、N₂等气体，并释放到载气流中。
2.气体处理与分离
-氧气检测：释放的氧（以CO形式存在）经稀土氧化铜催化后生成CO₂，通过红外吸收池（NDIR）测定浓度。CO₂和其他干扰气体（如H₂O）被碱石棉或过氯酸镁吸收，避免影响检测结果。
-氮气检测：N₂通过热导池（TCD）直接测量，部分仪器配备双重范围的热导池以适应不同浓度。
二、检测技术原理
1.红外吸收法（NDIR）检测氧
-原理：CO或CO₂分子对特定红外波长（如4.3μm）的吸收强度与氧浓度成正比。红外检测器通过测量透射光强变化，计算氧含量。
-特点：
-配置高/低氧双检测池，自动切换量程（如ON-3000型号）；
-抗干扰能力强，可排除背景气体（如氮气）的影响。
2.热导法（TCD）检测氮
-原理：氮气导热系数与载气（如氦气）的差异导致热敏元件温度变化，通过惠斯通电桥将电阻变化转换为电信号，推算氮浓度。
-特点：
-双重范围热导池设计，覆盖低氮（0.1ppm）至高氮（5000ppm）；
-需保持热敏元件恒温，通过动态电流调节补偿气体热导差异。
三、关键技术优势
1.高温脉冲加热
-采用大功率脉冲炉（8kW）和石墨坩埚，快速升温至3000℃以上，确保样品完全分解，提升分析效率（每样约3分钟）。
-四步脱气功能有效去除坩埚和助熔剂中的残留气体，避免干扰。
2.惰性气氛保护
-全程通入高纯氦气作为载气和保护气，防止样品氧化或氮气吸附，确保气体释放完全。
3.多级气体处理
-通过氧化铜催化、碱石棉吸附等步骤，去除CO、H₂O等干扰成分，提高检测精度（氧、氮分析精度均达0.2ppm）。
四、应用场景与适用材料
1.典型领域：冶金、机械、科研、化工等，用于分析钢铁、有色金属、陶瓷、稀土等材料中的氧氮含量。
2.适用样品：铜、钢、铸铁、合金、锆、钛、钼、镍、陶瓷等无机材料。
总的来说，氧氮分析仪通过脉冲加热熔融→气体释放→红外/热导检测的技术路线，结合惰性气氛保护和多级气体处理，实现了高精度、宽范围的氧氮元素分析。不同仪器型号（如ON-3000）在检测池配置、温控系统等方面优化，进一步提升了分析性能。

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