新型電弧爐及紅外碳硫分析儀的制作方法

本發明涉及紅外分析設備的技術領域，尤其是涉及一種新型電弧爐及紅外碳硫分析儀。

背景技術：

紅外碳硫分析儀主要用于檢測試樣中碳、硫元素的含量，其工作原理是：試樣中的碳、硫在富氧條件下經過高溫加熱，生成二氧化碳、二氧化硫氣體，該氣體經處理后進入相應的吸收池中，對相應的紅外輻射光進行吸收，經過吸收的紅外輻射光入射到探測器上，由探測器轉發為電信號，經計算機處理即可輸出結果。紅外碳硫分析儀與電弧爐配套使用，能快速、準確地測定各種試樣中的碳、硫含量，具有測量范圍寬、抗干擾能力強、功能齊全、操作簡單、分析結果快速準確等特點。

電弧爐包括爐頭、燃燒室、坩堝和電極等。將盛放好試樣的坩堝放置于燃燒室內，電極產生電弧進行點火，試樣燃燒產生二氧化碳和/或二氧化硫氣體。為了使坩堝內的試樣能夠完全熔解燃燒，操作者必須在坩堝中添加一定量的助熔劑。助熔劑的添加量過少，試樣燃燒不充分，分析結果誤差較大；助熔劑的添加量過多，多余的助熔劑產生的灰塵會污染燃燒室、過濾網等。目前，在使用紅外碳硫分析儀時，一般采用人工添加助熔劑，但是存在助熔劑損耗量大、稱量不準確等問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種新型電弧爐及紅外碳硫分析儀，以改善現有技術中，人工添加助熔劑時存在助熔劑損耗量大、稱量不準確的技術問題。

本發明提供一種新型電弧爐，包括坩堝和坩堝座以及助熔劑添加機構，所述助熔劑添加機構用于向所述坩堝內定量添加助熔劑。

進一步地，所述助熔劑添加機構包括儲存室、加料管、加料平臺、傳送部和控制器；

所述儲存室用于儲存助熔劑；

所述加料管與所述儲存室連通，且設置在所述加料平臺的上方；所述加料管上設置有閥門；

所述加料平臺上設置有重量傳感器，所述重量傳感器與所述控制器連接，并向所述控制器傳遞所述加料平臺上的重量值；

所述傳送部用于將所述坩堝從所述坩堝座上移動到所述加料平臺上，或者將所述坩堝從所述加料平臺上移動到所述坩堝座上；

所述控制器用于設置預設值、啟動或停止所述傳送部對所述坩堝進行傳送以及根據所述重量傳感器傳遞的重量值開啟或關閉所述閥門；

所述預設值為坩堝中需要添加助熔劑的重量值。

進一步地，所述傳送部包括抓手，所述抓手用于將所述坩堝抓起并送至所述坩堝座或所述加料平臺。

進一步地，所述抓手與所述坩堝接觸的部位設置有防滑部。

進一步地，所述傳送部還包括滑槽，所述滑槽的一端與所述坩堝座相對，另一端與所述加料平臺相接，所述抓手帶動所述坩堝沿所述滑槽移動。

進一步地，所述助熔劑添加機構還包括重量顯示器；所述重量顯示器與所述重量傳感器連接，用于顯示所述坩堝內助熔劑的重量。

進一步地，所述助熔劑添加機構還包括報警器，所述報警器用于在所述助熔劑添加機構發生故障時發出警報。

進一步地，所述新型電弧爐還包括爐頭和燃燒室；

所述燃燒室用于為所述坩堝內試樣的燃燒提供空間；

所述爐頭上設置有向所述燃燒室內輸送氧氣的吹氧機構。

進一步地，所述新型電弧爐還包括除塵管和干燥管，所述爐頭上設置有出氣口，所述出氣口依次與所述除塵管、所述干燥管相連接。

本發明還提供一種紅外碳硫分析儀，包括上述任一項所述的新型電弧爐。

本發明提供一種新型電弧爐及紅外碳硫分析儀，該新型電弧爐主要用于在紅外碳硫分析中燃燒試樣，該新型電弧爐包括坩堝和坩堝座以及助熔劑添加機構，助熔劑添加機構可以向坩堝內定量添加助熔劑，有效改善了現有技術中，使用紅外碳硫分析儀需要人工添加助熔劑，導致助熔劑損耗量大、稱量不準確的技術問題，提高了檢測結果的準確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例1提供的新型電弧爐的結構示意圖；

圖2為圖1所示的新型電弧爐中吹氧機構的第一種結構示意圖；

圖3為圖1所示的新型電弧爐中吹氧機構的第二種結構示意圖；

圖4為圖1所示的新型電弧爐中吹氧機構的第三種結構示意圖；

圖5為本發明實施例1提供的紅外碳硫分析儀的結構示意圖；

圖6為圖5所示紅外碳硫分析儀側門打開后的結構示意圖；

圖7為圖6所示紅外碳硫分析儀中測控室的結構示意圖。

圖標：10-坩堝；20-坩堝座；31-儲存室；32-加料管；321-閥門；33-加料平臺；34-控制器；351-抓手；352-滑槽；36-重量顯示器；40-爐頭；41-出氣口；50-燃燒室；60-燃燒管；71-吹氧嘴；711-第一殼體；712-第二殼體；713-螺旋槽；714-螺旋過濾部；715-螺旋隔檔部；716-螺旋過濾網；72-吹氧桿；721-金屬絲刷；722-氣缸；73-環狀過濾部；80-除塵管；90-把手；100-新型電弧爐；201-第一箱體；202-第二箱體；301-測控室；302-電源室；303-分析室；400-穩壓電源；500-分析機構；601-計算機開關電源；602-計算機主板；603-數據處理電路板；604-控制電路板；700-鋼板；801-電壓表；802-電流表；803-壓力表；804-流量計；900-側門。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

實施例1

本實施例提供一種新型電弧爐100，如圖1所示，包括坩堝10和坩堝座20以及助熔劑添加機構，助熔劑添加機構用于向坩堝10內定量添加助熔劑。

使用本實施例提供的新型電弧爐100，能夠定量向坩堝10內添加助熔劑，而不需要人工稱量并向坩堝10內添加助熔劑，有效改善了現有技術中，人工添加助熔劑對助熔劑損耗量大且助熔劑稱量不準確的技術問題，提高了檢測結果的準確性。

在本實施例中，具體地，如圖1所示，助熔劑添加機構包括儲存室31、加料管32、加料平臺33、傳送部和控制器34；儲存室31用于儲存助熔劑；加料管32與儲存室31連通，且設置在加料平臺33的上方；加料管32上設置有閥門321；加料平臺33上設置有重量傳感器，重量傳感器與控制器34連接，并向控制器34傳遞加料平臺33上的重量值；傳送部用于將坩堝10從坩堝座20上移動到加料平臺33上，或者將坩堝10從加料平臺33上移動到坩堝座20上；控制器34用于設置預設值、啟動或停止傳送部對坩堝10進行傳送以及根據重量傳感器傳遞的重量值開啟或關閉閥門321；預設值為坩堝10中需要添加助熔劑的重量值。

本實施例中助熔劑添加機構的工作過程為：在控制器34中輸入預設值，啟動傳送部，將坩堝10從坩堝座20轉移到加料平臺33上，重量傳感器將坩堝10的初始重量值傳遞到控制器34中，控制器34計算坩堝10的最終重量值，即初始重量值加上預設值，并控制閥門321打開，助熔劑從儲存室31通過加料管32進入到坩堝10中，重量傳感器不斷檢測坩堝10的重量值，并將該重量值傳遞到控制器34中，當該重量值等于最終重量值時，控制器34控制閥門321關閉，然后啟動傳送部，將坩堝10從加料平臺33送回坩堝座20，助熔劑添加完成。

進一步地，如圖1所示，傳送部包括抓手351，抓手351用于將坩堝10抓起并送至坩堝座20或加料平臺33。抓手351具有動作靈活、運動慣性小等優點，且能夠避過新型電弧爐100的其他部件，準確將坩堝10從坩堝座20中抓起或放回坩堝座20中。

進一步地，抓手351與坩堝10接觸的部位設置有防滑部，以增大抓手351與坩堝10之間的摩擦力，防止在抓取及傳遞過程中坩堝10掉落。優選地，防滑部為套設在抓手351上的耐高溫橡膠套。

進一步地，如圖1所示，傳送部還包括滑槽352，滑槽352的一端與坩堝座20相對，另一端與加料平臺33相接，抓手351帶動坩堝10沿滑槽352移動。與抓手351直接對坩堝10進行抓取及傳遞相比，增設滑槽352可以有效提高傳遞的平穩性，防止抓手351在抓取能力不佳的情況下坩堝10掉落。

進一步地，如圖1所示，助熔劑添加機構還包括重量顯示器36；重量顯示器36與重量傳感器連接，用于顯示坩堝10內助熔劑的重量，以便實時監控坩堝10內助熔劑的重量，在控制器34發生故障時，可以及時停止自動添加助熔劑，改為手動添加，提高了助熔劑添加機構的可靠性。

進一步地，助熔劑添加機構還包括報警器，報警器用于在助熔劑添加機構發生故障時發出警報，以便及時停止添加助熔劑并對該機構進行維修。

進一步地，如圖1所示，新型電弧爐100還包括爐頭40和燃燒室50；燃燒室50用于為坩堝10內試樣的燃燒提供空間；爐頭40上設置有向燃燒室50內輸送氧氣的吹氧機構。具體的工作過程是：在坩堝10內裝入試樣及助熔劑，將坩堝10置于燃燒室50內，吹氧機構向燃燒室50以及與燃燒室50連通的整個管路內輸送氧氣，吹凈管路中殘留的其他氣體，使整個管路充滿純氧，然后新型電弧爐100引弧燃燒，在氧氣和助熔劑的作用下，坩堝10內試樣達到充分燃燒，釋放出二氧化碳和/或二氧化硫氣體。

現有的新型電弧爐100，爐頭40內一般會設置有清掃爐頭40和/或燃燒室50的清掃刷、過濾待測氣體中灰塵的氣體過濾網，而試樣燃燒產生的灰塵會直接隨待測氣體一起由燃燒室50進入爐頭40中，附著在爐頭40中的氣體過濾網上，容易發生灼傷氣體過濾網和清掃刷、堵塞氣體過濾網等問題。

為改善上述問題，在本實施例中，如圖2所示，燃燒室50內設置有與爐頭40連通的燃燒管60，且燃燒管60設置在試樣的上方，即圖中坩堝10的上方；吹氧機構包括吹氧嘴71和吹氧桿72，吹氧嘴71和吹氧桿72均為中空結構；吹氧嘴71設置在燃燒管60內，吹氧嘴71的外壁與燃燒管60的內壁之間設置有過濾部；吹氧桿72延伸至爐頭40外，且與連接有氧氣源的氧氣輸送管連通。

設置過濾部可以對試樣燃燒產生的灰塵進行初步過濾，能有效減輕灰塵對爐頭40中氣體過濾網的堵塞，而且過濾部還能夠減慢灰塵隨待測氣體上升到爐頭40中的速度，使灰塵有冷卻的時間，在進入爐頭40后，不易灼傷氣體過濾網和清掃刷。

其中，如圖2所示，過濾部可以是設置在吹氧嘴71外壁和燃燒管60內壁之間的環狀過濾部73。除圖2所示的結構外，過濾部也可以采用下述結構：如圖3所示，吹氧嘴71包括第一殼體711和第二殼體712；第一殼體711的外壁上設置有供待測氣體從燃燒室50流向爐頭40的螺旋槽713；第二殼體712的內壁上設置有與螺旋槽713相匹配的螺旋過濾部714。采用螺旋形的氣流通道可以拉長待測氣體從燃燒室50到爐頭40的行進路線，降低待測氣體及灰塵的溫度，更有效地保護爐頭40中的氣體過濾網和清掃刷。

過濾部還可以采用下述結構：如圖4所示，吹氧嘴71的外壁上設置有螺旋隔檔部715和螺旋過濾網716。螺旋隔檔部715和螺旋過濾網716的螺旋方向可以是同向的，也可以是異向的。

進一步地，吹氧嘴71朝向樣品的一端上設置有多個吹氧孔，即朝向圖中坩堝10的一端，另一端與吹氧桿72連通。設置多個吹氧孔，可以使氧氣從不同的方位進入燃燒室50中，氧氣與試樣的接觸更為充分，有效提高了試樣燃燒的充分性。

進一步地，吹氧孔采用小孔徑的細口，可以提高氧氣流速，進一步保證氧氣能與試樣充分接觸。

進一步地，如圖2所示，吹氧桿72的外壁上設置有金屬絲刷721，吹氧桿72延伸至爐頭40外的一端設置有氣缸722。通過氣缸722推動吹氧桿72在爐頭40內運動，金屬絲刷721對爐頭40進行清掃。

進一步地，如圖1所示，爐頭40上設置有出氣口41，出氣口41依次與除塵管80、干燥管相連接。待測氣體經過除塵、干燥后，送入分析機構500進行檢測。

進一步地，如圖1所示，新型電弧爐100上還設置有用于抬升坩堝座20的把手90，通過上下拉動把手90，將坩堝座20上的坩堝10送入燃燒室50或移出燃燒室50。

綜上所述，本實施例提供一種新型電弧爐100，包括坩堝10和坩堝座20以及助熔劑添加機構，助熔劑添加機構用于向坩堝10內定量添加助熔劑。使用本實施例提供的新型電弧爐100，能夠定量向坩堝10內添加助熔劑，而不需要人工稱量并向坩堝10內添加助熔劑，有效改善了現有技術中，人工添加助熔劑對助熔劑損耗量大且助熔劑稱量不準確的技術問題，提高了檢測結果的準確性。

實施例2

本實施例提供一種紅外碳硫分析儀，包括實施例1中新型電弧爐100的任一項技術特征。

進一步地，如圖5和圖6所示，本實施例提供的紅外碳硫分析儀為一體式紅外碳硫分析儀，包括機箱，機箱包括第一箱體201和第二箱體202，第一箱體201上設置有新型電弧爐100，第二箱體202內設置有測控室301、電源室302和分析室303，測控室301內設有測控機構，電源室302內設有穩壓電源400，分析室303內設有分析機構500，穩壓電源400給新型電弧爐100、測控機構和分析機構500供電，測控機構控制新型電弧爐100和分析機構500運作，新型電弧爐100與分析機構500連接，將試樣燃燒產生的待測氣體輸送到分析機構500。

其中，如圖7所示，測控機構由計算機開關電源601、計算機主板602、數據處理電路板603和控制電路板604依次連接組成。分析機構500由穩流閥、紅外氣室和AD采樣電路依次連接組成。控制電路板604與新型電弧爐100連接，除塵管80、干燥管與穩流閥連接，AD采樣電路與數據處理電路板603連接。

進一步地，如圖6所示，第一箱體201和第二箱體202之間通過鋼板700隔離，測控室301、電源室302與分析室303之間也通過鋼板700隔離。

進一步地，如圖5所示，第二箱體202的面板上設有電壓表801、電流表802、壓力表803和流量計804，電壓表801與穩壓電源400連接，電流表802和壓力表803與新型電弧爐100連接，流量計804連接在新型電弧爐100和分析機構500之間。

進一步地，如圖6所示，第二箱體202在遠離第一箱體201的側面，設置有側門900，方便隨時查看、維修第二箱體202中部件。

本實施例提供的紅外碳硫分析儀的具體工作過程是：向與計算機主板602連接的顯示器中輸入分析命令，該分析命令依次經過計算機主板602、數據處理電路板603到達控制電路板604，控制電路板604控制新型電弧爐100的運作，并打開相應氣路系統，與新型電弧爐100連接的氧氣瓶中的氧氣經過壓力表803后進入紅外碳硫分析儀的管路中；樣品在新型電弧爐100內燃燒后，產生待測氣體二氧化硫、二氧化碳等，經過除塵、干燥后，通過流量計804，進入分析機構500中；在分析機構500中，待測氣體先通過穩流閥穩流，再進入紅外氣室，特定波長的紅外光通過二氧化碳和二氧化硫，能產生強烈的光吸收，光吸收后產生的模擬數據經AD采樣電路轉換，送到數據處理電路板603，數據處理電路板603得到吸收光譜圖數據后，送達計算機主板602，計算機主板602根據此試樣中的碳硫含量，經公式換算得到二氧化碳和二氧化硫的百分比含量，結合試樣的重量，得到試樣中碳硫的百分含量，含量值與吸收光譜圖則由顯示器進行顯示，計算機主板602連接有外設的打印機，實現直觀的數據輸出。

綜上所述，本實施例提供一種紅外碳硫分析儀，包括實施例1中新型電弧爐100的任一項技術特征，該新型電弧爐100設置有可以向坩堝10內定量添加助熔劑的助熔劑添加機構，有效改善了現有技術中，使用紅外碳硫分析儀需要人工添加助熔劑，導致助熔劑損耗量大、稱量不準確的技術問題，提高了檢測結果的準確性。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。