一种碳硫含量检测方法及检测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110208207A(43)申请公布日2019.09.06(21)申请号201910576231.X(22)申请日2019.06.28(71)申请人四川工程职业技术学院地址618000四川省德阳市泰山南路二段801号(72)发明人陈昌海王静李振峰李放(74)专利代理机构成都元信知识产权代理有限公司51234代理人刘珍(51)Int.Cl.G01N21/3504(2014.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种碳硫含量检测方法及检测系统(57)摘要本发明中公开了一种碳硫含量检测方法，本发明通过控制通入燃烧炉中的氧气流速，使样品燃烧后的混合气体中的目标气体(二氧化碳或二氧化硫)的浓度维持在一个较小的范围内，从而使得红外热释电传感器输出信号值It处于一个预先设定的区间范围内，抑制It值对二氧化碳或二氧化硫浓度计算结果所产生的的非线性关系，达到减小非线性对检测结果造成的不确定性影响，显著提高不同样品或同一样品的检测结果稳定性，提高了测量结果的准确性和重复性。本发明还公开了一种用于该碳硫含量检测方法的检测系统，包括供氧装置、流量调节装置、燃烧炉、气体流量检测装置、碳/硫检测池、PC机和控制器。CN110208207ACN110208207A权利要求书1/2页1.一种碳硫含量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在燃烧炉中通入氧气，将样品燃烧后得到的混合气体通入到红外碳硫分析仪的碳/硫检测池中，对气体中的二氧化碳/二氧化硫的浓度进行检测；在时间t时的二氧化碳/二氧化硫浓度Ct为：Ct＝K1(logI0-logIt)；其中，K1为一常数；I0为在碳/硫检测池中通入纯氧时红外热释电传感器的输出信号值；It为在时间t时红外热释电传感器的输出信号值；将得到的检测值It输出到控制器；2)控制器根据获取的检测值It调节通入到燃烧炉中氧气的流速，使检测值It处于预先设定的区间范围内；3)对通入到碳/硫检测池中的气体流速进行检测，得到时间t时的气体流速Vt；4)根据It和Vt计算得到样品的碳/硫含量。2.根据权利要求1所述的一种碳硫含量检测方法，其特征在于，所述步骤2)中控制器对氧气流速的控制方法采用PID控制、模糊控制或神经网络控制。3.根据权利要求2所述的一种碳硫含量检测方法，其特征在于，所述步骤2)中控制器对氧气流速的控制方法，包括以下步骤：21)设定控制器控制红外热释电传感器输出信号值的目标值为Is，设定控制器的输出值，包括最大值Pmax、最小值Pmin和初始值P0，分别对应于氧气最大流速值、最小流速值和初始流速值，控制器的输出值Pt用于控制氧气流速值；22)检测时，控制器获取红外热释电传感器输出信号值It；在燃烧的初始阶段，由于样品燃烧不充分，此时It≥Is，控制器输出值保持为P0不变；当It第一次小于Is时，控制器开始启动控制算法在Pmax和Pmin范围内调整并计算出输出值Pt；控制器通过对输出值Pt的调控来调节氧气流速值，使It处于预先设定的区间范围内。4.根据权利要求1所述的一种用于碳硫分析仪的碳硫含量检测方法，其特征在于，所述步骤4)中碳/硫含量的计算公式为：所述C为碳/硫含量；M为样品的质量；K2K1为常数，可以通过标定来计算得到。5.一种碳硫含量检测系统，其特征在于，包括供氧装置，用于为燃烧炉提供样品燃烧时所需的氧气；流量调节装置，分别连接供氧装置、控制器和燃烧炉，用于调节供氧装置通入到燃烧炉中氧气的流速大小；燃烧炉，样品在燃烧炉中进行燃烧，将样品中的碳/硫转化为二氧化碳/二氧化硫气体，并将燃烧后得到的气体通入到碳/硫检测池；碳/硫检测池，采用红外热释电传感器对进入碳/硫检测池的气体中二氧化碳/二氧化硫浓度进行检测；气体流量检测装置，设置在燃烧炉和碳/硫检测池之间，用于对进入到碳/硫检测池的气体流速进行检测；2CN110208207A权利要求书2/2页控制器，所述控制器接收碳/硫检测池的红外热释电传感器输出信号值，控制器连接流量调节装置，控制器根据接收的红外热释电传感器输出信号值控制流量调节装置，对供氧装置通入到燃烧炉中氧气流速的大小进行控制。3CN110208207A说明书1/5页一种碳硫含量检测方法及检测系统技术领域[0001]本发明涉及仪器检测领域，尤其涉及一种用于碳硫分析仪的碳硫含量检测方法及检测系统。背景技术[0002]在碳硫含量检测中，常用红外碳硫分析仪，其工作原理是：对含有碳硫的样品进行燃烧，产生二氧化碳、二氧化硫气体分子，由于不同气体在红外波段具有不同的选择性吸收谱图，把燃烧后的气体通入对应的气体检测室可以检测到气体的浓度。气体检测室检测气体浓度的理论依据是朗伯-比尔定律，不同气体对红外光的吸收特性不同，需要使用不同的