金屬和非金屬固體材料中的氧、氮、氫采用惰性氣體熔融法來檢測。根據測氫方式不同可以分為兩種：

1、紅外法吸收法測氫:采用紅外吸收法測氫時可以用一臺TC-306氧氮氫分析儀同時測定氧氮氫三種元素的含量，將稱量后的試樣放在石墨坩堝中，在氦氣（不測氮時可選用氬氣節約成本）氣流中通過高溫加熱熔融。試樣中的氧與石墨坩堝中的碳反應生成一氧化碳（CO），試樣中的氮、氫分別以氮氣和氫氣的形式逸出，這些混合氣由載氣送到高溫轉化爐，在高溫轉化爐中一氧化碳（CO）轉化為二氧化碳（CO2），H2轉化為H2O，氮氣不發生反應。通過轉化爐后的混合氣體被送到CO2紅外檢測池和H2O紅外檢測池中，根據檢測出來的二氧化碳（CO2）和H2O的含量，可以計算出原樣品中氧和氫的含量。隨后，通過紅外檢測后的混合氣體中的二氧化碳（CO2）和水被吸附后，剩余的氮氣和氦氣混合氣體通過熱導檢測池被檢測。氮氣經分離后進入熱導池檢測出氮含量。經計算機數據處理直接給出測試結果。

2、熱導檢測法測氫:采用熱導檢測法測氫時，一次測量只能測量氧氮含量或者氧氫含量。將稱量后的試樣放在石墨坩堝中，在氦氣（不測氮時可用氬氣）氣流中通過高溫加熱熔融。試樣中的氧與石墨坩堝中的碳反應生成一氧化碳（CO），試樣中的氮以氮氣的形式(氫以氫氣的形式)逸出，這些混合氣由載氣分兩路：一路送到高溫轉化爐，在高溫轉化爐中一氧化碳（CO）轉化為二氧化碳（CO2），通過轉化爐后的混合氣體被送到CO2紅外檢測池中，在這里檢測出二氧化碳（CO2）的含量，據此計算出原樣品中氧的含量。另一路通過常溫轉化爐后的混合氣體中的二氧化碳（CO2）和水被吸附后，剩余的氮氣(或氫氣)通過熱導檢測池被檢測，經計算機數據處理直接給出測試結果。

2.儀器應用范圍及主要技術性能數據

2.1  儀器適用范圍：

黑色金屬、有色金屬、各類合金、鋯、鈦、鉬、鎳、陶瓷、稀土、磁性材料以及其他固體材料中的氧、氮、氫含量的測定。

2.2    分析范圍：

      氧：0.00001%～10%

      氮：0.00001%～3%

      氫：0.00001%～0.2%     

      通過減少試樣稱重可擴大分析范圍。

2.3  最小讀數： 0.000001%

2.4  儀器精度

      氧：SD:≤0.0001%或RSD≤1.0% *

      氮：SD:≤0.0001%或RSD≤1.0% *

      氫：SD:≤0.1ppm或RSD≤2.0%  *

      注：* 以不大于標樣標準偏差或不確定度為準。

2.5  分析時間：

      氧：120～180S

      氮：120～240S

      氫：120～180S /120～240S(紅外吸收法/熱導法)

     （根據分析材料可以任意設定）。

2.6  電子天平稱量精度（萬分之一）：0.0001g

2.7  分析方法：

      氧：紅外吸收法

      氮：熱導法

      氫：紅外吸收法/熱導法。

2.8  脈沖加熱爐：

      電流：1500A；

     功率: 8KVA；

      溫度：3500℃；

2.9   載氣： 99.999%高純氦氣

2.10  動力氣：普通氮氣或凈化壓縮空氣(除油除水)

2.11  化學試劑：高氯酸鎂，堿石棉。

3.TC-306 系列氧氮氫分析儀的技術特點

3.1   整機結構

       整機采用模塊一體化設計，脈沖電極爐、氣路系統、電路系統、檢測      系統四個獨立模塊集成為一體的落地式主機，外形簡潔大方。具有自動調零及高低量程自動切換功能。采用通用的64位計算機實現對整機的控制，主機內采用32位嵌入式ARM微機控制，24位高精度數據采集系統，達到對高控制精度和速度的要求。

3.2   電極爐系統

      脈沖電極爐加熱溫度高，采用程序控制功率，可提供恒功率升溫、斜率升溫、分段升溫等多種程序升溫方式，提高分析精度，適合于從鋁合金等低熔點材料到鎢合金等高熔點材料的快速分析。

      電極適用多種型號坩堝，根據不同樣品的釋放情況，可選用包括套坩堝、高溫坩堝在內的多種坩堝，有效降低用戶使用成本。

      電極冷卻采用單循環的獨立冷卻系統，可直接外接循環水或外水冷裝置，具有冷卻效果好且可靠性高的特點。

3.3   氣路系統

      整機由于采用一體化落地式設計，空間開闊，氣路系統連接路線大大減少，整機氣路系統更加簡潔可靠。

      氣路部件包括電磁閥、氣缸、氣路管、氣路接頭全部采用進口元件(電磁閥壽命可達百萬次以上)。特有的三軸導向氣缸能保證電極的平穩升降，確保石墨坩堝和上電極的良好接觸，同時保證石墨坩堝的均勻受力，利于長時間高溫加熱。帶有氣幕保護的自動落料爐頭、自動空氣吹掃機構，有效保障了氧元素的分析精度。

      爐頭為分體結構,上下電極易拆卸,更換方便,而且下電極均采用高溫合金材料, 使用壽命長，使用成本低，避免了采用整體爐頭,更換電極需要專業技術人員操作的麻煩。

      污染物從爐頂排出,不進入系統 ,操作方便,對系統密封要求不高。

      進樣裝置簡單,且可自動進樣，便于出現異常故障時的維護清理。

      采用的電子微流量傳感器進行高精度流量控制，將分析氣流變化對分析帶來的影響降到了最低。

3.4    電路系統

      電路系統采用大規模集成電路板，供電均采用固態電源模塊，電源模塊帶短路保護功能，耐電流沖擊，抗干擾能力強，防塵，簡潔可靠；

3.5    檢測系統

3.5.1  分析方法：

    氧：紅外吸收法，氮：熱導法，氫：紅外吸收法（或熱導法）

采用紅外測氫技術，可以避免熱導測氫法固有的不能同時檢測氮的弱點，真正實現了同時檢測氧氮氫三個元素，而且可以使用高溫催化劑而無需采用昂貴的常溫催化劑，使用成本低。

3.5.2  紅外檢測器：

      集成固態紅外傳感器測定氧、氫，多種量程的紅外檢測池可選。紅外光源選用高效、長壽命的貴金屬微型紅外發光體及鍍金金屬反射鏡；調制系統使用單片機控制的高精度步進電機，保證調制頻率的長期穩定，結合國際先進水平的的窄帶濾光片以及高精度A/D采樣卡，使整機具備極高的檢測靈敏度，可有效檢測ppm級的氧含量和ppb級的氫含量。儀器還使用了先進的溫度補償型半導體檢測器,減少儀器受外界影響, 穩定基線信號。

3.5.3  熱導檢測器：

      采用高靈敏度熱導檢測池，池電流連續可調，從而保證了設備在量程范 圍的各個階段都有優秀的靈敏度和線性度，結合高精度放大器以及24位A/D 采樣卡等硬件保證了從超低含量到高含量大量程測氮、氫的準確度。檢測系統采用低漂移,高精度,大量程,高靈敏度熱導檢測器故障率低,可靠性強, 穩定性好。

4      應用軟件

      基于Windows10操作系統的中文應用軟件，PC接口采用了數據交換技術， 構筑了一個上下位機通訊的系統工作模式，多窗口、多任務操作，在數據庫的管理上，實現了數據的自動存儲、擁有功能強大、多重過濾數據庫檢索引擎，通過網絡實現數據庫遠程監控，工作曲線的動態同步顯示、存儲、放大及多重曲線的多層次比較等幾十種功能。

        軟件主要功能：

      1、 快速顯示分析的結果和分析曲線；

      2、 分析結果自動存儲；

      3、 樣品重量自動輸入；

      4、 高低含量自動切換；

      5、 儀器參數實時監控；

      6、 發生錯誤時自動報警；

      7、 動態釋放曲線的繪制與存儲，卸載；

      8、 分析結果多種校正模式，可人工校正，也可以通過分析結果進行校正;

          可單點校正，也可多點校正；

      9、 對數據進行篩選、求平均值、標準偏差、相對偏差等；

      10、新軟件可根據用戶應用，可自行設計若干條校準線，大大方便用戶的

          使用；

      11、主機可以和計算機、打印機、電子天平等連接實現數據傳輸；

      12、可對分析時間、空白值進行調整；

      13、用戶可對于不同的分析樣品存儲若干分析方法。

      14、可存儲很多樣品重量（數量只受限于計算機硬盤容量）。

      15、可輸出正規格式的結果報告。

      16、可以與用戶數據庫連接，實現分析結果的遠程傳輸，易于實現分析結

          果的網絡化管理。

      17、可快速進行儀器空白測定。

      18、可進行樣品編號的存儲和編輯。

      19、可應用于自動進樣，實現儀器的自動化操作。

      20、配備16個通道，根據分析材料和含量的不同可以自由的配置使用。      

氧氮氫分析儀配置清單

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