CN105181620B - 一种高速光纤通讯的红外碳硫分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及红外碳硫分析仪技术领域，特别涉及一种高速光纤通讯的红外碳硫分析仪，它包括红外检测组件、高频燃烧组件和微机组件，所述红外检测组件包括一主机板，该主机板上设置一主控制单片机，该主机板通过RSR32接口与电子天平相连；所述高频燃烧组件包括一高频炉，该高频炉上设置一高频板，该高频板上设置高频控制单片机；所述微机组件包括一计算机，该计算机通过USB通信接口分别与主机板和打印机通讯相连；所述主机板通过高速光纤与高频板相连；它具有结构简单，成本低，对红外检测部分的池电压信号是零干扰，在红外检测的过程中，对分析结果的影响也为零，从而提高其准确性。

Description

一种高速光纤通讯的红外碳硫分析仪

技术领域

本发明涉及红外碳硫分析仪技术领域，特别涉及一种高速光纤通讯的红外碳硫分析仪。

背景技术

红外碳硫分析仪主要用于冶金、机械、商检、科研、化工等行业中的黑色金属、有色属、稀土金属无机物、矿石、陶瓷等物质中的碳、硫元素含量分析。分析仪器的红外碳硫分析仪采用高频感应加热炉燃烧样品，红外线吸收法测试样品中碳硫两元素质量分数。红外碳硫分析仪试样中的碳、硫经过富氧条件下的高温加热，氧化为二氧化碳、二氧化硫气体。该气体经处理后进入相应的吸收池，对相应的红外辐射进行吸收，由探测器转发为信号，经计算机处理输出结果。此方法具有准确、快速、灵敏度高的特点，高低碳硫含量均使用，采用此方法的红外碳硫分析仪，自动化程度较高，适用于分析精度要求较高的场合。传统的红外碳硫分析仪存在如下问题：其装置中的高频感应燃烧炉对红外检测部分的高频产生干扰，导致红外碳硫分析仪测试精度降低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的一种高速光纤通讯的红外碳硫分析仪，它采用高速光纤作为通讯载体，发送和接收的双方是通过光信号进行通讯，故高频炉产生的高频干扰，无法通过线路反馈到红外检测部分；它具有结构简单，成本低，对红外检测部分的池电压信号是零干扰，在红外检测的过程中，对分析结果的影响也为零，从而提高其准确性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明所述的一种高速光纤通讯的红外碳硫分析仪， 它包括红外检测组件、高频燃烧组件和微机组件，所述红外检测组件包括一主机板，该主机板上设置一主控制单片机，该主机板通过RS232接口与电子天平相连；所述高频燃烧组件包括一高频炉，该高频炉上设置一高频板，该高频板上设置高频控制单片机；所述微机组件包括一计算机，该计算机通过USB通信接口分别与主机板和打印机通讯相连；所述主机板通过高速光纤与高频板相连。

采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种高速光纤通讯的红外碳硫分析仪，它采用高速光纤作为通讯载体，发送和接收的双方是通过光信号进行通讯，故高频炉产生的高频干扰，无法通过线路反馈到红外检测部分；它具有结构简单，成本低，对红外检测部分的池电压信号是零干扰，在红外检测的过程中，对分析结果的影响也为零，从而提高其准确性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的一种高速光纤通讯的红外碳硫分析仪，它包括红外检测组件4、高频燃烧组件7和微机组件2，所述红外检测组件4包括一主机板5，该主机板5上设置一主控制单片机，该主机板5通过RS232接口与电子天平1相连；所述高频燃烧组件7包括一高频炉，该高频炉上设置一高频板8，该高频板8上设置高频控制单片机；所述微机组件2包括一计算机，该计算机通过USB通信接口分别与主机板5和打印机3通讯相连；所述主机板5通过高速光纤6与高频板8相连。

本发明的工作原理如下：

如图2所示，首先电子天平称取一定重量的样品，通过RS232通讯接口传输到计算机中，计算机利用上位机通讯接口和红外检测组件通过USB进行通讯，收发数据。样品放入高频燃烧组件中，由红外检测组件中的主控制单片机通过高速光纤发送信号（指令），控制高频燃烧组件各气路、电路的工作，高频燃烧组件接收信号（指令）后，回传信号到红外检测组件，准备就绪，可以开始工作。样品燃烧后，生成CO₂、SO₂其他，通过载气流经红外检测组件的碳、硫检测池，检测出单位时间内流经检测池的气体浓度，将碳信号和硫信号的数据传输到红外检测组件上的主机板进行A/D采样和A/D转换（数据转换），再通过USB接口传输到计算机，由软件进行数据处理，最后计算机通过与其相连的打印机打印出数据。

高频燃烧组件中的高频控制单片机设置有光隔离器A、光隔离器B和光隔离器C，该光隔离器A上设置有光纤通讯接口，该光纤通讯接口连接有高速光纤与红外检测组件相连；该光隔离器B连接高频加热（继电器）；该光隔离器C上设置有高频燃烧组件中各路电磁阀开关。

本发明在使用时，高频感应燃烧炉（高频炉）主要是利用高频加热（继电器）的原理对样品进行高温燃烧，由于其产生的振荡频率高（20MHz），功率大（2.5KVA），所以可以在很短的时间内对样品进行快速、彻底的燃烧。红外检测部分是采用热释电红外检测原理，检测单位时间内流经红外池的CO₂、SO₂气体浓度，以池电压信号变化的方式反映检测到的气体浓度的高低，池电压信号变化越大，则CO₂、SO₂气体浓度越高，如果气体浓度比较低（样品中C，S含量低），那么池电压的信号变化就很小。在整个仪器的分析过程中，由计算机控制主机板，通过高速光纤和高频炉上的高频板进行通讯控制，主机板上单片机给出指令，通过高速光纤发送到高频板上，高频板上光纤接收头接收到信号，反馈到单片机，单片机根据接收到的指令，根据指令要求进行相关电器元件的工作，又通过高速光纤将指令反馈到主机板。上述这种控制方式具有速度快、稳定可靠、彻底消除高频干扰等优点，由于采用了高速光纤作为通讯载体，发送和接收的双方是通过光信号进行通讯，所以高频炉产生的高频干扰，无法通过线路反馈到红外检测部分，因而对红外检测部分的池电压信号是零干扰，在红外检测的过程中，对分析结果的影响也为零

本装置中的红外检测组件的主控制单片机上设置有光纤通讯接口，连接高速光纤，以用来与高频燃烧组件进行发送信号和接收信号，由于采用高速光纤，保证了在信号发接过种中，不收高频燃烧组件中的高频干扰，从而测量准确，工作效率高。

本发明须特别说明的是，由于红外检测组件、高频燃烧组件以及计算机中所使用的处理数据的应用软件，均为成熟的公知技术，故不作详细阐述。本设计主要是利用高速光纤进行信号发送和接收，保证了不受高频燃烧组件中的高频炉产生的高频干扰。

本发明所述的一种高速光纤通讯的红外碳硫分析仪，它采用高速光纤作为通讯载体，发送和接收的双方是通过光信号进行通讯，故高频炉产生的高频干扰，无法通过线路反馈到红外检测部分；它具有结构简单，成本低，对红外检测部分的池电压信号是零干扰，在红外检测的过程中，对分析结果的影响也为零，从而提高其准确性。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (1)

1.一种高速光纤通讯的红外碳硫分析仪，它包括红外检测组件、高频燃烧组件和微机组件，所述红外检测组件包括一主机板，该主机板上设置一主控制单片机，该主机板通过RS232接口与电子天平相连；所述高频燃烧组件包括一高频炉，该高频炉上设置一高频板，该高频板上设置高频控制单片机，高频燃烧组件中的高频控制单片机设置有光隔离器A、光隔离器B和光隔离器C，该光隔离器A上设置有光纤通讯接口，该光纤通讯接口连接有高速光纤与红外检测组件相连；该光隔离器B连接高频加热；该光隔离器C上设置有高频燃烧组件中各路电磁阀开关；所述微机组件包括一计算机，该计算机通过USB通信接口分别与主机板和打印机通讯相连；其特征在于：所述主机板通过高速光纤与高频板相连；首先电子天平称取样品，通过RS232通讯接口传输到计算机中，计算机利用上位机通讯接口和红外检测组件通过USB进行通讯，收发数据；样品放入高频燃烧组件中，由红外检测组件中的主控制单片机通过高速光纤发送信号，控制高频燃烧组件各气路、电路的工作，高频燃烧组件接收信号后，回传信号到红外检测组件，准备就绪，开始工作；样品燃烧后，生成CO₂、SO₂，通过载气流经红外检测组件的碳、硫检测池，检测出单位时间内流经检测池的气体浓度，将碳信号和硫信号的数据传输到红外检测组件上的主机板进行A/D采样和A/D转换，再通过USB接口传输到计算机，由软件进行数据处理，最后计算机通过与其相连的打印机打印出数据。