CN110208206A - 一种红外碳硫分析仪的机电一体化分析室 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种红外碳硫分析仪的机电一体化分析室，包括气室结构、红外光源组件、红外窗口组件、反射聚光镜、传感器组件。本发明以所述气室结构为安装平台，集成硫室通道、连接通道、硫室通道等实现气路系统，并加工有其它附件的定位安装位；通过机电一体化的设计，将使用微机电技术的红外光源与分析电路、控制电路等集成为小型化的红外光源组件；将红外传感器、分析电路、控制电路集成为传感器组件，并与红外窗口组件、反射聚光镜等进行组装，得到一个完整的红外碳硫分析仪的机电一体化分析室。与现有技术的红外碳硫分析仪分析室比较，本发明的机电一体化分析室体积更小、集成度高、安装简单，检测灵敏度和检测精度有效提高，有较大的优势。
Description
技术领域
本发明主要涉及可燃物质中元素含量分析领域，特指一种利用红外光谱法进行碳硫分析的元素分析仪的分析室设计制造及检测安装的方法，主要用于红外光谱法碳硫分析装置。
背景技术
碳硫含量的高低，是影响钢铁、合金等大规模工业生产基础材料质量的最主要因素。通过使用高频炉/电弧炉在富氧条件下将分析样品充分燃烧，生成含有CO2和SO2的气体，通过红外光谱法对被测气体进行碳硫含量分析的方法，能快速、准确地测定钢铁、合金、有色金属、稀土金属、水泥矿石、焦炭、煤、炉渣、陶瓷、催化剂、铸造型芯砂、铁矿、无机物及其它材料中碳、硫两元素的质量分数，具有测量范围宽、抗干扰能力强、功能齐全、操作简单、分析结果快速准确等特点。
传统的碳硫分析仪测试部分（分析室）基本包括红外光源生产机构（包括红外光源、反射镜、调制盘）、吸收池（碳吸收池、硫吸收池）、滤光片和探测器，系统组成非常复杂，占用空间大；同时，为保证探测器的测量精度，吸收池一般采用内部镀金的金属或非金属长管，整个检测系统分为三个独立的部分安装，对装配的精度要求非常高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种全新的、采用机电一体化设计的，红外碳硫分析仪的机电一体化分析室，在较传统红外碳硫分析仪分析室更高的检测精度和灵敏度的前提下，将分析室各功能高度集成，同时占用空间大大缩小，实现小型化，以取代传统碳硫分析仪的复杂分析室组成。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种红外碳硫分析仪的机电一体化分析室，其特征在于，所述分析室包括气室结构、红外光源组件、红外窗口组件、反射聚光镜、传感器组件；
所述气室结构经机械加工有红外光源组件安装孔、传感器组件安装孔及碳室通道、硫室通道、连接通道、碳室进气口、硫室排气口及所述红外光源组件、传感器组件的定位安装螺纹孔；
所述红外光源组件、红外窗口组件、反射聚光镜、传感器组件均安装在所述气室结构相应安装位置上，组装成一个完整的红外碳硫分析仪的机电一体化分析室。
进一步，所述气室结构，其特征在于，所述气室结构由一块截面为矩形的规则扁平金属块，经机械加工而成；
以所述矩形截面为基准面，由所述基准面起，沿垂直所述基准面方向，加工有两个上下分布、轴线互相平行、轴线所成平面与所述基准面底边垂直的、一短一长、直径相同的圆柱形通孔，为碳室通道和硫室通道，所述碳室通道较短，所述硫室通道较长，其他金属部分经切削加工去除，所述气室结构外观为一内部有通孔的台阶状规则金属块；
所述碳室通道两端，分别加工有与所述碳室通道同轴，直径略大的台阶孔，位于基准面方向的台阶孔为传感器组件安装孔，深度较大，另一侧为红外光源组件安装孔，深度略小，所述硫室通道两端亦加工同所述碳室通道两端同分布方向、同尺寸的传感器组件安装孔和红外光源组件安装孔；
由所述碳室通道靠近传感器组件安装孔位置顶端开始，加工有一个轴线垂直于所述基准面底边，并轴线位于所述碳室通道轴线与所述硫室通道轴线所成平面的，贯穿所述碳室通道，到达所述硫室通道截止的，直径小于所述碳室/硫室通道尺寸的圆柱形通孔，所述通孔位于所述碳室通道顶端到碳室通道的部分,使用时需密封，可用密封螺柱密封，也可用密封胶密封，连通所述碳室通道与所述硫室通道的部分为连接通道，用以连通整个气路；
由所述碳室通道靠近红外光源组件安装孔位置顶端开始，加工有一个轴线垂直于所述基准面底边，并轴线位于所述碳室通道轴线与所述硫室通道轴线所成平面的，到达所述碳室通道截止的，直径小于所述碳室通道尺寸的圆柱形通孔并加工螺纹，用于安装快装接头，作为所述碳室通道进气口，所述硫室通道靠近红外光源组件安装孔位置顶端相同位置，加工同尺寸的通孔并加工螺纹，安装快装接头后作为所述硫室通道出气口；
所述基准面上，围绕所述碳室传感器安装孔及硫室传感器安装孔周围，加工有均匀分布的数个传感器组件定位安装螺纹孔，用于紧固安装传感器组件；
所述碳室通道与所述硫室通道位于红外光源安装孔顶端平面上，分别加工有均匀分布的数个红外光源组件定位安装螺纹孔，用于紧固安装红外光源组件；
所述气室结构使用材料不限于金属材料，可选择为易加工、表面处理简单、不易腐蚀的材料。
进一步，所述红外窗口组件，其特征在于，所述通红外窗口组件由两片同尺寸密封垫片中间夹红外透光玻璃组合而成，用于所述碳室通道/硫室通道两端的密封，所述密封垫片为环形垫片，其外径尺寸与所述红外透光玻璃直径相同，均为与所述红外光源组件安装孔/传感器组件安装孔内径间隙配合，其内径略大于所述碳室通道/硫室通道直径，紧贴所述碳室通道/硫室通道两端的红外光源组件安装孔/传感器组件安装孔与所述碳室通道/硫室通道形成的台阶面安装，经轴向压力密封于所述碳室通道/硫室通道两端，用于所述气室结构内气路的密封。
进一步，所述红外光源组件、传感器组件，其特征在于，红外光源与传感器均选用体积小、功耗底的MEMS（微机电系统）产品，传感器可以选用NDIR（Non-dispersiveInfrared非分光红外）热电堆传感器
可选的，传感器可以选用NDIR热释电传感器；
将所述红外传感器、分析电路、控制电路制作在一块电路板（主控板）上，为所述传感器组件，所述主控板的PCB板上面加工传感器组件定位安装孔，与所述气室结构上的传感器组件定位安装螺纹孔位置一一对应；
将红外光源和相应控制电路制作在一块电路板（红外光源控制板）上，为所述红外光源组件，所述红外光源控制板的PCB板上面加工红外光源组件定位安装孔，与所述气室结构上的红外光源组件定位安装螺纹孔位置一一对应；
所述碳室通道所述传感器组件定位安装螺纹孔与所述硫室通道所述传感器组件定位安装螺纹孔均位于所述基准面上，因此，用于碳含量测量和用于硫含量测量的传感器均制作在同一块所述主控板上；
所述碳室通道所述红外光源组件定位安装螺纹孔与所述硫室通道所述红外光源组件定位安装螺纹孔位于不同的安装平面，因此，用于碳含量测量和用于硫含量测量的红外光源组件单独制作，单独安装。
进一步，所述反射聚光镜，其特征在于，其外廓呈圆柱型，内部有一带孔的抛物面，抛物面采用真空金属蒸镀工艺制成镜面，抛物面开口处内径略大于所述碳室通道/硫室通道内径；
所述反射聚光镜焦点一侧开孔，孔径略大于所述传感器接收窗口，所述开孔外侧设计有一个台阶孔，所述台阶孔径向尺寸及深度略大于传感器外廓尺寸，用于与传感器组件定位安装，并使得所述台阶孔顶部安装面与所述传感器组件主控板PCB平面压紧后，所述传感器接收窗口位置在所述反射聚光镜内抛物面的焦点处。
进一步，所述分析室，由所述红外光源组件、红外窗口组件、反射聚光镜、传感器组件以所述气室结构为安装平台，在所述气室结构相应安装位置上装配而成，以碳含量测量组件安装为例，硫含量测量组件安装相同，其特征在于：
所述碳室通道的所述红外光源组件安装孔处，紧贴所述碳室通道的台阶孔顺序安装所述红外窗口组件、安装压环、红外光源组件，以上组件紧压安装后，在设计上整体轴向装配尺寸略大于所述红外光源组件安装孔深度，径向与所述红外光源组件安装孔间隙配合，所述红外光源组件用螺丝安装在所述红外光源组件定位安装螺纹孔上，通过轴向的压紧力量，所述红外光源组件的红外光源控制板PCB板压紧所述安装压环，进而使所述安装压环压紧所述红外窗口组件的密封垫片，使所述红外窗口组件紧贴在所述红外光源安装孔靠近碳室通道的台阶处，从而完成所述碳室通道的密封，实现所述红外光源组件及红外窗口组件的安装；
所述碳室通道的所述传感器组件安装孔处，紧贴所述碳室通道的台阶孔处顺序安装所述红外窗口组件、反射聚光镜、传感器组件，以上组件紧压安装后，在设计上整体轴向装配尺寸略大于所述传感器组件安装孔深度，径向与所述传感器组件安装孔间隙配合，所述传感器组件用螺丝安装在所述传感器组件定位安装螺纹孔上，通过轴向的压紧力量，所述传感器组件的所述主控板的PCB板压紧所述反射聚光镜的台阶孔，进而使所述反射聚光镜压紧所述红外窗口组件的密封垫片，使所述红外窗口组件紧贴在所述传感器安装孔靠近所述碳室通道的台阶处，从而完成所述碳室通道的密封，实现所述传感器组件及红外窗口组件的安装。
进一步，所述碳室通道、硫室通道，可以根据被测样品的碳硫含量进行定制，其特征在于，通过调整所述碳室通道、硫室通道的长度，可以实现针对被测样品特定碳硫含量，进行高精度测量的要求；
对于高碳含量的被测样品，可以适当缩短所述碳室通道的轴向尺寸，实现对高碳含量样品的高精度测量；
对于低硫含量的被测样品，可以适当加长所述硫室通道的轴向尺寸，实现对低硫含量样品的高精度测量。
进一步，所述分析室，加装了所述反射聚光镜，其特征在于，红外光源照射到传感器位置后，因传感器有效接收面积有限，超出其有效接收面积的光线不能射入传感器有效探测面上，而被散逸，加装了所述反射聚光镜后，可以将照射到传感器位置处，超出传感器有效接收面积的红外光线聚焦到传感器有效探测面上，从而使传感器有效探测面探测到的能量密度提高，传感器接收能量提高，提高检测精度和灵敏度。
进一步，所述气室结构，其相关气路组成部分包括所述碳室通道、连接通道、硫室通道部分，其特征在于，基于在所述传感器组件前加装反射聚光镜的设计，所述气室结构相关气路组成部分机加工成型的内表面，只需要普通精度要求，不需要抛光、镀层等，也不需要加装附加的反射面，仅需做普通要求表面处理。
进一步，所述气室结构，其内部测样气体流动气路为：测样气体由所述碳室通道进气口进入所述碳室通道，沿所述碳室通道流动，经所述连接通道进入所述硫室通道，沿所述硫室通道流动，经所述硫室出气口排出；
可选的，亦可反向接入测样气体，测样气体由所述硫室通道出气口进入所述硫室通道，沿所述硫室通道流动，经所述连接通道进入所述碳室通道，沿所述碳室通道流动，经所述碳室进气口排出；
更换测样气体接入口，改变测样气体在所述气室结构内的流动方向，对于检测结果无影响。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明采用微机电技术的红外光源，并将其与分析电路、控制电路等集成在一起成为所述红外光源组件，实现了现有红外碳硫分析仪中红外光源生产机构的小型化；
本发明气室结构集所述碳室进气口、碳室通道、连接通道、硫室通道、硫室出气口等气路通道和所述其他分析室组件（红外窗口组件、反射聚光镜、红外光源组件、传感器组件）的安装结构于一体进行设计和制造，加工简单、结构紧凑、精度可靠，实现了现有红外碳硫分析仪中气室（碳检测池、硫检测池）、及相应控制组件连接安装的全部功能，作为所述分析室的安装平台，体积小、集成度高；
本发明创新使用所述反射聚光镜与所述红外传感器组件的组合，有效提高了检测的灵敏度和检测精度；
本发明设计的所述碳室通道、硫室通道均可根据被测样品碳硫含量进行定制，可以在各特定碳硫含量附近保持检测的高灵敏度和高精度；
综上，通过机电一体化的设计，以所述气室结构为安装平台，将小型化的所述红外光源组件、所述反射聚光镜、所述传感器组件、所述红外窗口组件等进行组装，即可得到一个红外碳硫分析仪机电一体化分析室，与现有技术的红外碳硫分析仪分析室比较，体积更小、集成度高、安装简单，同时检测灵敏度和检测精度更是有效提高，有较大的优势。
附图说明
为了清楚地理解本发明的技术方案，下面结合附图对描述本发明的具体实施方式时用到的附图做一简要说明，显而易见地，这些附图仅是本发明实施例的部分附图，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的机电一体化分析室气室结构三维外形图；
图2是图1所示的气室结构的A-A剖视示意图；
图3是本发明实施例提供的基于图2所示气室结构的机电一体化分析室组件安装示意图；
图4是本发明实施例提供的测样气体在气室结构气路内流动示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、效果以及技术方案更加清楚完整，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述。
图1-图2是本发明实施例提供的机电一体化分析室中气室结构1的三维外形、内部设计示意图。如图1所示，该气室结构1为一个台阶型整体结构，图示方向仅显示出位于气室结构1上部与碳室通道11相关的碳室进气口111、红外光源组件安装孔112和红外光源组件定位安装螺纹孔114及下部与硫室通道12相关的硫室出气口121、红外光源组件安装孔122和红外光源组件定位安装螺纹孔124，以及为加工连接通道13而产生的通孔14（该孔仅为为加工连接通道13而产生的附属结构，与检测工作原理无关，使用密封螺柱或密封胶密封），为使本气室结构1更明确的展示，将整个气室结构1沿整个气路结构的中心做A-A剖视，用于图2展现气室结构1内部通道及安装孔等相关设计、用于图3展现本机电一体化分析室各组件的安装示意。
图2是图1所示的气室结构1的A-A剖视示意图，由图2所示，气室结构1的气路设计分为碳室通道11、硫室通道12、连接通道13，碳室通道11长度较短，一般位于气室结构1上方，硫室通道2相对较长，一般位于气室结构1下方。
为说明气室结构1的整个气路构成，在图2中将红外窗口组件2装配于相应安装位置处，以做更明确的说明示意。
在碳室通道11两端加工有红外光源组件安装孔112、传感器组件安装孔113，碳室通道11顶部靠近红外光源组件安装孔112位置，加工有碳室进气口111，碳室通道11顶部正对连接通道13的通孔14（使用时密封）。
在硫室通道12与碳室通道11相似位置，亦加工有红外光源组件安装孔122、传感器组件安装孔123、硫室出气口121。
在碳室通道11红外光源组件安装孔112端的安装平面上，分别加工有红外光源组件定位安装螺纹孔114，相应的，在硫室通道12相似位置上亦加工有红外光源组件定位安装螺纹孔124，在碳室通道11和硫室通道12共同的，位于传感器组件安装孔113、123方向安装平面上，加工有传感器组件定位安装孔115（图中不可见，均匀分布于传感器组件安装孔113、123周围），用于红外光源组件4和传感器组件6（详见图3）的定位安装。
作为一个具体实施方式，整个气室结构1的气路组成由安装了红外窗口组件2的碳室通道11、硫室通道12及碳室进气口111、硫室出气口121及连通碳室通道11和硫室通道12的连接通道13组成，除碳室进气口111及硫室出气口121外，其它气路组成部分均为密闭结构。
如图4所示，整个气室结构1中，测样气体的流动方向为：测样气体由碳室进气口111进入碳室通道11，沿碳室通道11流动，经连接通道13进入硫室通道12，沿硫室通道12流动，经硫室出气口121流出整个气路。
需要说明的是，在气室结构1中，亦可反向接入，测样气体的流动方向为：测样气体由硫室出气口121进入硫室通道12，沿硫室通道12流动，经连接通道13进入碳室通道11，沿碳室通道11流动，经碳室进气口111流出整个气路，测样气体的正向、反向接入，对检测结果无影响。
作为一个具体实施方式，红外窗口组件2由两片同尺寸密封垫片中间夹红外透光玻璃组合而成，用于碳室通道11、硫室通道12两端的密封；密封垫片为环形垫片，其外径尺寸与红外透光玻璃直径相同，均为与红外光源组件安装孔112/122、传感器组件安装孔113/123内径间隙配合，其内径略大于碳室通道11、硫室通道12直径，安装后，经轴向压力密封于碳室通道11和硫室通道12两端。
作为一个具体实施方式，红外光源41、传感器611/612均选用体积小、功耗底的MEMS（微机电系统）产品，本实施例中，红外光源41为有效发光面积2.2x2.2mm2的平面光源，TO39封装；传感器611/612为有效接收面积1.5x1.5mm2的NDIR（非分光红外）热电堆传感器，同样TO39封装。
需要说明的是，传感器611/612亦可选择NDIR热释电传感器。
将传感器611/612、分析电路、控制电路制作在一块电路板（主控板62）上，为传感器组件6，主控板62的PCB板上面加工传感器组件定位安装孔63，与气室结构1上的传感器组件定位安装螺纹孔115（图中不可见，未标出，位置均匀分布于传感器组件安装孔113、123周围的安装面上）位置一一对应。
将红外光源41和相应控制电路制作在一块电路板（红外光源控制板42）上，为红外光源组件4，红外光源控制板42的PCB板上面加工红外光源组件定位安装孔43，与气室结构1上的红外光源组件定位安装螺纹孔114/124位置一一对应。
碳室通道11与硫室通道12传感器组件定位安装螺纹孔115位于同一个安装基准面上，因此，用于碳含量测量的传感器611和用于硫含量测量的传感器612均制作在同一块主控板62上。
碳室通道11红外光源组件定位安装螺纹孔112与硫室通道12所述红外光源组件定位安装螺纹孔122位于不同的安装平面，因此，用于碳含量测量和用于硫含量测量的红外光源组件4单独制作，单独安装。
作为一个具体实施方式，反射聚光镜5，其外廓呈圆柱型，内部有一带孔的抛物面，抛物面采用真空金属蒸镀工艺制成镜面，抛物面开口处内径略大于碳室通道11/硫室通道12内径；
反射聚光镜5焦点一侧开孔，孔径略大于传感器611/612接收窗口，所述开孔外侧设计有一个台阶孔，台阶孔径向尺寸及深度略大于传感器611/612外廓尺寸，用于与传感器组件6装配定位，并使得该台阶孔顶部安装面与传感器组件6主控板62的PCB平面压紧后，传感器611/612接收窗口位置在反射聚光镜5内抛物面的焦点处。
作为一个具体实施方式，机电一体化分析室由红外光源组件4、红外窗口组件2、反射聚光镜5、传感器组件6在气室结构1相应安装位置上装配而成，以碳含量测量组件安装为例，硫含量测量组件安装相同，具体为：
碳室通道11的红外光源组件安装孔112处，紧贴碳室通道11的台阶孔，顺序安装红外窗口组件2、安装压环3、红外光源组件4，以上组件紧压安装后，在设计上整体轴向装配尺寸略大于红外光源组件安装孔112深度，径向与红外光源组件安装孔112间隙配合，红外光源组件4用螺丝安装在红外光源组件定位安装螺纹孔114上，通过轴向的压紧力量，红外光源组件4的红外光源控制电路板42的PCB板压紧安装压环3，进而使安装压环3压紧红外窗口组件2的密封垫片，使红外窗口组件2紧贴在红外光源安装孔112靠近碳室通道11的台阶处，从而完成碳室通道11的密封，实现红外光源组件4及红外窗口组件2的安装。
碳室通道11的传感器组件安装孔113处，紧贴碳室通道11的台阶孔，顺序安装红外窗口组件2、反射聚光镜5、传感器组件6，以上组件紧压安装后，在设计上整体轴向装配尺寸略大于所述传感器组件安装孔113深度，径向与传感器组件安装孔113间隙配合，传感器组件6用螺丝安装在传感器组件定位安装螺纹孔115上，通过轴向的压紧力量，传感器组件6的主控板62的PCB板压紧反射聚光镜5的台阶孔，进而使反射聚光镜5压紧红外窗口组件2的密封垫片，使红外窗口组件2紧贴在传感器安装孔113靠近碳室通道11的台阶处，从而完成碳室通道11的密封，实现传感器组件6及红外窗口组件2的安装。
作为一个具体实施方式，碳室通道11、硫室通道12，可以根据被测样品的碳硫含量进行定制，具体为，通过调整碳室通道11、硫室通道12的长度，可以实现针对被测样品特定碳硫含量，进行高精度测量的要求。
对于高碳含量的被测样品，可以适当缩短碳室通道11的轴向尺寸，实现对高碳含量样品的高精度测量。
对于低硫含量的被测样品，可以适当加长硫室通道12的轴向尺寸，实现对低硫含量样品的高精度测量。
作为一个具体实施方式，机电一体化分析室加装了所述反射聚光镜5，具体的，以碳含量检测为例，硫含量检测原理相同，红外光源41照射到传感器611位置后，因传感器611有效接收面积（1.5x1.5mm2）有限，超出其有效接收面积的光线不能射入传感器611有效探测面上，而被散逸，虽然可以实现碳硫含量的检测，但检测灵敏度和检测精度无法提高。
加装了反射聚光镜5，可以将沿碳室通道11照射到传感器611位置处，超出传感器611有效接收面积的碳室通道11直径范围内的红外光线全部聚焦到传感器611有效探测面上，从而使传感器611有效探测面探测到的能量密度数倍至数十倍的提高，传感器接收能量提高，大大提高检测灵敏度和检测精度。
作为一个具体实施方式，气室结构1使用的铝合金材料加工，表面做阳极化处理。
需要说明的是，气室结构1亦可选用不锈钢等其它易加工、表面处理简单、耐腐蚀的材料。
气室结构1，其相关气路组成部分包括碳室通道11、连接通道13、硫室通道12部分，基于在传感器组件6前方加装反射聚光镜5的设计，气室结构1相关气路组成部分机加工成型的内表面，只需要普通精度要求，不需要抛光、镀层等，也不需要加装附加的反射面，仅需做普通要求表面阳极化处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种红外碳硫分析仪的机电一体化分析室，其特征在于，所述分析室包括气室结构、红外光源组件、红外窗口组件、反射聚光镜、传感器组件；
所述气室结构经机械加工有红外光源组件安装孔、传感器组件安装孔及碳室通道、硫室通道、连接通道、碳室进气口、硫室排气口及所述红外光源组件、传感器组件的定位安装螺纹孔；
所述红外光源组件、红外窗口组件、反射聚光镜、传感器组件均安装在所述气室结构相应安装位置上，组装成一个完整的红外碳硫分析仪的机电一体化分析室。
2.权利要求1所述气室结构，其特征在于，所述气室结构由一块截面为矩形的规则扁平金属块，经机械加工而成；
以所述矩形截面为基准面，由所述基准面起，沿垂直所述基准面方向，加工有两个上下分布、轴线互相平行、轴线所成平面与所述基准面底边垂直的、一短一长、直径相同的圆柱形通孔，为碳室通道和硫室通道，所述碳室通道较短，所述硫室通道较长，其他金属部分经切削加工去除，所述气室结构外观为一内部有通孔的台阶状规则金属块；
所述碳室通道两端，分别加工有与所述碳室通道同轴，直径略大的台阶孔，位于基准面方向的台阶孔为传感器组件安装孔，深度较大，另一侧为红外光源组件安装孔，深度略小，所述硫室通道两端亦加工同所述碳室通道两端同分布方向、同尺寸的传感器组件安装孔和红外光源组件安装孔；
由所述碳室通道靠近传感器组件安装孔位置顶端开始，加工有一个轴线垂直于所述基准面底边，并轴线位于所述碳室通道轴线与所述硫室通道轴线所成平面的，贯穿所述碳室通道，到达所述硫室通道截止的，直径小于所述碳室/硫室通道尺寸的圆柱形通孔，所述通孔位于所述碳室通道顶端到碳室通道的部分,使用时需密封，可用密封螺柱密封，也可用密封胶密封，连通所述碳室通道与所述硫室通道的部分为连接通道，用以连通整个气路；
由所述碳室通道靠近红外光源组件安装孔位置顶端开始，加工有一个轴线垂直于所述基准面底边，并轴线位于所述碳室通道轴线与所述硫室通道轴线所成平面的，到达所述碳室通道截止的，直径小于所述碳室通道尺寸的圆柱形通孔并加工螺纹，用于安装快装接头，作为所述碳室通道进气口，所述硫室通道靠近红外光源组件安装孔位置顶端相同位置，加工同尺寸的通孔并加工螺纹，安装快装接头后作为所述硫室通道出气口；
所述基准面上，围绕所述碳室传感器安装孔及硫室传感器安装孔周围，加工有均匀分布的数个传感器组件定位安装螺纹孔，用于紧固安装传感器组件；
所述碳室通道与所述硫室通道位于红外光源安装孔顶端平面上，分别加工有均匀分布的数个红外光源组件定位安装螺纹孔，用于紧固安装红外光源组件；
所述气室结构使用材料不限于金属材料，可选择为易加工、表面处理简单、不易腐蚀的材料。
3.权利要求1所述红外窗口组件，其特征在于，所述通红外窗口组件由两片同尺寸密封垫片中间夹红外透光玻璃组合而成，用于所述碳室通道/硫室通道两端的密封，所述密封垫片为环形垫片，其外径尺寸与所述红外透光玻璃直径相同，均为与所述红外光源组件安装孔/传感器组件安装孔内径间隙配合，其内径略大于所述碳室通道/硫室通道直径，紧贴所述碳室通道/硫室通道两端的红外光源组件安装孔/传感器组件安装孔与所述碳室通道/硫室通道形成的台阶面安装，经轴向压力密封于所述碳室通道/硫室通道两端，用于所述气室结构内气路的密封。
4.权利要求1所述红外光源组件、传感器组件，其特征在于，红外光源与传感器均选用体积小、功耗底的MEMS（微机电系统）产品，传感器可以选用NDIR（Non-dispersiveInfrared非分光红外）热电堆传感器或NDIR热释电传感器；
将所述红外传感器、分析电路、控制电路制作在一块电路板（主控板）上，为所述传感器组件，所述主控板的PCB板上面加工传感器组件定位安装孔，与所述气室结构上的传感器组件定位安装螺纹孔位置一一对应；
将红外光源和相应控制电路制作在一块电路板（红外光源控制板）上，为所述红外光源组件，所述红外光源控制板的PCB板上面加工红外光源组件定位安装孔，与所述气室结构上的红外光源组件定位安装螺纹孔位置一一对应；
所述碳室通道所述传感器组件定位安装螺纹孔与所述硫室通道所述传感器组件定位安装螺纹孔均位于所述基准面上，因此，用于碳含量测量和用于硫含量测量的传感器均制作在同一块所述主控板上；
所述碳室通道所述红外光源组件定位安装螺纹孔与所述硫室通道所述红外光源组件定位安装螺纹孔位于不同的安装平面，因此，用于碳含量测量和用于硫含量测量的红外光源组件单独制作，单独安装。
5.权利要求1所述反射聚光镜，其特征在于，其外廓呈圆柱型，内部有一带孔的抛物面，抛物面采用真空金属蒸镀工艺制成镜面，抛物面开口处内径略大于所述碳室通道/硫室通道内径；
所述反射聚光镜焦点一侧开孔，孔径略大于所述传感器接收窗口，所述开孔外侧设计有一个台阶孔，所述台阶孔径向尺寸及深度略大于传感器外廓尺寸，用于与传感器组件定位安装，并使得所述台阶孔顶部安装面与所述传感器组件主控板PCB平面压紧后，所述传感器接收窗口位置在所述反射聚光镜内抛物面的焦点处。
6.权利要求1所述分析室，由所述红外光源组件、红外窗口组件、反射聚光镜、传感器组件以所述气室结构为安装平台，在所述气室结构相应安装位置上装配而成，以碳含量测量组件安装为例，硫含量测量组件安装相同，其特征在于：
所述碳室通道的所述红外光源组件安装孔处，紧贴所述碳室通道的台阶孔顺序安装所述红外窗口组件、安装压环、红外光源组件，以上组件紧压安装后，在设计上整体轴向装配尺寸略大于所述红外光源组件安装孔深度，径向与所述红外光源组件安装孔间隙配合，所述红外光源组件用螺丝安装在所述红外光源组件定位安装螺纹孔上，通过轴向的压紧力量，所述红外光源组件的红外光源控制板PCB板压紧所述安装压环，进而使所述安装压环压紧所述红外窗口组件的密封垫片，使所述红外窗口组件紧贴在所述红外光源安装孔靠近碳室通道的台阶处，从而完成所述碳室通道的密封，实现所述红外光源组件及红外窗口组件的安装；
所述碳室通道的所述传感器组件安装孔处，紧贴所述碳室通道的台阶孔处顺序安装所述红外窗口组件、反射聚光镜、传感器组件，以上组件紧压安装后，在设计上整体轴向装配尺寸略大于所述传感器组件安装孔深度，径向与所述传感器组件安装孔间隙配合，所述传感器组件用螺丝安装在所述传感器组件定位安装螺纹孔上，通过轴向的压紧力量，所述传感器组件的所述主控板的PCB板压紧所述反射聚光镜的台阶孔，进而使所述反射聚光镜压紧所述红外窗口组件的密封垫片，使所述红外窗口组件紧贴在所述传感器安装孔靠近所述碳室通道的台阶处，从而完成所述碳室通道的密封，实现所述传感器组件及红外窗口组件的安装。
7.权利要求2所述碳室通道、硫室通道，可以根据被测样品的碳硫含量进行定制，其特征在于，通过调整所述碳室通道、硫室通道的长度，可以实现针对被测样品特定碳硫含量，进行高精度测量的要求；
对于高碳含量的被测样品，可以适当缩短所述碳室通道的轴向尺寸，实现对高碳含量样品的高精度测量；
对于低硫含量的被测样品，可以适当加长所述硫室通道的轴向尺寸，实现对低硫含量样品的高精度测量。
8.权利要求1所述分析室，加装了所述反射聚光镜，其特征在于，红外光源照射到传感器位置后，因传感器有效接收面积有限，超出其有效接收面积的光线不能射入传感器有效探测面上，而被散逸，加装了所述反射聚光镜后，可以将照射到传感器位置处，超出传感器有效接收面积的红外光线聚焦到传感器有效探测面上，从而使传感器有效探测面探测到的能量密度提高，传感器接收能量提高，提高检测精度和灵敏度。
9.权利要求2所述气室结构，其相关气路组成部分包括所述碳室通道、连接通道、硫室通道部分，其特征在于，基于在所述传感器组件前加装反射聚光镜的设计，所述气室结构相关气路组成部分机加工成型的内表面，只需要普通精度要求，不需要抛光、镀层等，也不需要加装附加的反射面，仅需做普通要求表面处理。
10.所述气室结构，其内部测样气体流动气路为：测样气体由所述碳室通道进气口进入所述碳室通道，沿所述碳室通道流动，经所述连接通道进入所述硫室通道，沿所述硫室通道流动，经所述硫室出气口排出；
或，亦可反向接入测样气体，测样气体由所述硫室通道出气口进入所述硫室通道，沿所述硫室通道流动，经所述连接通道进入所述碳室通道，沿所述碳室通道流动，经所述碳室进气口排出；
更换测样气体接入口，改变测样气体在所述气室结构内的流动方向，对于检测结果无影响。
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