CN2126422U - 气容法高速自动定碳仪 - Google Patents

Abstract

一种气容法高速自动定碳仪，由定容管、吸收器、 读数管及连在定容管、读数管下端的水准瓶、设在各 管之间的气路通断开关组成，其测定碳含量的整个过 程受程序自动控制电路控制而自动进行。该仪器由 于采用了吸收器与定容管和读数管相配套的工作结 构，故被测气体流程通畅，不需回复，测定速度快，特 别是连测时可同时对两道不同测定程序进行测定，大 大提高了仪器工作效率，由三道控制程序即可同时完 成碳的六道测定程序，而控制电路又极简单。

Description

本实用新型涉及一种用于测定钢铁和其它金属材料中碳含量的气容法高速自动定碳仪。

气容法定碳具有测定范围宽，分析结果准等优点，但手工操作的经典定碳仪，操作手续繁杂、测定速度慢，为此国内曾研制过多种气容法自动定碳仪，目前以无锡高速分析仪器厂生产的微机自动定碳仪结构较先进，但该仪器和现有其它各种气容法自动定碳仪的结构都与手工操作的经典定碳仪基本相同，仍采用一个吸收器配合一根量气管的传统结构，因而仍存在如下问题：①在测定过程中经量气管定容进入吸收器的试样混合气体通过KoH溶液吸收CO₂气体后，还需再回复到量气管中进行读数，造成被测气体流通不畅，因而影响了单样测定速度，尤其当成批试样连续测定时，必须要等前一试样的准备、通氧、对零、吸收、回复、读数六道测定程序全部完成后，才能开始进行后一试样的测定，使仪器本身及其配套的高温燃烧炉得不到充分利用，而且严重影响了成批试样的连续测定速度。由于仪器还是以六道测定程序来逐一确定控制动作，完成测定程序所需的控制动作多，使自动控制电路极为复杂，加之量气管顶端的液位电极处于既是准备程序的终点位置，又是吸收程序的终点位置，由于准备程序和吸收程序是前后分开进行测定的，一个液位电极很难前后分两次作为两个不同程序的终点控制，因此虽然采用微机控制，但仍未能实现批量试样连续测定全自动。

本实用新型的宗旨在于克服上述仪器存在的缺陷，提供一种结构合理、测定速度快、工作效率和自动化程度高、控制电路简单，能达到单样和批量试样连续测定全自动的气容法高速自动定碳仪。

为达上述目的，本实用新型主要是在吸收器的两边通过气路通断开关分别连接有定容管和读数管，将水准瓶分别连接在定容管和读数管的下端，水准瓶经气路通断开关与动力气源相接，测定时，试样混合气体经定容管定容后，进入吸收器被KOH溶液吸收CO₂气体后，剩余气体直接进入读数管读数，得出碳的百分含量。批样连测时，当前一试样混合气体进入吸收器后，第二试样混合气体即进入定容管与第一试样的后三道未测程序同时进行测定，直到第一试样得出结果，第三试样的测定程序又开始和第二试样后三道未测定程序同时进行，依此类推，每次同时进行两道不同的测定程序从而完成批样中碳的测定。

测定程序的自动控制电路，是将装在定容管和定容管连通的水准瓶内每组能同时控制两道不同测定程序终点的液位电极接在电磁继电器和时间继电器上，通过液位电极的通断使继电器吸合与释放，从而控制气路通断开关的工作状态，对被测气体的通断与转换实施控制，完成对试样中碳的自动测定。

下面结合附图及实施例说明本实用新型的具体结构。

图1——是本实用新型玻璃仪器结构示意图

图2——是图1之程序自动控制电路原理图

本高速定碳仪包括一个由容器a、内导气管b、带孔喷头c及外导气管d组成的吸收器2，在吸收器2的两边分别通过电磁气阀11、12与定容管1和读数管3连通，读数管3通过电磁气阀12与大气相通，打开装在定容管1上方的电磁气阀10，可使定容管1与大气相通。在定容管1和读数管3的下端分别接有水准瓶4、5，水准瓶4、5与动力气源之间设有电磁气阀13、14，以控制进入水准瓶内动力气通断，在氧气源与高温燃烧炉之间设有电磁气阀8（图中未画出）以控制进入高温燃烧炉氧气的通断，在试样混合气入口处和定容管1之间装有电磁气阀9，可控制进入定容管1内试样混合气的通断。本实用新型将读数标尺7装在读数管3处。

本定碳仪通过图2所示的程序自动控制电路控制各管路之间电磁气阀的通断，以实现对单试样或批量试样中碳测定的连续全自动。

该程序自动控制电路由分别装在定容管1及与定容管1连通的水准瓶4内能同时控制两道不同测定程序终点的液位电极16、15、17和电磁继电器18，时间继电器19组成，将时间继电器19接在水准瓶4内的液位电极17与地之间，水准瓶4的另一液位电极15与电源开关6连接，由液位电极15与17的通断控制时间继电器19的工作状态，进而控制连在其上的电磁气阀通断，插入定容管1内的液位电极16通过电磁继电器18与地连接，当液位电极16与水准瓶4内的液位电极15接通时，电磁继电器18通电吸合，通过常闭、常开触点的转换控制连在其上的电磁气阀通断。该定碳仪的工作原理是，将已秤重的试样置于高温燃烧炉，按下电源开关6，开始同时进行“吸收与转换”程序，此时电流经连在电源开关6上的时间继电器19的常闭触点19－1流入与常闭触点19－1相连的电磁气阀12，使电磁气阀12通电打开，因电磁气阀11、13并联在一起后通过电磁继电器18的常闭触点18－2接在常闭触点19－1上，所以电磁气阀11、13也通电同时打开，动力气经电磁气阀13对水准瓶4加压，水准瓶4内酸性水进入定容管1后逐渐上升，原来在定容管1内的气体经电磁气阀11进入吸收器2的内导气管b，经该管喷头c上的小孔进入KoH吸收液进行吸收，余气由外导气管d经电磁气阀12直接进入读数管3内，当定容管1内的液面上升到与管顶的液位电极16接触时，“吸收与转换”程序自动转为“通氧与读数”程序，液位电极15与液位电极16接通，电磁继电器18通电吸合，接在常闭触点19－1上的电磁继电器常闭触点18－2断开，使接在常闭触点18－2上的电磁气阀11、13关闭，常开触点18－1闭合，继电器18自锁，因并联在一起的电磁气阀8、9与电磁继电器18并接后再接在常开触点18－1及液位电极16和地之间，此时，电磁气阀8、9通电打开，氧气经电磁气阀8进入高温燃烧炉，炉内第一试样混合气体（CO₂＋O₂）经电磁气阀9进入定容管1，随着进入定容管1内第一试样混合气体的增加，在定容管1内的酸性水被压回水准瓶内4内，与此同时，对已进入读数管3内的气体进行读数（第一次读数为空白值），当被压回水准瓶内的液面与液位电极17接触时，“通氧与读数”程序自动转为“对零与准备”程序（批样连测时，加第二试样到高温燃烧炉中），液位电极15与17接通，时间继电器19通电吸合，其常闭触点19－1断开，电磁气阀8、9、11、12、13全部关闭，而接在电源开关6上的常开触点19－2闭合，只有并联在一起后接在常开触点19－2上的电磁气阀10、14通电打开，定容管1经电磁气阀10通大气第一试样混合气体对零，压力气经电磁气阀14对水准瓶5加压，水准瓶5内酸性水进入读数管3内将管内的剩余气体经电磁气阀12赶入大气，直至进入读数管3内酸性水液面上升到使管内上端的浮子封闭管口，完成第二试样的准备程序，时间继电器19延迟至对零所需的时间后自动释放，其常闭触点19－1闭合，常开触点19－2断开，又回复到初始工作状态，同时进行第一试样的“吸收与转换”程序，当吸收与转换程序完成后又自动转为第二试样的“通氧”与第一试样的“读数”程序，这时已测出单样或批量试样的第一试样碳的含量，当通氧与读数程序完成后又自动转为第二试样对零与第三试样的准备程序，如此周而复始完成对单试样或批量试样中碳含量的连续全自动测定。

在本实施例中电磁气阀8、9、10、11为两位两通阀，电磁气阀12、13、14为两位三通阀。

作为本实施例的一种变换，吸收器2也可由现有各种气容法自动定碳仪所使用的双容器吸收器替代。

作为本实施例的又一种变换方式，设在各玻璃仪器之间管路上的电磁气阀可用玻璃活塞等替代。

本实用新型可与现有的定硫装置配合在一起使用，完成对试样中碳硫含量的全自动测定，也可根据需要将两套本仪器组装在一起变成复式自动定碳仪。

本实用新型也可通过微机和液位电极相配合控制各管路之间气路通断开关的通断，实现对单试样或批量试样中碳测定的连续全自动。

本实用新型具有如下优点：

1、由于采用了吸收器与定容管和读数管相配套工作的结构，被测气体流程通畅，不需回复，测定速度快，连测时可同时对两道不同测定程序进行测定，提高仪器的工作效率一倍，与其配套使用的高温燃烧炉的使用率也相应提高一倍，测定速度明显加快，比现有自动定碳仪快一倍。

2、由于本实例中的吸收器采用单容器，因而其结构简单、容易制作、造价低、吸收效果好，吸收时自始至终保持最佳吸收状态，一次吸收效果相当于现有吸收器吸收3－4次的效果，对试样的高、中、低碳都能一次吸收完全，吸收器内没有浮子，不存在残留气泡，提高了测定结果的准确。

3、由于改变了传统的测定程序流程，测定程序的流程编排合理，完成测定程序的控制动作只有现有仪器的一半，碳的六道测定程序由三道控制程序完成，液位电极的功能得到成倍提高，自动控制电路极其简单，自动化程度超过现有微机自动定碳仪，不但达到单样测定全自动而且能批样测定连续全自动。

Claims (4)

1、一种气容法高速自动定碳仪，包括吸收器(2)、读数标尺(7)、气路通断开关(8-14)和程序自动控制电路，其特征在于吸收器(2)两边通过气路通断开关(11)、(12)分别连接有定容管(1)和读数管(3)，将水准瓶(4)、(5)分别连接在定容管(1)和读数管(3)的下端，水准瓶(4)、(5)的上端通过气路通断开关(13)、(14)与动力气源相接，定容管(1)经气路通断开关(9)与试样混合气入口连接，在其上端装有与大气相通的气路通断开关(10)，上述的程序控制电路由分别装在定容管(1)及与定容管(1)连通的水准瓶(4)内能同时控制两道不同测定程序终点的液位电极(16)和(15)、(17)，电磁继电器(18)，时间继电器(19)组成，将插入定容管(1)的液位电极(16)和装在水准瓶(4)的液位电极(15)、(17)分别接在电磁继电器(18)、电源开关(6)及时间继电器(19)上，通过液位电极(15)与液位电极(16)、(17)的通断使电磁继电器(18)和时间继电器(19)吸合与释放，进而控制气路通断开关(8-14)开与关。

2、根据权利要求1所述的定碳仪，其特征在于插入水准瓶（4）内液位电极（15）与电源开关（6）相连，另一液位电极（17）经时间继电器（19）与地连接，用于控制氧气和试气混合气通断的气路通断开关（8）、（9）与电磁继电器（18）相并联后接在定容管（1）内的液位电极（16）及常开触点（18－1）与地之间，设在吸收器（2）与读数管（3）之间的气路通断开关（12）经时间继电器的常闭触点（19－1）与电源开关（6）相连，将设在定容管（1）和吸收器（2）之间的气路通断开关（11）和水准瓶（4）上端的气路通断开关（13）并联在一起后经电磁继电器的常闭触点（18－2）与时间继电器的常闭触点（19－1）相连，气路通断开关（10）、（14）并联后经时间继电器的常闭触点（19－2）接在电源开关（6）上。

3、根据权利要求1所述的高速定碳仪，其特征在于吸收器（2）为单容器，它由容器（a）、内导气管（b）、带孔喷头（c）与外导气管（d）组成，内导气管（b）通过气路通断开关（11）与定容管（1）相连，外导气管（d）经气路通断开关（12）连在读数管（3）上。

4、根据权利要求1或2或3所述的高速定碳仪，其特征在于气路通断开关（8－14）可采用电磁气阀或玻璃活塞等。

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