微机碳硫分析仪HQ-4B说明书

调电位器W，使其流过发光二极管的电流为 40mA左右，以达到中等高度为宜。 ⑷V4为DC24V，作为电磁阀的控制电源。稳压电源电原理图如图-4
四、仪器结构与安装
本仪器有电器部分和化学分析玻璃器皿等组装在一个箱体内。详见图-5 正视图、图-6 背视图。
图-4 稳压电源电原理图
仪器安装在台面不小于 100（长）×75（宽）厘米四周不靠墙的操作台上，以便于操作人员 站在仪器背面安装、调试。
4． 碘酸钾溶液：称取 1.780g 碘酸钾，溶于水后稀至 1000mL（此液为 0.05N 碘酸钾母液） 5． 硫滴定液：取 1000mL 淀粉溶液，分别加入 50mL 碘酸钾溶液（0.05N 碘酸钾母液），1.500 ｇ碘化钾摇匀，等溶清后待用。
图-5 正视图
六、调试
图-6 背视图
1． 仪器配高速引燃炉使用，应提前 30 分钟打开高速引燃炉电源和加热开关，使炉体加热或 燃烧 2～3 份废样亦可。
微机控制硬件、软件方框图-3
采用 MCS-51 系列单片机控制，把所有碳硫工作信息全部贮存在贮存器内，再由接口电路控 制各电磁阀的动作。
⑺稳压电源： 采用三端稳压块；稳压电源的输出共分四组： ⑴V1为DC5V，供单片机主机用。 ⑵V2为DC12V，供“遥控”及“快、慢滴定”用。 ⑶V3作为定硫光源的恒流源。为提高发光二极管的发光稳定性及使用寿命，在使用中可
2． 配管式燃烧炉使用，应预先将炉温升至 1250℃左右，待用。 3． 试验前 30 分钟打开仪器电源。 4． 打开氧气瓶及两只减压阀出口阀门，调节其中一只出口压力为 0.03～0.035Mpa,作仪器动 力及燃烧样品用。调节另一减压阀出口压力 0.15～0.18Mpa,，供高速自动引燃炉升、降炉用。 5． 通氧流量：
1. 本仪器背面的底部装有“遥控”插座，插好遥控插头，将遥控线的另一端与我公司生产的 HN-2H 型高速引燃炉的“遥控”插座连接。当本仪器“准备”结束后，按下高速引燃炉的“启动” 按钮时，仪器进入自动分析，实现联机操作。
2. 碳标尺筒内采用 HY-11 型波立通萤光管照明（俗称 H 灯管），安装与更换方法；先将标尺 筒底座上下的塑料螺钉松开，一手提起上固定环，另一手握碳标尺筒向右倾斜，取下碳标尺筒， 插入灯管（更换时拔下旧灯管插入新灯管），然后恢复原位，再将螺钉固定紧即可。
图-2 微机面板示图
分析：即自动分析，按此键，“通氧”、“对零”、“吸收”、“回复”各程序按顺序自动完成。 准备 1：自动准备（配管状燃烧炉用） 准备 2：自动准备（配引燃炉用） 自动滴定：当硫吸收器颜色较浅时，触发自动滴定键即可进行自动定硫。 手动滴定：人工进行快滴定，触发后立即进行快滴，再触发及停止。 放液：触发此键排放废液，再触发立即停止。 加液：手动加硫滴定液，触发后即进行加液，再触发加液立即停止。 停机：按此键整个程序停止动作。 在分析操作全过程的最后一步，即回复程序结束后，在延时 15 秒时间内读碳、硫质量分数后， 自动进入准备阶段酸性液上升。假如，不考虑自动准备，可按“停机”按键即告终止。但下次再 进行分析前，应先按“准备”按键，然后再按“分析”键进行分析。 ⑹微机控制硬件、软件方框图：见图-3
图-1 气路原理图
3． 自动测碳工作原理： 测碳部分共分“准备”“通氧”“对零”“吸收”“回复”五个程序。分析时，按下引燃炉
的“启动”按钮，首先进行“通氧”程序。通氧时，Y1打开向燃烧炉供氧。炉气经过硫吸收 器，由Y2进入量气管，同时，硫的自动滴定开始进行，当CO2全部进入量气管后，水准瓶液
面与电极触针A2接触时，“通氧”程序自动转换为“对零”程序。 对零时，量气管顶部经过Y4通大气，量气管液面自动对零，延时 10 秒后，“对零”程序
自动转换成“吸收”程序。 吸收时，Y5打开给水准瓶加压，量气管内气体经过 Y3被赶入吸收器，当量气管液面与
A1触针接触时，“吸收”程序自动转换为“回复”程序。 回复时，水准瓶上部被解除压力，吸收器内的气体在液位差的自然压力下，经过Y3全部
倒回量气管后，蜂鸣器开始鸣叫，当鸣叫六声后停止，立即读取碳、硫的质量分数；程序维 持读数 15 秒钟，自动转入“准备”程序。
三、操作键的作用和说明
⑴电源：220V 电源开关，打开电源，上左方发光二极管亮，表示电源接通。 ⑵+24V：打开开关，表示 24V 电源接通，电磁阀可以工作。 ⑶鸣终读数：提示操作者分析即将结束，蜂鸣器鸣叫六声停止后，立即进行读数。见图-2 ⑷定硫调整：该电位器是用于硫终点颜色的调整，用螺丝刀顺时针调节，是加深定硫终点颜色， 逆时针调节，使终点颜色变浅。 ⑸单片机上各按键的作用：
准备时，Y4、Y5电磁阀同时打开，Y5打开给水准瓶加压，量气管液面上升，上部余气经 过Y4被排出，当量气管液面上升与A1触针接触时，“准备”程序结束。在“准备”程序中， Y6、Y7、二只电磁阀也被同时打开，硫吸收器排放废液，滴定管自动充满滴定液，完成硫分 析前的准备工作。（详见表 1）。 4． 直读标尺
8． 电 源：电压 AC220V±10%、50Hz。
9． 功 率：小于 40W。
二、 基本原理
1． 气路原理：
氧气瓶上装有YQY-6 型减压阀，调节YQY-6 型减压阀使其出口压力为 0.03~0.035MPa连
接至仪器后方的氧气接口上，氧气通过氧气接口经玻璃三通一路经特效氧气净化器后，由二
位三通电磁阀Y1控制，向燃烧炉供氧；另一路由电磁阀Y5控制，向水准瓶加压，实现碳的自 动分析（详述见本节的第 3 部分）。仪器气路原理见图-1，程序编排见表 1。
2． 自动定硫滴定原理：
采用一只防腐电磁阀Y8，完成硫滴定液快滴和慢滴过程。滴定开始时，硫吸收溶液颜色 很淡，光电转换输出信号较大，立刻进入模数转换接口电路与快滴基准电压比较，输出高电
平，输送到单片机中，使通用接口输出控制滴定电磁阀Y8，进行快滴定。当滴定临近终点时，
表1
动作 终 控 程序
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8
碳、硫直读标尺是一个斜线活动标尺，它具有相当宽的使用范围。由于该仪器测碳为非 恒压读数法，所以在绘制标尺时，根据气体状态方程计算，已把这一“落差”扣除，同时也 考虑了高温低气压，及低温高气压的环境，在我国各地平原及一般高原地区均能适用，如气 压低于 90.7KPa 的高山地区时，可更换我公司特制标尺，或更换特制量气管。
5. 安装碳吸收器： 同法洗涤后，装入仪器中，上、下用固定环固定好，借漏斗向吸收器左上方贮液瓶内注入
氢氧化钾溶液（40%）至液面超过右上方浮子顶部 1～2cm左右为宜，用Φ5×7 橡皮管将吸收器、
Y3电磁阀连接起来。 6. 安装硫吸收器： 同法洗涤，打开光电盒上端盖，插入光电盒，用橡皮管将硫吸收器的下部与Y6电磁阀连接，
电磁阀的另一端接塑料管向外排放废液。按图将进气咀接到仪器背面“炉气”接头上，出气咀与 Y2电磁阀相连，进液咀用塑料管与Y8电磁阀相连。
7. 安装滴定管及贮液瓶 同法洗涤后，滴定管下部经过面板用塑料管与Y8电磁阀连接，上部用滴定管架，固定在标
尺架上，上部接口用塑料管接到硫滴定液贮液瓶上。（碘液管路必须使用塑料管，禁用橡皮管）。 将配制好的硫滴定液加入仪器背面的贮液瓶中。瓶口用管路橡皮塞塞紧。
3. 若本仪器配管式燃烧炉使用，连接时仪器与管式燃烧炉之间应加除尘器，塞满脱脂棉（稍 紧为宜），防止燃烧后生成的粉尘进入仪器。在管式燃烧炉与氧气连接端加流量计一只，控制燃烧 流量。
4. 安装量气管及水准瓶 用重铬酸钾洗涤后，量气管下部套上Φ10×12mm皮管，穿过面板，与后部水准瓶相连后，放 进定位座内，上部用固定环固定好（所有的玻璃器皿都不能固定过紧，以防破裂，一般固定玻璃 器皿能勉强转动为止）。向水准瓶内注入酸性水溶液约 600mL，插入长、短电极触针，长针伸至 瓶底，短针针尖插入溶液 1mm左右，仪器背面红鱼夹夹住长触针A3，黑鱼夹夹住短触针A2。按图 用Φ5×7 橡皮管将量气管与四通管相连，按图插入A1触针，触针必须悬空，如果触针与管壁相碰， 可能引起“准备”、“吸收”程序提前结束的故障。
微机碳硫分析仪
HQ-4B Microprocessor Direct combustion Gas Volumetric C/S Determinator
使 用 说 明 书
无锡市英之诚高速分析仪器有限公司
WUXI YING-ZHI-CHENG HIGH-SPEED ANALYZER CO.,LTD
目
七、 使用方法………………………………………………..8
八、 维护保养及注意事项…………………………………..9
概
述
HQ-4B 型微机碳硫分析仪，能快速准确地检测钢铁及其它材料中碳、硫两元素的质量分数。 仪器采用单片微机技术完成程序控制及模拟滴定分析；采用了防腐电磁阀作为气路和液路的通、 断开关，实现全过程自动控制，操作简便、易于掌握，测试结果准确可靠，仪器可与高速自动引 燃炉、管状燃烧炉配套使用。尤其与我公司生产的 HN-2H 型高速引燃炉配套使用效果最佳。
卧式管状燃烧炉 60～80 升/时，试样预热 40 秒左右。 立式管状燃烧炉 120 升/时。 高速自动引燃炉 50～60 升/时，即 0.8～1 升/分。 6． 检查气路的密封性。 ⑴按下“准备”键，量气管充满酸性溶液后，观察量气管液面是否连续下降？如果液面下 降，说明Y2、Y3、Y4与A1触针、橡皮塞、量气管之间连接处有漏气现象。检查方法： a、 用肥皂水涂各连接处，按下“准备”键量气管液面上升，观察连接处有气泡产生，说明 此处漏气。 b、 用螺旋夹分别一一夹紧相关气路橡皮管，观察量气管液面不下降时螺旋夹所在的位置即 为漏气处。待排除漏气后，方可往下进行。
一、 主要技术指标
1． 分析方法：碳：气体容量法。
硫：碘量法。
2． 测定范围：碳：0.05~6.00%
硫：0.005~0.240%
3． 称样量： 1.000ｇ样品可测定碳：0.05~1.50%。硫：0.005~0.060%。
0.250ｇ样品可测定碳：0.20~6.00%。硫：0.020~0.240%。
录
一、 主要技术……………………………………………….1
二、 基本原理……………………………………………….1
三、 操作键的作用和说明…………………………………..3
四、 仪器结构与安装………………………………………..4
五、 化学试剂配制…………………………………………..6
六、 调试……………………………………………………..7
五、化学试剂配制
1．氢氧化钾溶液（40%）：称取 720g 氢氧化钾溶于 1000mL 蒸馏，稀释至 1800mL，搅匀、 冷却后使用。
2． 酸性水溶液：量取 1mL 浓硫酸，加入 1000mL 水中，滴加 0.1%甲基橙溶液显橙红色。（或 滴一至二滴红墨水代替亦可）。
3． 淀粉溶液：称取 4.000g 淀粉，用少量水拌匀成糊状，然后成细流加入不断搅动的 500mL 沸水中继续煮沸 5 分钟，冷却后，再稀至 5000mL，加浓盐酸 50 mL 摇匀。
准备 通氧 对零
A1
A2
Байду номын сангаас
++
延时 10s +
++++
+
+
+
吸收
A1
+
+
+
+
回复
延时 17s +
+
+
注:“+”表示电磁阀处于工作状态。
准备
分
析
碳准备
碳
碳
碳
碳
结
通 终控A2 对 延时 10” 吸 终控A1回
终控
氧
零
收
复
束
A2 硫快、慢滴
硫准备
延时 15 秒
溶液颜色变深，透光率减小，光电转换输出电压信号变小，快滴定停止，此时慢滴基准电压 比较电路仍输出高电平，又输送到单片机中，由接口电路间断输出，控制Y8，进行慢滴定。 当滴定使硫吸收器溶液加深到终点颜色时，快滴、慢滴全部结束。假如吸收溶液的颜色脱离 了终点颜色，还能再进行补滴定，直至到终点颜色。
当测试样品含量碳≤0.05%、硫≤0.005%时，可将样品称样量增加到 2.000ｇ。
4．分析时间：立式管状燃烧炉
55 秒
高速引燃炉
65 秒
卧式管状燃烧炉
80 秒
5． 读数方法：标尺直读质量分数。
6． 环境条件：室温：0~40℃。气压：90.7~106.7KPa。
7． 分析误差：碳符合 GB/T223.69-97、硫符合 GB/T223.68-97 规定的允许差。