¿Cuáles son el rendimiento y los principios del analizador infrarrojo de carbono y azufre de alta frecuencia HCS-500?

Antes de responder al uso y principio, permítanme hablar primero sobre los aspectos más destacados del analizador de carbono y azufre por infrarrojos de alta frecuencia HCS-500 que son diferentes de los instrumentos existentes en el mercado: 1. El procesador ARM9 se utilizó con éxito en Shanghai Keguo Instruments Co., Ltd. Analizador de carbono y azufre infrarrojo de alta frecuencia de la serie HCS-500. Analizador infrarrojo de carbono y azufre de alta frecuencia de la serie Keguo HCS-500 Para lograr las capacidades de procesamiento de alto rendimiento del instrumento, ya no utilizamos la microcomputadora de un solo chip 8051, simple y económica, con una frecuencia principal de solo 22 M que fue diseñada En el pasado, la microcomputadora de un solo chip 8051 de 8 bits anterior no puede alcanzar la velocidad de procesamiento en tiempo real requerida por el instrumento. La unidad central de procesamiento de datos del analizador infrarrojo de carbono y azufre de alta frecuencia Keguo HCS-500 adopta exclusivamente un procesador ARM9 de alto rendimiento de grado industrial con una frecuencia de procesamiento actual de hasta 200 Mhz. Tanto la memoria como la memoria flash utilizan alta velocidad. chips con 32M de espacio de almacenamiento. Utilizamos el sistema operativo Linux de código abierto en tiempo real en el diseño del software del procesador y utilizamos el método de diseño orientado a objetos en el diseño del software de control para garantizar la optimización y la alta confiabilidad del programa. FPGA se utiliza como chip controlador intermedio y búfer de datos en la interfaz entre el procesador y el chip de muestreo, y FPGA se utiliza para que la válvula de control externa realice una unidad de búfer de procesamiento paralelo y un puerto correspondiente de control de acoplamiento óptico de aislamiento rápido. Dado que utilizamos una CPU y un chip de adquisición de alta velocidad y utilizamos procesamiento de hardware FPGA, el instrumento aumenta el número de tiempos de muestreo de análisis a más de 100.000 veces por segundo, mientras que el número de tiempos de muestreo de otros instrumentos existentes que utilizan la serie 8051 de 8 bits Los microcontroladores son generalmente 8000/16.000 veces. La CPU de alta velocidad realiza análisis de datos en tiempo real de los datos recopilados, realiza aproximaciones sucesivas y cálculos estadísticos de probabilidad de los datos y luego almacena los datos efectivos obtenidos en la SDRAM de gran capacidad de 32 M. 2. La tecnología de ajuste no lineal multivariado se aplicó con éxito al software de calibración lineal de los analizadores de carbono y azufre infrarrojos de alta frecuencia de la serie HCS-500 de Shanghai Keguo Instrument Co., Ltd. Se utiliza un método de ajuste no lineal multivariado a escala real para lograr una linealidad muy alta dentro del rango de detección. Los analizadores infrarrojos de carbono y azufre analizan el contenido de carbono y azufre en los materiales detectando la absorción de radiación infrarroja por los gases CO2 y SO2; la calibración lineal es una tecnología clave en los datos de los instrumentos porque la ley de Lambert-Beer se ajusta a la ley exponencial. El filtro de infrarrojos tiene un cierto ancho de banda y el coeficiente de absorción de gas no es constante, por lo que es muy difícil obtener una calibración linealizada del área integrada. Después de años de investigación y experimentación, finalmente hemos logrado un gran avance en la tecnología de calibración de linealización, logrando una linealidad muy alta en todo el rango. 3. La interfaz de comunicación dual que integra los protocolos USB y Ethernet TCP/IP de alta velocidad se ha utilizado con éxito en los analizadores infrarrojos de carbono y azufre de alta frecuencia de la serie HCS-500 de Shanghai Keguo Instrument Co., Ltd. Los analizadores de carbono y azufre infrarrojos de alta frecuencia de la serie Keguo HCS-500 son los primeros en la industria en lanzar interfaces de comunicación duales que integran protocolos USB y Ethernet TCP/IP de alta velocidad. En comparación con otros instrumentos existentes basados ​​en puertos serie de baja velocidad e interfaces USB únicas de algunos fabricantes, puede proporcionar una instalación in situ mejor y más conveniente. El instrumento utiliza USB y Ethernet de alta velocidad para comunicarse con la PC porque utiliza el controlador de nivel inferior probado del sistema operativo Linux, por lo que el instrumento garantiza una alta estabilidad de la comunicación y confiabilidad de los datos durante el proceso de comunicación. Esto es esencialmente diferente desde el punto de vista técnico del método de comunicación simple en el que algunos instrumentos existentes utilizan microcontroladores 8051 para controlar chips USB. El microcontrolador 8051 de baja velocidad provocará interrupciones en el procesamiento al analizar datos de muestreo y procesar protocolos USB al mismo tiempo. algunos instrumentos existentes. Causas comunes de interrupción de la comunicación USB. El analizador infrarrojo de carbono y azufre de alta frecuencia Keguo HCS-500 utiliza un procesador ARM9 con una estructura de tubería de 16 etapas y un sistema operativo Linux multitarea en tiempo real para garantizar capacidades de procesamiento paralelo en el proceso de comunicación y recopilación de datos. El diseño adopta la tecnología de procesamiento multiproceso y multitarea para darse cuenta del error de tiempo en la recopilación y transmisión de datos a nivel de EE. UU. En el control de transmisión de datos de recopilación, confiamos en el alto rendimiento en tiempo real de la CPU subyacente para el muestreo independiente y utilizamos tecnología de almacenamiento en búfer de cola de datos subyacente y tecnología de redundancia de verificación de datos múltiples para el procesamiento de datos.

Esto evita que la distribución y la cantidad de puntos de recopilación de datos se vean afectados por la transmisión de datos y afecten la precisión de los resultados del análisis. Si el instrumento utiliza el método de adquisición de tiempo continuo de la PC para recopilar y analizar puntos de datos, y dado que los sistemas operativos de escritorio actuales en las PC son sistemas que no son en tiempo real, habrá una desviación en el intervalo de tiempo de los puntos de muestreo en los datos recopilados. datos, lo que inevitablemente conducirá a incertidumbre en los resultados analíticos. El analizador infrarrojo de carbono y azufre de alta frecuencia Keguo HCS-500 presenta una nueva idea de diseño para evitar este inconveniente, logrando plenamente el alto rendimiento en tiempo real de los puntos de muestreo y la precisión del intervalo de tiempo de los puntos de muestreo. En el protocolo de transmisión, el software de aplicación del sistema host de la PC solicita datos continuamente y el sistema subyacente empaqueta los datos del búfer de cola procesados ​​y los envía en tiempo real. Cada grupo de paquetes de datos adopta una estructura de lista enlazada en cola para evitar faltas o errores en la transmisión de datos. 1. Uso del instrumento El analizador infrarrojo de carbono y azufre HCS-500 es un instrumento de medición y análisis infrarrojo inteligente de Shanghai Keguo Instrument Co., Ltd. con un sensor piroeléctrico como núcleo y compuesto por un horno de combustión por inducción de alta frecuencia y una computadora. El software de análisis se basa en la plataforma operativa Windows y tiene una interfaz operativa estándar de Windows en chino y funciones de interacción persona-computadora fáciles de usar. Se utiliza principalmente para analizar el contenido de carbono y azufre en metales ferrosos, metales no ferrosos, metales de tierras raras, sustancias inorgánicas, minerales, cerámicas y otros materiales en metalurgia, maquinaria, inspección de productos básicos, investigación científica, industria química y otras industrias. 2. El instrumento modelo HCS-500 analizador infrarrojo de carbono y azufre de alta frecuencia consta de una balanza electrónica, un analizador, una computadora, una impresora y otras partes. 3. Indicadores técnicos 1. Rango de medición de carbono y azufre: C: (0-10,0)% S: (0-1, 0) Pesaje de la muestra: 0,2 g ~ 0,5 g 2. Repetibilidad: La repetibilidad del analizador utiliza desviación estándar relativa (RSD) significa carbono RSD: ≤0,5 Azufre RSD: ≤1,5 ​​3. Error de indicación: Para diferentes rangos de medición, la diferencia entre el valor promedio medido y el valor estándar (que indica el error de valor) no debe exceder las disposiciones de la siguiente tabla. Error de indicación contenido de carbono () Error de indicación () gt; 0-0,0100 ±0,0005 gt; 0,010-0,100 ±0,005 gt; 4,00-10,00 ±0,07 Contenido de azufre Cantidad () Error de indicación () gt; 0-0,0100 ±0,0005 gt; 0,010-0,050 ±0,003 gt; 0,050-0,100 ±0,004 gt; Rango de pesaje de la balanza 0,001 g-100 g 5. Tiempo de análisis: 30s?0?1-60s IV. Requisitos técnicos 1. Temperatura ambiente: (15~30)℃ 2. Humedad relativa:?8?060% 3. Fuente de alimentación: Voltaje 220V?8?410 Frecuencia 50Hz?8 ?42% potencia 5KVA resistencia a tierra ≤4 ohmios 4. Gas de análisis: pureza del oxígeno ?8?699.5%, presión del cilindro: gt; presión de salida del cilindro 3MPa 0.35-0.40MPa 5. Gas de energía: salida del cilindro de nitrógeno o aire comprimido (purificado) Presión 0,25-0,30 MPa, presión del cilindro: gt; 1 MPa Si el gas de potencia del instrumento también está equipado con un filtro reductor de presión, la presión de salida del cilindro debe ajustarse a 0,35-0,40 MPa 6. Flujo de gas: medición y gas de análisis 3,0-4,0 l/min gas de potencia 1,0 ~ 2,0 l/min 7. Reactivos químicos: desecante que cambia de color de alta eficiencia, absorbente de dióxido de carbono de alta eficiencia (amianto alcalino) 5. Principio de funcionamiento del instrumento Para el bloque estructural diagrama del analizador infrarrojo de carbono y azufre HCS-500, consulte el diagrama de bloques del analizador infrarrojo de carbono y azufre HCS-500. En la figura, el cable negro oscuro está conectado al sistema de circuito, el cable negro claro está conectado al sistema de gas y los componentes que se muestran en el cuadro de puntos son componentes instalados en el termostato blindado. Las moléculas polares como el CO2 y el SO2 tienen momentos dipolares eléctricos permanentes y por lo tanto tienen estructuras como vibración y rotación.

Según la mecánica cuántica, se divide en niveles de energía divididos, que pueden combinarse con la radiación infrarroja incidente de longitud de onda característica para producir la absorción. La ley de Lambert-Beer refleja esta ley de absorción. I＝I0exp(-aPL) En la fórmula: I0——intensidad de la luz incidente I——intensidad de la luz saliente a——coeficiente de absorción P——presión parcial del gas L——longitud de la celda de análisis HCS-500 infrarrojo carbono y azufre Análisis El instrumento aprovecha las características de que el CO2 y el SO2 tienen fuertes bandas de absorción a 4,26?8?6m y 7,4?8?6m respectivamente. Al medir el cambio en la intensidad de la luz después de la absorción del gas, se analiza el porcentaje de concentración de CO2 y SO2. Determinar indirectamente el contenido porcentual de elementos de carbono y azufre en la muestra analizada. La cámara de análisis incluye una fuente de luz infrarroja, un reflector, un disco de modulación, una celda de absorción, un filtro óptico y un detector. La fuente de luz infrarroja se calienta eléctricamente a aproximadamente 800 °C para producir radiación infrarroja. La señal de luz es modulada por el modulador en una señal alterna de 80 Hz e incide sobre la celda de absorción después de que la luz infrarroja es absorbida por los gases CO2 y SO2. en la celda de absorción, pasa a través de la banda estrecha. El filtro elimina la energía de otras radiaciones luminosas distintas de las longitudes de onda mencionadas anteriormente e incide sobre el detector. Lo que se mide en el detector es la intensidad de la luz correspondiente a la concentración de. Gases CO2 y SO2, que se convierten fotoeléctricamente en una señal eléctrica a través del detector. Después de la amplificación, se emite la señal analógica y, después de la conversión A/D de analógico a digital, se envía a la microcomputadora principal para su procesamiento de normalización. Puerto de comunicación USB, y la integral se invierte en el contenido porcentual de elementos de carbono y azufre. El proceso de análisis del medidor de carbono y azufre infrarrojo de alta frecuencia es: durante el análisis, primero pesa la muestra en la balanza electrónica, introdúcela en la computadora o mediante el teclado, agrega fundente y luego envíala al horno de combustión de alta frecuencia. cámara para iniciar el análisis, la primera etapa Para la etapa de soplado de oxígeno, primero abra la válvula solenoide correspondiente y pase oxígeno de acuerdo con el proceso de análisis para eliminar los gases residuales de CO2 y SO2 en la tubería cuando el contenido de gas CO2 y SO2. es cero, la presión parcial del gas medida P es cero. En este momento, la presión parcial del gas medida P es cero. La señal es la señal de referencia de la condición de oxígeno puro; la segunda etapa es la etapa de liberación de análisis. Se enciende y la muestra se calienta a la temperatura de liberación. En este momento, la muestra se oxida inmediatamente en condiciones ricas en oxígeno de alta temperatura para generar gases CO2 y SO2, que se utilizan como oxígeno. celda de absorción, y la señal de salida del amplificador disminuye a medida que aumenta la concentración del gas medido. Después de la normalización, cada dato se calibra linealmente. Después del análisis, los datos de calibración lineal se integran por área y se multiplican por el coeficiente, se dividen por el peso. de la muestra, y restar el blanco para obtener el porcentaje de elementos de carbono y azufre en la muestra.