Das Kernprinzip des Kohlenstoffschwefelanalysators basiert auf der Wechselwirkung von Substanz und Energie und ist hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: chemische Prinzipien und physikalische Prinzipien.

1. Chemische Prinzipien

Gaskapazitätsmethode: Durch die Absorption von Kohlendioxid (CO₂) durch Flüssigkeit wird der Kohlenstoffgehalt berechnet, indem die Volumenänderungen in der Flüssigkeit gemessen werden.

Jodmethode: Der Schwefelgehalt wird durch Titrierung der verbrauchten Jodmenge durch die Oxidationsreduktion von Schwefeldioxid (SO₂) mit einer Jodlösung berechnet.

Nicht-wasserliche Titration: Messung des Schwefelkohlenstoffelelements durch Säure-Alkali-Titration in nicht-wasserlichen Lösungsmitteln, geeignet für die spezifische Materialanalyse.

Elektrische Leitfähigkeit: Indirekte Messung des Kohlenstoffschwefelgehalts basierend auf der Änderung des Widerstands, wenn das Mischgas durch den Leitbecken geht.

2. Physikalische Prinzipien

Infrarot Absorptionsmethode:

Kernmechanismus: CO2- und SO₂-Moleküle haben selektive Absorptionsspitzen im Infrarot-Lichtband. Wenn Infrarotlicht mit einer bestimmten Wellenlänge durch die Gasprobe geht, absorbiert das Molekül Energie, was zu einer Lichtintensitätsverlust führt, und der Detektor wandelt die Lichtintensitätsänderungen in elektrische Signale um, um die Gaskonzentration nach der Computerverarbeitung zu ermitteln.

Technische Vorteile: Schnelle Analysegeschwindigkeit, hohe Präzision, hohe Empfindlichkeit und keine komplexen chemischen Reagenzien, um menschliche Fehler zu reduzieren.

Hochfrequenz-Induktionsverbrennungstechnik:

Verbrennungsprozess: Die Probe wird in einem Hochfrequenzsensorofen voll mit Sauerstoff verbrannt, Kohlenstoff in CO₂ und Schwefel in SO₂ umgewandelt. Die Hochfrequenzinduktion erzeugt Wirbelströme, die Metallschmelzmittel (z. B. Kupfer, Wolfram) erhitzen und die Brenntemperatur erhöhen, um sicherzustellen, dass die Probe mit niedrigem Schmelzpunkt vollständig zerlegt wird.

Reinigungsbehandlung: Verbrennungsgas wird durch den Staubfilter und den Wasserabsorber gereinigt und gelangt in den Infrarot-Testbecken, um Verunreinigungsstörungen zu vermeiden.

Kohlenstoffschwefelanalysatoren sind aufgrund ihrer hohen Präzision und schnellen Analysefähigkeit in folgenden Bereichen weit verbreitet:

1. Metallurgie und Metallverarbeitung

Stahlindustrie: Kontrolle des Kohlenstoffgehalts zur Regelung von Härte, Festigkeit und Zähigkeit (z. B. kohlenstoffheitiger Stahl für Werkzeuge und kohlenstoffarmer Stahl für Gebäude); Die Überwachung des Schwefelgehalts verhindert das Phänomen der "heißen Zerbrechung" (Schwefel und Eisen bilden niedrige Schmelzpunktsulfide, die zu einem Riss bei der Hochtemperaturbearbeitung führen).

Nichtmetalle: Analyse des Schwefelgehalts an Kohlenstoff in Kupfer-, Aluminium- und Titanlegierungen zur Optimierung der Legierungseigenschaften (z. B. Luft- und Raumfahrtmaterialien benötigen einen niedrigen Schwefelgehalt zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit).

2. Energie und Chemie

Kohle und Koks: Messung des Schwefelgehalts zur Beurteilung der Verbrennungsemissionen und zur Unterstützung der Umweltkonformität.

Chemische Rohstoffe: Kontrollieren Sie den Anteil von Schwefelkohlenstoff in Synthesegas und Katalysatoren, um eine Katalysatorvergiftung zu vermeiden.

Kohle- und Gasverarbeitung: Analyse organischer Schwefel- und anorganischer Kohlenstoffformen und Optimierung der Reaktionsbedingungen.

3. Umweltüberwachung

Atmosphäre und Wasser: Detektion von Schwefelverbindungen wie SO₂, Sulfate, Bewertung von industriellen Emissionen oder Schadstoffverschmutzung durch sauren Regen.

Bodenanalyse: Messung des organischen Kohlenstoffgehalts zur Beurteilung der Fruchtbarkeit des Bodens und Überwachung des Schwefelgehalts zur Verhinderung der Versäuerung (Überschwefelung hemmt das Pflanzenwachstum).

CO2-Bilanzierung: Präzise Analyse der CO2-Emissionen durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen und Datenunterstützung für die Zielsetzung „CO2-Spitze und CO2-Neutralität“.

4. Geologie und Forschung

Erzanalyse: Messung des Kohlenstoffschwefelgehalts in Erzen und Untersuchung geologischer Evolutionsprozesse (z. B. Untersuchung des Kohlenstoffkreislaufs in der alten Umgebung).

Materialwissenschaft: Analyse der Verteilung von Kohlenstoffschwefel in Nanomaterialien und Keramiken und Förderung der Forschung und Entwicklung neuer Materialien (z. B. Kohlenstoff-Nanoröhrensynthese muss den Kohlenstoffgehalt streng kontrollieren).