专利名称：一种电脑多元素联测分析仪及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种黑色金属、有色金属、无机物等材料的多元素分析仪，属于元素分 析仪器领域，具体为一种电脑多元素联测分析仪及其检测方法。
背景技术：
随着科技的进步，各行业对产品质量的要求越来越高，对材料中的各元素成分也越 来越要求精准，为了测量不同材料中的碳、硫、硅、锰、磷、钼、铜、铬、镍、镁、钛、 钒、铅、锌等元素成分，根据国家标准的分析方法，生产了一系列的分析仪器。
目前国内元素分析仪器，分析碳、硫、锰、磷、硅等元素，通常需要二套仪器，一 套分析碳和硫元素，另一套分析其余元素成分。
分析碳和硫元素都是使样品在纯氧中燃烧，产生混合气体经过化学或物理程序定量 分析出样品中的含量。由于燃烧的温度和氧气的纯度等条件的影响，碳、硫成分不可能 百分百的燃烧析出，因此碳和硫的分析不可能成理想的线性。而其余元素的分析大部分 是根据朗伯比尔定律来测量的，由于朗伯比尔定律是符合指数规律的，因此获得测量的 理想线性也是很困难的，由此影响了实际的测量结果。
现有仪器存储器件存储容量�。沟帽４娴那卟问蚕嘤Φ牟皇呛芏啵北４� 的曲线数量也少。而现有材料种类很多，分析的元素也多，这样曲线数量就满足不了分 析需要，需要经常进行繁琐的定标等校正工作。
发明内容
本发明要解决的问题是现有元素分析仪检测范围有限，检测精度不够理想，需要 一种能同时检测碳、硫和其他金属元素的元素分析仪，并且检测精度高。
本发明的技术方案为 一种电脑多元素联测分析仪，包括一条碳硫检测通道、多条 比色检测通道和电子天平，碳硫检测通道包含电弧燃烧炉、分析箱和信号接收箱，各比 色检测通道均包含光源、比色器、光电池；所有检测通道以及电子天平连接计算机，计 算机的PCI板卡控制并采集检测信号，计算机分析、处理检测信号，并显示检测结果。
本发明分析仪一般设有一条碳硫检测通道和5条比色检测通道，5条比色检测通道
为相互独立的系统，内置发不同波长的光源，不同厚度的比色杯，其中碳硫通道可保存8条工作曲线，每个比色通道可存储30条工作曲线。
本发明的检测方法是首先分析已知标准样品的元素含量高低不同的点，得到这些 点的检测信号，称这些点为标准点，同时这些标准点的百分含量是已知的，根据这些标 准点的检测信号及其对应的元素百分含量，在检测信号一元素百分含量的坐标上从低到 高连成一条元素百分含量曲线，并计算每两个标准点在坐标中连成直线的斜率K以及 截距b，将此曲线保存作为元素检测的标准工作曲线；
当测量未知样品时，得到未知样品检测信号后，将其与标准工作曲线中的数据对比:
① 未知样品检测信号与标准点检测信号相同，则所对应的标准点的元素百分含量即 为未知样品的元素百分含量；
② 未知样品检测信号在标准曲线中两个标准点的检测信号中间，则根据这两个标准 点在坐标中连成直线的斜率K以及截距b，未知样品的元素百分含量=1^*未知样品检测 信号+b。
由于碳硫分析和比色分析的分析方法限制，元素高低含量的分析结果很难成理想的 线性，为了保证分析精度，必需在分析时的定标模式、计算法等方面采取新的设计。本 发明的检测方法先设定了标准工作曲线，再将未知样品与标准样品比对，同时由于采用 计算机做为分析终端，所做标准工作曲线中的标准点多，这样就有效地提高了分析的线 性精度。
本发明实现了一台仪器即可满足钢、铁及其它合金等材料中的碳、硫、硅、锰、磷、 钼、铜、铬、镍、镁、钛、钒、铅、锌等元素成分的检测，通过计算机控制和检测，扩 大了检测范围，以钢中C、 S、 Mn、 P、 Si、 Cr、 Ni等常见元素为例，可以达到以下范 围C: 0.010 6.000%S: 0.0030 2.000% Mn: 0.010 20.500% P: 0.0005 1.0000% Si: 0.010 18.000% Cr: 0.010 38.000% Ni: 0.010 48.000% Mo: 0.010 7.00% SRE.-O.OlOO—O.SOOo/o Mg: 0.0100 0.800%Cu: 0.010 8.000%Ti: 0.010 5.000% ;采用本 发明的检测方法可以快速、精确、方便的得到检测结果，同时由于计算机运算精度远高 于单片机的精度，因此釆用计算机软件检测的分析结果精度也相应提高了，完全达到了 GB223.3 5-1988、 GB223.68 69-1997等国家标准。
图1为本发明分析仪的结构框图。 图2为本发明检测方法的流程图。
具体实施方式
如图l，本发明的分析仪包含l-6通道和电子天平，其中通道1为碳硫元素检测通 道，分析碳、硫元素的含量，通道2-6为比色检测通道，分析其余各元素的含量。通道 l包含电弧燃烧炉、分析箱和信号接收箱；通道2-5均包含光源、比色器、光电池。这 6个通道共同通过计算机的PCI板卡来控制并采集信号，经计算机软件来分析、处理， 并将结果由计算机屏幕显示出来。第1通道通过电脑控制电弧炉燃烧，分析箱气体容量 法测量碳含量，碘量法测硫含量，控制和信号箱接收分析数据送入计算机PCI板卡，第 2-6通道为相互独立的系统，内置发不同波长的光源，不同厚度的比色杯，在软件的控 制下，根据分析材料元素的要求选择所需通道，PCI板卡上的数据采集系统接收测量数 据。计算机软件将这些收集的数据分析、处理，得到相应检测元素的分析结果。分析仪 的六个检测通道，其中碳硫通道可保存8条工作曲线；比色部分设置有五个通道，每通 道可存储30条工作曲线，共可贮存158条工作曲线，这样就可满足材料种类多、分析 的元素多的需要，不需再进行繁琐的定标等校正工作。图2为本发明检测方法的流程图，分为碳硫分析和其余元素分析，两者均包括标 样定标和试样测量两部分，在分析仪上通过加载在计算机的软件实现，为了解决分析仪 的线性问题，软件利用计算机内存和运算能力，在定标模式、计算法等各方面采取了新 型设计，尽量使每条曲线保存的数据点多，这样就模拟了分析材料中各元素不同含量时 的真实线性，从而能够有效地提高分析的精度。计算机实现数据查询、数据保存、曲线 保存、屏幕显示、打印输出等功能，通过计算机的PCI板卡一套软件即可控制、分析整 个元素的分析，具体如下分析已知标准样品时，对于碳硫元素，采用碳硫分析法，由电子天平获得标准样品 的质量数据，检测通道获得分析信号，计算后获得标准点及其检测信号，根据这些标准 点的检测信号及其对应的元素百分含量，在坐标上连成元素百分含量曲线，将此曲线保 存作为碳硫元素检测的标准工作曲线；对于其他元素，使用比色分析法，先获得已知标 准样品元素的标准点的检测信号，再对应其元素百分含量，在坐标上连成元素百分含量 曲线，将此曲线保存作为其他元素检测的标准工作曲线；计算曲线中每两个标准点在坐 标中连成直线的斜率K以及截距b，根据标准样品的不同，保存多条工作曲线；当测量未知样品时，对于碳硫分析，由电子天平获得未知样品的质量数据，检测通 道获得分析信号，计算后获得一定质量未知样品的检测信号Vx;对于其他元素，使用 比色分析法，获得未知样品的检测信号Vi:将未知样品检测信号与标准工作曲线中的数据对比① 未知样品检测信号与标准点检测信号相同，则所对应的标准点的元素百分含量即 为未知样品的元素百分含量；② 未知样品检测信号在标准曲线中两个标准点的检测信号中间，则根据这两个标准 点在坐标中连成直线的斜率K以及截距b，对于碳硫分析，未知样品的元素百分含量 =K*Vx+b，对于比色分析，未知样品的元素百分含量-K+Vi+b。本发明实现了一台仪器即可满足钢、铁及其它合金等材料中的碳、硫、硅、锰、磷、 钼、铜、铬、镍、镁、钛、钒、铅、锌等元素成分的检测。分析仪通过计算机PCI板卡 上的AD进行数据采样，1/0口进行控制操作，这样将所有的检测、控制工作完全通过 一台计算机来完成。
权利要求
1、一种电脑多元素联测分析仪，其特征是包括一条碳硫检测通道、多条比色检测通道和电子天平，碳硫检测通道包含电弧燃烧炉、分析箱和信号接收箱，各比色检测通道均包含光源、比色器、光电池；所有检测通道以及电子天平连接计算机，计算机的PCI板卡控制并采集检测信号，计算机分析、处理检测信号，并显示检测结果。
2、 根据权利要求1所述的一种电脑多元素联测分析仪，其特征是设有一条碳硫检 测通道和5条比色检测通道，5条比色检测通道为相互独立的系统，内置发不同波长的 光源，不同厚度的比色杯，其中碳硫通道可保存8条工作曲线，每个比色通道可存储30 条工作曲线。
3、 根据权利要求1或2所述的一种电脑多元素联测分析仪的检测方法，其特征是 首先分析已知标准样品的元素含量高低不同的点，得到这些点的检测信号，称这些点为标准点，同时这些标准点的百分含量是已知的，根据这些标准点的检测信号及其对 应的元素百分含量，在检测信号一元素百分含量的坐标上从低到高连成一条元素百分含 量曲线，并计算每两个标准点在坐标中连成直线的斜率K以及截距b，将此曲线保存作 为元素检测的标准工作曲线；当测量未知样品时，得到未知样品检测信号后，将其与标准工作曲线中的数据对比① 未知样品检测信号与标准点检测信号相同，则所对应的标准点的元素百分含量即 为未知样品的元素百分含量；② 未知样品检测信号在标准曲线中两个标准点的检测信号中间，则根据这两个标准 点在坐标中连成直线的斜率K以及截距b，未知样品的元素百分含量=&*未知样品检测 信号+b。
4、 根据权利要求3所述的一种电脑多元素联测分析仪的检测方法，其特征是 分析己知标准样品时，对于碳硫元素，采用碳硫分析法，由电子天平获得标准样品的质量数据，检测通道获得分析信号，计算后获得标准点及其检测信号，根据这些标准 点的检测信号及其对应的元素百分含量，在坐标上连成元素百分含量曲线，将此曲线保 存作为碳硫元素检测的标准工作曲线；对于其他元素，使用比色分析法，先获得已知标 准样品元素的标准点的检测信号，再对应其元素百分含量，在坐标上连成元素百分含量 曲线，将此曲线保存作为其他元素检测的标准工作曲线；计算曲线中每两个标准点在坐 标中连成直线的斜率K以及截距b，根据标准样品的不同，保存多条工作曲线；当测量未知样品时，对于碳硫分析，由电子天平获得未知样品的质量数据，检测通道获得分析信号，计算后获得一定质量未知样品的检测信号VX;对于其他元素，使用比色分析法，获得未知样品的检测信号Vi:将未知样品检测信号与标准工作曲线中的数据对比① 未知样品检测信号与标准点检测信号相同，则所对应的标准点的元素百分含量即 为未知样品的元素百分含量；② 未知样品检测信号在标准曲线中两个标准点的检测信号中间，则根据这两个标准 点在坐标中连成直线的斜率K以及截距b，对于碳硫分析，未知样品的元素百分含量 =K*Vx+b，对于比色分析，未知样品的元素百分含量二f^Vi+b。
全文摘要
一种电脑多元素联测分析仪及其检测方法，分析仪包括一条碳硫检测通道、多条比色检测通道，通过计算机分析、处理检测信号，并显示检测结果，本发明的检测方法先设定标准工作曲线，再将未知样品与标准样品比对。本发明实现了一台仪器即可满足钢、铁及其它合金等材料中的碳、硫、硅、锰、磷、钼、铜、铬、镍、镁、钛、钒、铅、锌等元素成分的检测，扩大了检测范围，采用本发明的检测方法可以快速、精确、方便的得到检测结果，同时由于计算机运算精度远高于单片机的精度，所做标准工作曲线中的标准点多，因此采用计算机软件检测的分析结果精度也相应提高了，完全达到了GB223.3～5-1988、GB223.68～69-1997等国家标准。
文档编号G01N35/00GK101629962SQ20091002493
公开日2010年1月20日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者夏赞贵, 邢小桃 申请人:南京第四分析仪器有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
