電弧爐及紅外碳硫分析儀的制作方法

本實用新型涉及紅外分析設備的技術領域，尤其是涉及一種電弧爐及紅外碳硫分析儀。

背景技術：

紅外碳硫分析儀主要用于檢測試樣中碳、硫元素的含量，其工作原理是：試樣中的碳、硫在富氧條件下經過高溫加熱，生成二氧化碳、二氧化硫氣體，該氣體經處理后進入相應的吸收池中，對相應的紅外輻射光進行吸收，經過吸收的紅外輻射光入射到探測器上，由探測器轉發為電信號，經計算機處理即可輸出結果。紅外碳硫分析儀與電弧爐配套使用，能快速、準確地測定各種試樣中的碳、硫含量，具有測量范圍寬、抗干擾能力強、功能齊全、操作簡單、分析結果快速準確等特點。

電弧爐包括爐頭、燃燒室以及電極等。其中，爐頭由為燃燒室供氧的吹氧機構、清掃燃燒室的清掃刷和氣體過濾網等組成。現有的電弧爐在處理試樣時，由于吹氧機構供氧不均勻使得試樣燃燒不充分，且試樣燃燒產生的灰塵會隨待測氣體一起由燃燒室進入爐頭中，附著在爐頭中的氣體過濾網上，易對氣體過濾網造成損壞。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種電弧爐及紅外碳硫分析儀，以改善現有技術中，電弧爐的吹氧機構供氧不均勻使得試樣燃燒不充分，且試樣燃燒產生的灰塵會隨待測氣體一起由燃燒室進入爐頭中，附著在爐頭中的氣體過濾網上，對氣體過濾網造成損壞的技術問題。

本實用新型提供一種電弧爐，包括爐頭和燃燒室，所述燃燒室用于為試樣的燃燒提供空間，所述燃燒室內設置有與所述爐頭連通的燃燒管，且所述燃燒管設置在所述試樣的上方；所述電弧爐上還設置有吹氧機構；所述吹氧機構包括吹氧嘴和吹氧桿，所述吹氧嘴和所述吹氧桿均為中空結構；所述吹氧嘴設置在所述燃燒管內，所述吹氧嘴的外壁與所述燃燒管的內壁之間設置有過濾部；所述吹氧嘴朝向所述試樣的一端上設置有多個吹氧孔，另一端與所述吹氧桿連通；所述吹氧桿延伸至所述爐頭外，且與連接有氧氣源的氧氣輸送管連通。

進一步地，所述吹氧嘴包括第一殼體和第二殼體；所述第一殼體的外壁上設置有供待測氣體從所述燃燒室流向所述爐頭的螺旋槽；所述第二殼體的內壁上設置有與所述螺旋槽相匹配的螺旋過濾部。

進一步地，所述吹氧嘴的外壁上設置有螺旋隔檔部和螺旋過濾網。

進一步地，所述爐頭上設置有出氣口，所述出氣口上設置有除塵管，所述除塵管內設置有多層過濾網。

進一步地，所述吹氧桿的外壁上設置有金屬絲刷，所述吹氧桿延伸至所述爐頭外的一端設置有氣缸。

進一步地，所述電弧爐上還設置有氧氣濃度檢測器，所述氧氣濃度檢測器用于檢測所述燃燒室內的氧氣濃度。

進一步地，所述爐頭的爐壁內設置有空腔，所述空腔內設置有加熱元件，所述空腔的開口設置在所述爐頭的外壁上，且所述開口上設置有端蓋。

進一步地，所述空腔內還設置有與所述加熱元件連接的溫度傳感器。

進一步地，所述空腔環繞所述爐頭的爐壁設置。

本實用新型還提供一種紅外碳硫分析儀，包括上述任一項所述的電弧爐。

本實用新型提供的電弧爐及紅外碳硫分析儀，該電弧爐主要用于在紅外碳硫分析中燃燒試樣，該電弧爐包括爐頭和燃燒室，燃燒室用于為試樣的燃燒提供空間，燃燒室內設置有與爐頭連通的燃燒管，且燃燒管設置在試樣的上方；電弧爐上還設置有吹氧機構；吹氧機構包括吹氧嘴和吹氧桿，吹氧嘴和吹氧桿均為中空結構；吹氧嘴設置在燃燒管內，吹氧嘴的外壁與燃燒管的內壁之間設置有過濾部；吹氧嘴朝向試樣的一端上設置有多個吹氧孔，另一端與吹氧桿連通；吹氧桿延伸至爐頭外，且與連接有氧氣源的氧氣輸送管連通。通過設置過濾部，對試樣燃燒產生的灰塵進行初步過濾，能有效減輕灰塵對爐頭中氣體過濾網的堵塞，而且過濾部還能夠減慢灰塵隨待測氣體上升到爐頭中的速度，使灰塵有冷卻的時間，在進入爐頭后，不易灼傷氣體過濾網和清掃刷，改善了試樣燃燒產生的灰塵會隨待測氣體一起由燃燒室進入爐頭中，對氣體過濾網造成損壞的技術問題。同時，設置多個吹氧孔，可以使氧氣從不同的方位進入燃燒室中，氧氣與試樣的接觸更為充分，有效提高了試樣燃燒的充分性，改善了現有技術中，電弧爐的吹氧機構供氧不均勻使得試樣燃燒不充分的技術問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例1提供的電弧爐的結構示意圖；

圖2為圖1所示電弧爐中吹氧機構的第一種結構示意圖；

圖3為圖1所示電弧爐中吹氧機構的第二種結構示意圖；

圖4為圖1所示電弧爐中吹氧機構的第三種結構示意圖；

圖5為本實用新型實施例2提供的紅外碳硫分析儀的結構示意圖；

圖6為圖5所示紅外碳硫分析儀中測控室的結構示意圖。

圖標：10-爐頭；11-出氣口；12-加熱元件；13-溫度傳感器；20-燃燒室；30-燃燒管；40-坩堝；51-吹氧嘴；511-第一殼體；512-第二殼體；513-螺旋槽；514-螺旋過濾部；515-螺旋隔檔部；516-螺旋過濾網；52-吹氧桿；521-金屬絲刷；522-氣缸；53-環狀過濾部；60-除塵管；70-氧氣濃度檢測器；80-溫度控制器；90-把手；100-電弧爐；200-分析箱；201-測控室；202-電源室；203-分析室；300-穩壓電源；400-分析機構；501-計算機開關電源；502-計算機主機板；503-數據處理電路板；504-控制電路板；601-電壓表；602-流量計。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

實施例1

本實施例提供一種電弧爐100，如圖1所示，包括爐頭10和燃燒室20，燃燒室20用于為試樣的燃燒提供空間，燃燒室20內設置有與爐頭10連通的燃燒管30，且燃燒管30設置在試樣的上方，即圖中盛放試樣的坩堝40的上方；電弧爐100上還設置有吹氧機構；吹氧機構包括吹氧嘴51和吹氧桿52，吹氧嘴51和吹氧桿52均為中空結構；吹氧嘴51設置在燃燒管30內，吹氧嘴51的外壁與燃燒管30的內壁之間設置有過濾部；吹氧嘴51朝向試樣的一端上設置有多個吹氧孔，另一端與吹氧桿52連通；吹氧桿52延伸至爐頭10外，且與連接有氧氣源的氧氣輸送管連通。

通過設置過濾部，對試樣燃燒產生的灰塵進行初步過濾，能有效減輕灰塵對爐頭10中氣體過濾網的堵塞，而且過濾部還能夠減慢灰塵隨待測氣體上升到爐頭10中的速度，使灰塵有冷卻的時間，在進入爐頭10后，不易灼傷氣體過濾網和清掃刷，改善了試樣燃燒產生的灰塵會隨待測氣體一起由燃燒室20進入爐頭10中，對氣體過濾網造成損壞的技術問題。同時，吹氧嘴51朝向試樣的一端上設置有多個吹氧孔，可以使氧氣從不同的方位進入燃燒室20中，氧氣與試樣的接觸更為充分，有效提高了試樣燃燒的充分性，改善了現有技術中，電弧爐100的吹氧機構供氧不均勻使得試樣燃燒不充分的技術問題。

其中，如圖2所示，過濾部可以是設置在吹氧嘴51外壁和燃燒管30內壁之間的環狀過濾部53。除圖2所示的結構外，過濾部也可以采用下述結構：如圖3所示，吹氧嘴51包括第一殼體511和第二殼體512；第一殼體511的外壁上設置有供待測氣體從燃燒室20流向爐頭10的螺旋槽513；第二殼體512的內壁上設置有與螺旋槽513相匹配的螺旋過濾部514。采用螺旋形的氣流通道可以拉長待測氣體從燃燒室20到爐頭10的行進路線，降低待測氣體及灰塵的溫度，更有效地保護爐頭10中的氣體過濾網和清掃刷。

過濾部還可以采用下述結構：如圖4所示，吹氧嘴51的外壁上設置有螺旋隔檔部515和螺旋過濾網516。螺旋隔檔部515和螺旋過濾網516的螺旋方向可以是同向的，也可以是異向的。

進一步地，吹氧孔采用小孔徑的細口，可以提高氧氣流速，進一步保證氧氣能與試樣充分接觸。

進一步地，如圖1所示，爐頭10上設置有出氣口11，出氣口11上設置有除塵管60，除塵管60內設置有多層過濾網。待測氣體經過再次除塵后進入下一處理階段。

進一步地，如圖2所示，吹氧桿52的外壁上設置有金屬絲刷521，吹氧桿52延伸至爐頭10外的一端設置有氣缸522。通過氣缸522推動吹氧桿52在爐頭10內運動，金屬絲刷521對爐頭10進行清掃。

進一步地，如圖1所示，電弧爐100上還設置有氧氣濃度檢測器70，氧氣濃度檢測器70用于檢測燃燒室20內的氧氣濃度，以保證燃燒室20內的氧氣濃度在適宜的范圍內。

在試樣燃燒過程中，爐頭10內的氣體過濾網會吸附大量含有各種金屬氧化物的粉塵，而待測氣體中的二氧化硫會在這些金屬氧化物的催化作用下，變成無法通過紅外檢測的三氧化硫，一方面導致硫的分析結果偏小，另一方面二氧化硫和三氧化硫之間會相互轉化，且在不同地溫度下轉化率不同，由于爐頭10的溫度會隨著試樣燃燒的次數而逐漸升高一直到熱平衡，在此升溫過程中二氧化硫和三氧化硫的轉化率會一直變化，從而引起硫的分析結果不穩定。再者，當爐頭10的溫度低于100度時，試樣燃燒產生的待測氣體會在氣體過濾網上產生冷凝水，而二氧化硫會與水結合，更加劇了硫分析的誤差。

為減小由上述原因引起的誤差，在本實施例中，如圖2所示，爐頭10的爐壁內設置有空腔，空腔內設置有加熱元件12，空腔的開口設置在爐頭10的外壁上，且開口上設置有端蓋。通過加熱元件12對爐頭10進行加熱，從而使爐頭10內的溫度保持在恒定的數值，且該數值在100度以上。由于爐頭10內的溫度恒定，氣體過濾網上的金屬氧化物粉塵溫度也是恒定的，從而使二氧化硫和三氧化硫的轉化率穩定，最終使硫的分析結果穩定；而爐頭10內的溫度控制在100度以上，高于常壓下水的沸點100度，所以待測氣體無法在爐頭10內產生冷凝水。

進一步地，如圖2所示，空腔內還設置有與加熱元件12連接的溫度傳感器13，用于檢測加熱元件12的溫度。

進一步地，如圖1所示，電弧爐100上設置有溫度控制器80，且與溫度傳感器13連接，用于顯示并控制加熱元件12的溫度。

進一步地，空腔環繞爐頭10的爐壁設置，這樣設置可以保證爐頭10內的溫度均勻。

進一步地，如圖1所示，電弧爐100上還設置有用于抬升坩堝40的把手90，通過上下拉動把手90，將坩堝40送入燃燒室20或移出燃燒室20。

綜上所述，本實施例提供的電弧爐100，包括爐頭10和燃燒室20，燃燒室20用于為試樣的燃燒提供空間，燃燒室20內設置有與爐頭10連通的燃燒管30，且燃燒管30設置在試樣的上方；電弧爐100上還設置有吹氧機構；吹氧機構包括吹氧嘴51和吹氧桿52，吹氧嘴51和吹氧桿52均為中空結構；吹氧嘴51設置在燃燒管30內，吹氧嘴51的外壁與燃燒管30的內壁之間設置有過濾部；吹氧嘴51朝向試樣的一端上設置有多個吹氧孔，另一端與吹氧桿52連通；吹氧桿52延伸至爐頭10外，且與連接有氧氣源的氧氣輸送管連通。通過設置過濾部，對試樣燃燒產生的灰塵進行初步過濾，能有效減輕灰塵對爐頭10中氣體過濾網的堵塞，而且過濾部還能夠減慢灰塵隨待測氣體上升到爐頭10中的速度，使灰塵有冷卻的時間，在進入爐頭10后，不易灼傷氣體過濾網和清掃刷，改善了試樣燃燒產生的灰塵會隨待測氣體一起由燃燒室20進入爐頭10中，對氣體過濾網造成損壞的技術問題。同時，設置多個吹氧孔，可以使氧氣從不同的方位進入燃燒室20中，氧氣與試樣的接觸更為充分，有效提高了試樣燃燒的充分性。改善了現有技術中，電弧爐100的吹氧機構供氧不均勻使得試樣燃燒不充分的技術問題。

實施例2

本實施例提供一種紅外碳硫分析儀，包括實施例1中電弧爐100的任一項技術特征。

進一步地，如圖5所示，本實施例提供的紅外碳硫分析儀為分體式紅外碳硫分析儀，還包括分析箱200，分析箱200內設置有測控室201、電源室202和分析室203，測控室201內設有測控機構，電源室202內設有穩壓電源300，分析室203內設有分析機構400，穩壓電源300給電弧爐100、測控機構和分析機構400供電，測控機構控制電弧爐100和分析機構400運作，電弧爐100與分析機構400連接，將試樣燃燒產生的待測氣體輸送到分析機構400。

其中，如圖6所示，測控機構由計算機開關電源501、計算機主機板502、數據處理電路板503和控制電路板504依次連接組成。分析機構400由穩流閥、紅外氣室和AD采樣電路依次連接組成。控制電路板504與電弧爐100連接，除塵管60與穩流閥連接，AD采樣電路與數據處理電路板503連接。

進一步地，如圖5所示，分析箱200的面板上設有電壓表601和流量計602，電壓表601與穩壓電源300連接，檢測穩壓電源300的電壓，流量計602連接在電弧爐100和分析機構400之間，檢測從電弧爐100到分析機構400之間待測氣體的流量。

綜上所述，本實施例提供的紅外碳硫分析儀，包括實施例1中電弧爐100的任一項技術特征，該電弧爐100的燃燒室20內設置有與爐頭10連通的燃燒管30，且燃燒管30設置在試樣的上方；電弧爐100上還設置有吹氧機構；吹氧機構包括吹氧嘴51和吹氧桿52，吹氧嘴51和吹氧桿52均為中空結構；吹氧嘴51設置在燃燒管30內，吹氧嘴51的外壁與燃燒管30的內壁之間設置有過濾部，對試樣燃燒產生的灰塵進行初步過濾，能有效減輕灰塵對爐頭10中氣體過濾網的堵塞，而且過濾部還能夠減慢灰塵隨待測氣體上升到爐頭10中的速度，使灰塵有冷卻的時間，在進入爐頭10后，不易灼傷氣體過濾網和清掃刷，改善了試樣燃燒產生的灰塵會隨待測氣體一起由燃燒室20進入爐頭10中，對氣體過濾網造成損壞的技術問題；吹氧嘴51朝向試樣的一端上設置有多個吹氧孔，可以使氧氣從不同的方位進入燃燒室20中，氧氣與試樣的接觸更為充分，有效提高了試樣燃燒的充分性，改善了現有技術中，電弧爐100的吹氧機構供氧不均勻使得試樣燃燒不充分的技術問題，吹氧嘴51的另一端與吹氧桿52連通；吹氧桿52延伸至爐頭10外，且與連接有氧氣源的氧氣輸送管連通。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。