KZCH-2快速自动测氢仪说明书

时间：2025-04-20

一、概述

KZCH-2型快速自动测氢仪，主要适用于测定煤炭及其它固体物料中有机物中氢的含量，是煤炭、电力、冶金、焦化产品等部门的实验必备仪器，同时在化工、商检等单位也有着广泛的用途。

本仪器的全部测试过程采用单片机控制，并由单片机对测试数据进行多种校正和处理，数字显示测定物中氢的毫克数，并可显示测定的最终结果，并打印出氢值。每一试样时间约10-15min，测定结果的准确度和精确度优于国标GB/T15460-2003。

该仪器与目前使用的三节炉燃烧法相比具有测定迅速，结果准确，操作简单，自动化程度高，触摸键盘输入各种数据、打印机打出最终结果，体积小，重量轻等特点，是目前实验室较理想的测氢仪器，同时亦可用吸收法测碳。

二、主要技术指标：

1、测定范围：氢：0-20％碳:0-100%

2、供电电源：220V±10％ 50HZ

3、温度控制：850℃±10℃ 300℃±10℃

4、电解电压：涂膜电解电压：10V

工作电解电压：24V

5、电流：电解电流＞600mA

终点电流＜70mA

6、测定时间：约10-15min 其中在300℃处停留30秒

在500℃处停留2min 在850℃处停留10min左右。

7、库仑积分仪的稳定性：线性度±0.1％

8、测定允许误差：氢：≤0.15％碳：≤0.50％

9、试样：粒度＜0.2mm已达到空气干燥状态的分析煤样重量约70mg-75mg。

三、原理:

煤样在850℃高温条件下于净化过的氧气流中燃烧分解，使氢转化为水，碳转化为二氧化碳，反应式如下：

↑↑煤＋O2───→CO2＋H2O＋SO2＋CL2＋…

燃烧

将燃烧生成的水和二氧化碳在氧气流的吹动下通过涂有五氧化二磷的铂内壁式电解池，在无水分气体通过时，电解池内阻近无穷大，正负极之间呈开路状态无电流通过。当含有水份的气体通过电解池时，水立即被五氧化二磷吸收，生成偏磷酸，方程式如下：

H2O＋P2O5───→ 2HPO3

这时电解池内阻减小，流过电解池的电流逐渐增大，通过电解产生反应如下：

阳极：2PO3 ---- 2e ─→ P2O5＋O2↑

阴极：2H+2e ─→ H2↑

流过电解池的最大电流不得小于600mA。随着电解的进行，偏磷酸越来越少，电解电流也随之下降，降到终点电流(70mA)时，表示电解已结束，测得电解过程中所消耗的电量，应用法拉弟定律，可计算出被测定物质的质量W。

＋

W＝ M∫0t idt nF

式中：F：为法拉弟定律数数值为96487库仑；

M：为被测物质的摩尔质量数：

n：为参加电极反应物质的电子转移数；

i：为电解电流

t：为电解时间。

由于该仪器以法拉弟定律为设计原理依据，利用库仑积分仪，采用定量量化技术和微电脑单片机控制等先进技术可直接显示氢的质量毫克数，打印机打印出三种氢值，若试样重为G(mg)，可按下式计算出各种氢值的百分含量：

总氢值：H＝ ×100

分析基氢值：Had ＝×100 －0.1119Mad

( ×100 －0.1119Mad)

干基氢值：Hd = --------------------------------------------------×100

1－Mad

式中：W：仪器氢显示数；(mg)

G：试样重量；(mg)

G1：测定出的氢的空白值；(mg)

Mad：分析煤样的水份值；%

0.1119，将水折算成氢的系数。

2、程序控制原理

本仪器全过程采用微电脑单片机控制，仪器接通电源后，通过键盘，键入日期，试样重量和氢空白值及分析试样的水份值，按一下测氢键，电机正转，带动送样棒向前推进试样，推进到300℃处时，微电脑使电机停转，并延时30秒，然后进到500℃处，微电脑使电机停转，并延时2分钟，然后单片机发出信号，使电机正转带动送样棒继续向前推进试样，推进到850℃处，微电脑使电机停转，并延时10分钟，然后发出信号，使电机反转，带动送样棒将盛放试样的盘拉出到原来的位置后，电机停转，报警器报警提示，以表示测试的全过程结束，打印机打印出测试数据。

四、结构

仪器采用包含有净化系统、控制系统、燃烧转化系统和电解池等系统组成

机器采用微电脑单片机控制，操作面板如图一所示。

（图一）

1、净化系统：

该系统由气体流量计(0-100ml/min) ，干燥器、氧气瓶、净化炉等组成。氧气走向示意图如图二所示：

无流碱水燃电净硅解烧量石氯 02 胶化池炉计棉化炉钙测碳时接 U管泡计（图二）

（1）净化炉炉温800℃，净化管内装有约280mm的线状氧化铜，以吸收氧气中的少量氢气。

（2）干燥器主要有盛有硅胶、碱石棉、无水高氯酸镁或无水氯化钙的三

个干燥瓶组成，其功能是净化氧气。

（3）流量计玻璃管浮子氧气流量计，配有氧气吸收器，用以调节流速。

2、控制系统：