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一、概述

KZDL-4型智能测硫仪（快速智能定硫仪），主要用于测定煤碳、钢铁及各种矿物中全硫的含量，是煤碳、电力、冶金、化工、建材、商检等部门的实验室*仪器。本仪器是在现有国内其它测硫仪的基础上研制而成的，是根据GB/T214—1996（代替GB214—83）中库仑滴定法原理而设计的。该仪器测量过程有微机自动控制，并由微机对测试数据进行多种校正和处理，改变了KZDL—3型线性不好现象和零点漂移以及没有其他辅助功能的缺点。数字显示煤中含硫毫克数、百分比、时钟以及各种相应数据，同时打印出使用单位的化验室名称、样号、样重、水份、全硫毫克数和百分比以及干基硫等数据报表。测定结果的准确度和精确度优于国标GB/T214—1996。

二、主要技术指标

1. 硫的测量范围：0—40%

2. 试样分析时间：2—9min自行设定，自动判断终点。

3. 控温：控温温度为1150℃±5℃，使用温度为0—1300℃，可任意设定。外接铂铑—铂热电偶，加热体为硅碳管（型号：Φ40/30×200mm），高温区长度≧90毫米。

4. 升温速度：自动控制加热电流进行匀速升温，约35分钟以后到达控温温度1150℃。

5. 样重：可以自行输入及修改。

6. 样号：用户任意编码及修改。

7. 时间：循环显示年、月日、时分。

8. 水份：煤样的分析水份，用户根据需要输入，可计算出干基全硫含量。

9. 精度：可以自行输入及修改。

10. 打印：面板式打印机，可打印出单位的化验室名称、化验时间、水份、样号、样重、硫含量、百分含量、干基硫。

11. 电源：220V±10%，50Hz.

三、原理

1. 分析原理

　　煤样在1150℃高温条件下干净化过的空气流中燃烧，煤中各种形态的硫均被燃烧分解为SO2和SO3而逸出。反应如下：

煤（有机物）+ O2→CO2↑ + H2O + SO2↑ + CI2↑ +……

4FeS2　 +　 11 O2　→　2Fe2O3 　+ 　8 SO2↑

2MSO4　→ 2MO　+　2 SO2↑　+ 　O2↑（M指金属元素）

2SO2　+　 O2　→　2SO3　↑

　　生成的SO2和少量SO3空气流带到电解池内，与水化全生成H2 SO3　　和少量H2 SO4，破坏了碘—*电对的电位平衡，仪器便立即以自动电解*溶解生成的碘来氧化滴定H2 SO3。反应式为：

　　阳极：2Iˉ-2e→ I2

阴极：2H+  +  2e→H2　

碘氧化H2SO3反应式为：I2﹢H2SO3+H2O→2Iˉ+H2SO4+2H+

电解产生碘所耗用的电量，由控制器采集并计算出相应的含硫毫克数。煤样所含硫的毫克数除以煤样的重量（毫克）即可计算出煤中全硫含量（%）。

四、结构

　　该仪器由空气净化预处理、单片机控制器、燃烧炉、电解池和搅拌器等部分组成。

1、空气净化预处理部分

该部分由电磁泵、空气流量计（0—1000毫升/分）、干燥管等组成。系统示意图见（图一）。

　　（1）电磁泵：分别使空气进和出。

　　（2）干燥管：主要是除去空气中酸性气体和水份等杂质。由于从电解池中抽出的气体含水份量大，故需经常烘烤和更换硅胶。

　　（3）流量计：玻璃管浮子流量计，配有针形阀用以调节电解池的气体流量，应调到约1000ml/min.

2、单片机控制器部分：

该部分包括库仑积分、程序控制、温度控制三部分。由单片机统一控制。

　　3、燃烧炉：

本仪器采用管式高温炉为燃烧炉，其加热元件为一端接线的双螺纹硅碳管，型号为Φ40/30×200×160。为保护硅碳管，在其外套一刚玉护管，然后再填充高铝硅酸棉，以达到良好的保温性能。燃烧管采用刚玉管（异径管），直接放入硅碳管内。

4、电解池和搅拌器：电解池用有机玻璃制成，容积约400毫升，在上盖上固定一对电解电极和一对指示电极，上盖与其壳体用橡胶密封圈密封，电解电极面积为1×1.5cm2,电解阴电极置于电解池的中心，电解阳电极置于电解池的边缘，以使生成的碘尽快扩散，指示电极面积为0.5×1.0 cm2。电解池内下侧装有烧结玻璃熔板气体过滤器，将燃烧放出的气体喷成细雾状，以便将燃烧生成的SO2和少量的SO3气体迅速地溶解在电解液中。在电解池内放有一用塑料封装的铁芯作为搅拌棒，电磁搅拌器转速约为500转/分，且连续可调，搅拌速度越快，使分析结果越趋于准确，但不宜太快，过快易引起失步。 

五、使用条件

1. 环境温度：5—40℃

2. 相对湿度：85%

3. 载气：干燥无酸性氧化物的净化空气流速大于1500毫升/分。

4. 被测气体流速：约1000毫升⁄分。

六、控制器前面板功能和操作说明

   前面板（见图三、四）由2个显示窗、4个指示灯、18个键和1台微型面板打印机组成。左显示窗有4位数码管，显示测量温度。右显示窗有5位数码管，显示实验结果及各种数据。右显示窗第4位闪亮时允许修改数据，数字键有效，为设定状态。

图三、控制器面板示意图

1、指示灯：

电解－电解池内有电解电流时，“电解　”指示灯亮，否则，指示灯灭。

开关—当电解开关开时，“开关”指示灯亮，关时指示灯灭。

送样—在送样前进、退出过程中，此指示灯亮。

启动—自动送样开始运转此指示灯亮。

2、键盘：由8个单键和10个双键组成18个功能键和10个数字键。

   图四：键盘示意图

2.1 RST—单片机复位键。一般不用，程序遇到干扰死机时才用。

2.2 ESC—按此键，取消修改，进入试验结果显示。

2.3打印——在仪器待机状态进行手动打印。因该仪器结束实验时自动打印结果，所以此键一般不用。

2.4电解开关——此键是个乒乓键，与开关指示灯配合使用。“开关”指示灯亮，为电解开关“开”，指示灯灭为电解开关“关”。

2.5启动——按一下此键，显示窗口数码管闪动，键入3位数字后（即样的重量），再按启动键，自动送样开始运转。

2.6停止—按此键，自动送样强行返回。

2.7修改—与其他功能键配合使用。

2.8确定—与其他功能配合使用。

2.9换显—每按一下此键，显示窗囗循环显示含硫重量和百分含量。

     如：含硫重量1.234显示[01.234]，百分含量2.46%显示[L2.46]。

2.10炉流—按此键，可显示当前炉体电流。

2.11电解—每按一下此键，显示窗口循环显示电解池内指示电压和电解电流。

     如：指示电压55.5mV显示[U55.5]。电解电流234.5mA显示[b243.5]。当在实验过程中电解池的指示电压低于35mv时，需要做废样。

2.12控温—按此键，窗口显示设定的控制温度，如控温1050，显示[C1050]。

     修改方法：按此键→按修改→键入数字→按确定即可。

2.13参数—按此键，循环显示实验时间和打印格式。

 如；实验时间5分钟预分解时间45秒显示[t5.45]。打印格式2显示[P  2]。

     修改方法：按此键循环到需要的内容→按修改→键入数字→按确定。

2.14时间——按此键，窗口循环显示年、月、日、时分。

 如：2006年显示[Y2006]，7月1日显示[d07.01]，15时25分显示[h15.25]。

修改方法：按此键循环到需要的内容→按修改→键入数字→按确定。

2.15样重——按此键，窗口显示当前的样的重量。

  如：试样重量49.9mg显示[E49.9]。在实验过程当中，发现输入试样重量有错误时，可修改。

修改方法：桉样重→按修改→键入数字→按确定。

2.16样号—按此键，窗口显示当前样号。

如：试样编号为4321，显示[H4321]。

换样号方法：按此键→按修改→键入数字→按确定。

2.17水份—做化验需要干基全硫含量时，需输入分析水份值。

输入水份方法：按此键→按修改→键入数字→按确定。

显示方式如：试样水份为：2.34%，显示[F 2.34]。

2.18精度—按此键，窗口循环显示精度系数和低硫修正系数以及高硫修正系数。

如：精度系数0.999，显示[J0.999]。修正方法同上。一般厂家安装调试好后，用户是不允许动的。

上述参数除样重、样号、水份停电丢失外，其他可修改参数停电记忆。

七、安装与使用方法

1.仪器的控制器、燃烧炉、电解池以及搅拌器和空气预处理单元等，按图五连接气路部分。按图六连接电路部分。

2.高温燃烧炉引线接在标有输出的两个接线柱上。热电偶插入炉后面热电偶孔，插到底，然后退回约2mm固定即可。高温炉热电偶接在标明“热电偶”的两个接线柱上，正端接“+”，负端接“-”。四芯插座接电解池。电源220V接在标明“输入”的两个接线柱上。

图五：气路连接示意图（正面）

图六：电路连接示意图（背面）

3.接通电源，燃烧炉升温。用自备的标准高温计复测500℃的位置和高温区的温度（如1150℃）及其长度，若高温区温度不足1150℃，应将预置温度往上设定，直到满足要求为止。

    注：因热电偶装在加热管外面，此点温度低于内部温度。当高温区温度达1150℃，显示温度为1050℃。所以控温温度应设定1050℃。刚开机时，温度可能高于室温，可不必考虑。

    4.打开控制器上盖，将送样棒从控制器左侧孔中插入送样托架上滑块孔内，用滑块上的螺钉旋紧固定，并进行试运行，将石英舟托盘放入燃烧管头部，使其圆孔与镍铬丝送样棒挂接，调节控制器与高温炉距离，使送样一、送样二分别准确地保证石英舟的中部处于500℃和1150℃处。

    5.电解池安装及检漏：用螺丝刀取下电解池盖上的四个螺钉，将搅拌棒放入电解池内，盖上盖，拧紧螺丝，盖紧橡皮塞，打开净化装置电源开关，将气流量调节到1000mL/min，如气流量降到500mL/min以下，证明气密性良好，否则需检查各部件及其接口。

附：电解池连接图

6.配制电解液：称取6克*，6克*，溶于约250毫升蒸馏水中，然后加入10毫升冰醋酸即可。电解液的PH值在1—3时可以使用，当PH值小于1时，此电解液应弃除。

    每次做试验前应进行几次废样测定，使电解液中碘——碘离子电对的电极电位校正到所需数值。

    7.将电解液倒入电解池内，打开搅拌器，缓慢调节转速旋钮至适当速度，但不能调的过快，过快会失步，当遇到失步时，关上电解开关，将速度旋钮旋到zui小，等到电机停转后，重新调节。

    8．在试样称量前，应尽可能地将试样瓶内的试样混合均匀，打开瓶盖用称样勺搅拌试样，试样充分混合是保证结果准确的关键。

    9．实验步骤：

（1）开电源开关，仪器将控制炉体自动升温。

（2）打开气泵开关，检查是否漏气。再将气体流量调节到1000mL/min左右。打开搅拌器开关，看转速是否合适。

（3）待炉温升到1050℃时，打开电解开关，按[2/电解]键，观察电解电压是否大于35mv，如小于35mv需做废样平衡电解液，直至电解电压大于35mv或作出非零结果。

 （4）在瓷舟上称取50毫克左右的煤样，上面覆盖一薄层三氧化钨（或三氧化二钨），将瓷舟放入石英托盘上，按[启动]键，键入三位数样重，再按一下[启动]键，试验开始。

    试验开始后，分别在500℃和1150℃处停留，停留时间按设定输入时间和煤样燃烧*时的时间来确定，试样经燃烧后，库仑滴定自动进行，整个试验过程将由程序执行，待石英托盘和瓷舟返回原位，打印机打出结果，试验完毕。当做完平行样后，需要打印报表时，请重新输入样号，自动打印报表。

    10.试验完毕后，关闭电解开关，放出电解液，并用蒸馏水清洗电解池，然后关闭净化装置。

    11.试验连续进行，如中间间隔时间较长，在试验前需加烧一个废样。

八、打印机

    1.安装打印机

用手指夹住打印机两侧的活动舌头，把整个打印机插入仪器面板的安装孔内，并检查打印机是否安装牢固。

    2.安装色带

色带盒使用一段时间后，需要更换时。

① 取下打印机。（取下打印机的前盖板，用手指向内夹住打印机的两侧活动舌头，将整个打印机从仪器面板上轻轻取下，注意：取下打印机之前，一定要确认已关掉打印机电源）

② 小心取下旧色带盒（注意：请先抬起色带的左端，然后再抬色带的右端，取下色带盒 ）

③ 将新的色带右端轻轻放在机头右端的齿轮上，左端稍微抬起，不要放下，这时如发现色带盒右端未落到底，请用手指按住色带盒上的旋钮，按箭头方向稍微转动一下，直到色带盒的右端落到底后再放下色带盒的左端，请检查色带是否拉直，如未拉直，直到把色带拉入色带盒内并拉直为止。

④ 装上打印机的前盖板。

3.安装纸卷

安装或更换纸卷时，打开打印机前盖板，从打印机上取下纸卷轴，将新纸套在纸卷轴上，将纸卷轴用力按入打印机的道槽内（注意：一定要确认纸卷轴已按装牢固，不会掉出）。将纸头剪成三角样式，接通打印机电源，按一下SEL键,使SEL指示灯灭，按一下LF键使机头转动，这时用手将纸头送入机头下面入纸口处，纸便会徐徐进入机头，直到从机头正前方漏出一定长度为止，再按一下LF或SEL键，然后关上电源，将打印纸头从前盖板的出纸口穿出，盖好打印机的前盖板。

    4.指示灯和按键的操作

（1）打印机面板有一个指示灯和两个按键开关。指示灯只显示按键SEL的状态，和LF无关，指示灯亮表示打印机工作在在线状态（即打印机等待打印命令状态），反之为离线状态。

（2）打印机在在线状态时，按一下SEL键，进入离线状态，再按一下SEL键又重新进入在线状态。SEL键另一功能是在打印过程中实现暂停，即在打印过程中按一下SEL键，打印机会在打完当前一行字符后，暂停下来（这时可以进入送纸方式），再按一下SEL键，打印机又继续打印。

注：操作完打印机后，打印机必须处在在线状态，否则，打印机拒绝工作。

（3）LF键和送纸有关，打印机必须处在离线状态时，按一下LF键，打印机即进入空送纸状态，再次按一下LF键，打印机进入暂停。这时可按一下SEL键，打印机回到在线方式，另外从送纸方式也可直接进入在线方式，只需按SEL键即可。

5.打印格式共有三种：P0、P1、P2。

P0—禁止打印，打印机无效。

P1—与P2格式相同，只是打印方向相反。

P2—表格打印格式。每个试样（按样号区分）一个表格。表格由抬头、内容、尾线等组成。打印时如是新试样（改变了样号），就先打印上一个试样表格的尾线，再打印出本试样表格的抬头和一次结果内容。如试样没变，就只打印出结果内容。每次结果的内容是在一行内顺序打印出样重、含硫量、全硫、干基硫。抬头的内容有：化验室名称、样号、水份、日期时间等信息。

九、参数显示

   炉体温度在左边显示窗口显示，其他参数数据在右显示窗口显示。右窗口显示数据时，一般格式是“字母+数字”。其显示方法和意见见表一。

表一

十、仪器的维护

1.仪器应防止灰尘及腐蚀气体侵入，并置于干燥环境中使用，若*不用，应用塑料布罩好，并定期取出接上电源，以烘烤仪器内的潮气。

2.当烧结玻璃熔板及其管道内有黑色沉结物时，需进行清洗。

清洗方法如下：取下电解池（不必将盖打开），在电解池中先放入一些水，以不漫到熔板为宜，用滴管往熔板的支管中注入新配制的洗液（5克重铬酸钾和10毫升水，加热溶解、冷却后缓缓加入100毫升浓硫酸），待洗液流净后，再反复加入2——3次，即可除去熔板及支管中的黑色沉结物，然后再用自来水冲洗电解池，并用洗耳球从熔板支管中抽水洗至不留洗液，熔板应洁白如初，将电解池装好，打开电磁

泵，用空气吹干玻璃熔板及其支管，然后再加入电解液使用。燃烧管与电解池间的玻璃阀门有黑色沉结物时，用滤纸条擦净即可。

3.如烧结玻璃熔板清洗后，流量计指示的流速仍达不到1000毫升/分，或虽可达到1000毫升/分，但熔板处没有气泡或气泡很少，需检查电磁泵到电解池的各部分是否漏气或堵塞，其中包括连接的乳胶管、硅橡胶管、气体净化管的橡胶塞及电解池等处。

4.不要用手触摸指示电极与电解电极，放电解液时，如忘记将控制器面板上的电解开关按到“关”，则会在电解电极和指示电极上蒙上一层薄薄的碘，产生电极污染。指示电极一旦沾污，终点控制即失灵，常导致过滴定，此时应用乙醇棉球清洗电极。

5.为消除煤样的爆燃和减少玻璃熔板变黑，可于燃烧管内充填硅酸铝棉，其厚度为3—4毫米，为使硅酸铝棉大小合适可将燃烧进口端顶在硅酸铝棉上打上印记，按此印记剪下硅酸铝棉圆块，用头部直径与此圆块相仿的推棒将硅酸铝棉推到高温区后沿处。

6.仪器在使用过程中，注意不要将电解液流入燃烧管内。

十一、常见故障显示

    控制器可以自动判断故障，以提示符号显示出来，供化验员和维护人员参考。

Err1——热电偶接反。检查热电偶连线是否接反。

Err2——热电偶开路。检查热电偶连线是否开路。

Err3——可控硅失控。检查可控硅是否击穿。电网电压太低、电压不稳、电网干扰太大也容易引起此问题的出现。

Err4——可控硅触发后没有加热电流。检查硅碳管是否烧断。硅碳管老化阻值变大也可能引起问题的出现。

Err5——电解池问题。无电解液或电解液严重失效，电极开路。、

Err6——送样卡。送样阻力大造成送样停止或速度变慢。

Err7——送样器故障。

测硫仪操做步骤

1.接通仪器主电源，打开仪器上电源开关让仪器自动升温。

2.在电解池中加入电解液塞上皮塞。

3.在异径管与电解池连接的玻璃管中加入少量*。

4.打开搅拌净化器的电源开关，看转速及气体流量是否合适（气体流量在0.8——1之间）。

5.按仪器上红色电解开关键使面板上开关指示灯亮。

6.温度到设定温度时开始做废样。方法是：在瓷舟中均匀放入适量的高硫煤，表面撒上三氧化钨。放入石英舟中，按仪器上的启动键在右边窗口闪动后分别按5/0/0三个按键，再按启动键。仪器自动把煤样送入高温炉燃烧。仪器做完自动打印出硫的结果，如果打印出非零结果，或右边窗口显示非零数值则废样成功，接下来可以做实验样,否则需重做废样,只至显示非零结果。

7.实验样的做法：在瓷舟中称取50毫克左右的分析煤样。放匀，表面撒上三氧化钨，放入石英舟中，按仪器上的启动键在右边窗口闪动后输入三位试样。（如煤样重49.8毫克，则分别按4/9/8三个按键，再按启动键。仪器自动把煤样送入高温炉燃烧。仪器做完自动打印出硫的结果。

8.实验结束后关仪器上红色电解开关键使面板上开关指示灯灭。放出电解液，加入蒸馏水清洗电解池极片后放出蒸馏水。关仪器上电源开关及仪器主电源。