硫和碳是自然界中分布最广的元素、碳含量分析是冶金技术和地质研究中的一个基本步骤。硫碳分析仪分为微电脑硫碳分析仪、智能数字硫碳分析仪和红外硫碳分析仪可分为三类其中，红外硫碳分析仪基于红外吸收的物理原理，操作简单、误差小、可全面进行批量分析等优点，可准确测定钢铁等材料中硫和碳的质量分数，可用于冶金、建筑、矿业、它广泛应用于机械和其他领域。
1分析原理
在红外硫碳分析仪中，样品中的硫碳元素在感应炉中煅烧后被氧化成二氧化硫和二氧化碳气体，燃烧气体红外感应池获得红外吸收光谱，通过分析光谱获得含量信息。
2红外共振吸收原理
在红外硫碳分析仪的检测过程中，核心部件是利用红外共振吸收原理定性和定量表征的红外吸收池。
分子中的原子处于不断振动的状态，因此产生了分子振动和旋转能级这些振动和旋转能级的能量差对应于红外区的光波能量。因此，在红外光的辐射下，分子可以选择性地吸收特定波长的光子并进行振动能级的跃迁，这就是红外吸收现象。红外吸收的第一个条件是红外能量等于分子振动能级差，第二个条件是分子可以产生红外主动振动，即样品分子的偶极矩不为零，这样可以保证红外能量被分子吸收。
红外探测装置的结构如图1所示。对红外光源进行调制和滤波，产生单一波长的红外光，检测透过样品的红外光强度，通过波长测量分子对红外光的吸收（λ）吸光度（A）记录下来，得到反应样品的光吸收强度与波长关系的红外光谱。由于不同化学键或官能团的吸收频率不同，因此可以通过红外光谱中的红外吸收位置来区分分子中所含化学键和官能团的信息。依据朗伯-啤酒与饮料s定律可以通过红外光谱的吸光度来计算化学键和官能团的含量。
3.红外硫碳分析仪的测量过程
红外硫碳分析仪的测量原理如图2所示。样品在感应炉的富氧气氛中充分煅烧，硫和碳被完全氧化成二氧化硫、一氧化碳和二氧化碳的混合物。燃烧气体经滤尘器和吸湿器净化后，由红外吸收池检测。混合气体首先在第一红外吸收罐中被二氧化硫检测，然后在第二高温炉中被氧化在二次煅烧过程中一氧化碳气体被完全氧化成二氧化碳，同时二氧化硫被氧化成三氧化硫。三氧化硫被后续处理装置吸收，以不干扰二氧化碳的红外含量检测，从而通过第二红外吸收池测定二氧化碳含量。
二氧化硫的最大红外吸收位置为7.35μm时，二氧化碳的最大吸收位置为4.26μm。到目前为止，通过多次红外检测，我们获得了样品完全煅烧氧化后得到的二氧化碳和二氧化硫气体的含量，通过计算反演可以得到样品中硫和碳含量的信息。
3仪器结构
红外硫碳分析仪的仪器结构简单、操作便利：样品在陶瓷坩埚中称重并转移到高温煅烧炉中，然后将坩埚放在高温煅烧炉的底座上，并在一定压力下除尘和除湿后将高纯氧气泵入炉中，然后开始温升分析。红外吸收池中的检测装置和外部显示器（电脑）连接后，仪器参数和测试结果会自动传输到信息系统。
3.1基本结构
综上所述，红外硫碳分析仪主要由以下几部分组成：红外探测池、高温炉、电子天平、气体传输系统、过滤系统、电脑。
1）红外探测池：即红外探测器，包括红外光源、反射镜、调制盘、吸收池、滤光片和检测器，红外检测器是决定整个分析仪器分析精度和检出限的核心器件。红外硫碳分析仪中的红外探测器实际上作用于二氧化硫和二氧化碳气体样品，因此为了补偿样品的稀释效应，通常要求样品池中的光路较长。使用怀特氏池（White’s）仪器检测显示出优异的性能，检测限可远低于ppm级。因为红外检测装置容易被气态卤素损坏（如氟或氯）损坏，因此卤素陷阱和黄金红外路径经常一起使用，以提高化学耐久性。
2）高温炉：在富氧条件下燃烧分析样品，使样品中的硫、碳成分转化为二氧化硫和二氧化碳，从而与基质元素分离。要求高温炉能够实现精确的温度控制，内部部件结构稳定、不与样品反应。
4）气体传输系统：它是贯穿整个检测系统的重要设备，如图4所示。通过高压纯氧泵入该部分、气体传输部分和气体富集室。
5）过滤系统：取样部分有一个滤尘器，以避免杂质引入造成的误差；高压纯氧的泵送端有CO2、水蒸气过滤装置确保送入高温炉的氧气的纯度。6）电脑：与高温炉、连接红外探测器以控制和显示结果。
3.2分类
电弧红外硫碳分析仪采用电弧炉，设备简单方便、测量速度快；管式红外硫碳分析仪采用价格低廉的高温管式燃烧炉、适用材料品种多、测量范围宽；高频红外分析仪是指与高频感应燃烧炉配套使用的红外硫碳分析仪。高频炉部分与红外探测部分隔离，整机多采用高频屏蔽线连接，可有效降低高频炉振荡产生的电磁波对红外信号的干扰，从而提高整个仪器电路的可靠性。与电弧分析仪和管式分析仪相比，它是一种检测能力更强的新型仪器、结果重复性更好。它是使用最广泛的仪器。
4仪器检测能力比
4.1检出限
4.2准确度
2）助熔剂加入量：由于熔剂的加入不参与分析结果的计算，在低含量样品的分析中，熔剂加入的影响更为突出。因此，在分析低含量样品时，我们应尽量确保熔剂添加的一致性。
3）样品、焊剂的堆积顺序：例如铁基样品在氧气下通过高频感应直接燃烧，由于反应激烈和飞溅严重，燃烧室中的石英管容易损坏和污染陶瓷保护套。因此，有必要在样品上叠加钨颗粒进行测量。
4）坩埚：预处理温度和时间对获得空白数据有重要影响一般在马弗炉中1000℃烘烤4小时，以减少坩埚空白对分析结果稳定性的影响。
5）气体：分析气体和载气的干燥度和纯度准确、稳定性分析结果的保证。因此，载气需要通过滤尘器以去除灰尘的累积影响，然后通过碱石棉和高氯酸镁以吸收气体中的二氧化碳和水蒸气。在加热前，需要预注入高纯氧气以去除管式炉中残留的二氧化硫和二氧化碳，然后在检测曲线与空白氧线完全重叠时开始加热和煅烧。
5优点与不足
优点：
1）红外硫碳分析仪的本质是利用红外吸收法的物理原理来测定气体的成分和含量与重量法等化学原理方法相比，人为因素的误差更小，测量更简单、稳定、敏感、精确；
2）可以同时测定碳和硫；
3）样品需求量少；
4）高频感温炉可以实现精确的温度控制，并对低熔点样品提供更精确的分析；
5）可以进行单点和多点校准，以确保测量的稳定性和准确性；
6）该仪器维护和操作少，操作简单，适用于生产控制和实验室使用。
不足：
1）高频红外硫碳分析仪的测试范围仅限于碳：0001%6.0000%，硫：0001%2.0000%之内；
2）测试操作对结果的影响很大，因此需要特别注意测试条件的统一。
7应用
7.1测定金属中的硫和碳含量
冶金过程中无论采用哪种冶炼工艺，金属材料中都不可避免地会存在硫、碳的存在和含量对金属材料的性能有重要影响。因此，测定和控制金属材料中的硫和碳含量是探索冶金技术的重要步骤，而红外硫碳分析仪在冶金和金属材料中应用广泛。曾武汉钢铁研究总院工程师[1]其他人使用EMIA-用820红外碳硫分析仪对高碳硅铁中碳含量的测定条件进行了探讨，确定了最佳空白值测定条件、焊剂的种类添加方法和样品称量范围。
8总结
红外硫碳分析仪利用高温感应煅烧和红外吸收的原理检测样品的硫碳含量，具有较高的分析精度、广泛的适用样品、它具有人为误差小的优点，是地质研究中强有力的定量检测仪器、冶金工艺改进和其他材料科学研究具有广阔的应用前景。
