多元素自动分析仪

多元素自动分析仪系列产品，它包括GBN-2008A七元素自动分析仪、GBN-2008B六元素自动分析仪、GBN-2008C五元素自动分析仪、GBN-2008D四元素自动分析仪、GBN-2008E三元素自动分析仪等，该系列仪器能在2分钟之内(不包括熔样时间)一次同时分析出钢铁中1~7个元素的百分含量。仪器操作简单，只需把试剂倒入仪器中，点击一下“分析”，仪器自动运转分析，2分钟后电脑显示每个元素的测试含量，并可自动打印测试结果。

仪器适用范围较大，可广泛应用于冶金、机械、铸造、矿山、大专院校、科研院所、技术质量监督等单位的化验室日常分析和炼钢、铸造炉前快速分析；仪器的特点较多，概括起来有如下十点：

   一、   国内首创、独家专有、荣获多项国家专利

该仪器是本单位高级工程师亲自设计、亲自研制成功的高科技产品，获得多项国家专利，它不仅精度高、性能稳定可靠，而且造型美观大方，样式新颖，完全不同于同行中的同类型产品。

   二、   结构设计合理、软件功能齐全

1、该系列仪器结构设计合理，化学反应系统为全程封闭，没有有害气体溢出，无渗漏、慢滴等现象，清洗系统能准确定量地喷出清洗水，而不受任何干扰；

2、任何化学反应都要求在一定的温度下才能反应完全，否则反应不完全，会严重影响测试结果，本仪器内装有恒温装置，该装置能自动控制仪器内温度，使仪器温度始终保持一致，从而避免化学反应受温度影响；

3、仪器选用精良的高稳定的军工稳压系统，抗干扰能力强；光学系统采用高性能、稳定的光源并采用高精度的A/D数据转换卡进行数据采集和处理，从而确保微机采集信号的准确、可靠；

4、仪器软件功能强大，采用品牌电脑控制程序，WindowsXP中文操作界面，硬件高度集成化，软件高度人性化，零点、满度自动跟踪，软件界面同时显示出七个元素的百分含量、透过率、吸光度、浓度值、相关系数、斜率、截距、在线误差、非线性系数等内容。

三、室温显色

1、目前国内同行的化学分析自动化仪器目前一般都是热显色，这种方法需要把加热元器件（比如电阻丝）放到显色液中加热，由于加热，会有大量的酸雾等腐蚀性、对人体有害气体溢出，这不仅污染环境，并对工作人员身心造成伤害，而且也会腐蚀仪器内电子元件和电阻丝等，使仪器故障率高；

2、室温显色是指室内温度在15度以上，2分钟内显色完全，本仪器当室温高于15度时，无需任何辅助设备；当室温低于15度时，仪器内的恒温装置能自动打开，确保仪器内室温控制在15度以上，而显色液无需直接和加热系统接触；

3、室温显色，显色液的温度始终一致；而加热显色，温度难以控制，温差比较大，从而显色温度不稳定，直接影响数据的准确性。

4、室温显色的显色液稳定，这是一大特点，例如：

A) 做钢铁中硅元素时，硅钼酸有α、β、γ三种型态，现在的条件下是以β型态，在室温条件下，β型向α型转换很慢，一般不加热24小时后才开始转化，加热能很快由β型转换为α型，使吸光度减低。γ型态是在高酸中才形成无色的γ型态，还原后仍然是无色。

B)又如锰，在加热显色时，氧化值也会降低，原因是在酸性溶液中，过硫酸铵煮沸会产生过氧化氢过氧化氢能还原高锰酸，使氧化值降低，化学方程式为：

H2S2O8+2H2O→2H2SO4+H2O2

     过氧化氢能还原高锰酸，使氧化锰降低.显然，采用室温显色比加热显色要优越的多。

四、计量元件精度高

    计量元件，这里着重是介绍试剂的计量元件，这种元件它是用特制玻璃制作的，过去不仅结构不合理，而且制作工艺也存在不妥之处，因此，它的精度难以保证。现在采用合理的结构和模具化生产改变了生产工艺。制作成功的计量元件，经多次测试，重复性的误差完全可以忽略不计，更重要的是没有微机的指令，试剂不会流出来，即使时间再长，也没有丝毫渗漏、慢滴现象，由此可见这种元件精度高，准确可靠。

五、试剂用量少、成本底

这里所说的试剂用量少是指与同行中的同类产品相比而言，我们这选了国内同行三种型号的三元素自动分析仪中的三个元素显色液总量分别列表如下：

三种型号中显色液总量对比表

从上表中的数字对比来看，GBN-2008A型多元素自动分析仪化学试剂用量少，成本低，而且也减少了操作人员的劳动强度。

六、测量钢铁的种类多、范围大

多元素自动分析仪系列产品，能测量碳素钢、铸铁、中低合金钢、合金铸铁高锰钢、高铬铸铁、不锈钢等钢铁中的Si、Mn、P、Cr、Mo、Cu、Ni、Mg、Re、Ti等元素，而且测量范围较长。

七、试剂通用

多元素系列产品所用的试剂多数放置时间较长，有的配制好的试剂放一年多也完全可以使用，而且不同的钢种不需要更换试剂，例如测量普通钢、铸铁、中低合金钢、合金铸铁高锰钢、高铬铸铁、不锈钢等材料时，它们所用的试剂都是通用的，无需向其他厂家那样频繁更换试剂。

八、故障率低、性能可靠

电子产品不可能没有故障，但经常出现故障，这不仅增加了售后服务量，更重要的是影响了用户的使用，给用户带来了麻烦，甚至会造成经济上的损失。该仪器不仅没有喷、漏、冒现象，而且也没有酸雾溢出，从而避免了有害气体和试剂对电子元件和线路的腐蚀，从用户访问来看，有的是日常分析，有的是炉前分析，24小时不停的工作，但故障很少。

九、应变能力强

在日常分析中，我们常常遇到不同种类的材料，过去遇到这种情况就得更换分析方法和试剂，尤其是铸钢炉前分析，往往更换钢铁种类非常频繁，这就给操作人员带来了很多麻烦。而多元素自动分析仪系列产品，一般都能适应这种变化，不需要更换试剂，只要调出准备好的曲线就能进行工作，所以说该仪器应变能力强。

十、数据准确

我们采用国家标准物质：碳素钢、铸铁、中低合金钢、合金铸铁高锰钢、高铬铸铁、不锈钢等标准样品连续进行五次重复性测试和标准工作曲线的绘制，并用钢铁标准样品作为未知试样来监定已绘制好的工作曲线，均已获得满意的结果。

第二章                 化学原理

一、       比尔定律

当一束单色光通过有色溶液时，溶液对光的吸收程度（吸光度）与溶液的浓度、液层厚度的乘积成正比，其数学表达式为：

logI0/I=kcL

式中：I0表示入射光的强度

      I表示透过光的强度

      C表示溶液的浓度

      L表示溶液液层厚度

      K表示吸光系数

      I0/I表示透光率的倒数

当I0一定时，I越小，光被吸收的程度越大，则I0/I越大，logI0/I也就越大；因此logI0/I表示溶液吸收光的程度，称为吸光度，一般用E表示，即：

E= logI0/I=kcL

E= kcL是吸收定律的数学表达式或称作朗伯—比尔定律，GBN-2008系列多元素自动分析仪就是根据朗伯—比尔定律原理，能在90秒内（不包括溶样时间）完成钢、铁、合金钢、合金铸铁、不锈钢、有色金属等材料中Si、Mn、P、Cr、Mo、Cu、Ni、Re、Mg、Ti等元素中任意7个元素质量分数的同时测定。GBN―2008A型多七素自动分析仪具有国内领先水平的湿式光度自动分析仪。

二、       GBN―2008A型多七素自动分析仪化学方法原理

1、硅方法要点

 在酸性溶液中，使硅酸根离子与钼酸根离子结合生成了硅钼杂多酸，然后在草酸的存在下用适当的还原剂将硅钼铬离子还原成硅钼蓝，从而进行光度测定——草酸-硫酸亚铁铵硅钼蓝光度法

2、锰的方法要点

在硝酸中，以硝酸银为催化剂，过硫酸铵将二价锰氧化成七价，测此吸光度——过硫酸铵氧化光度法

3、磷的方法要点

   在氧化性酸介质中，磷铋钼三元络合物被较弱的还原剂如抗坏血酸在室温下迅速还原成磷铋钼蓝——铋磷钼蓝光度法

4、铬的方法要点

铬（Ⅵ）与二苯偕肼在微酸性溶液中反应生成紫红色络合物。首先，铬（Ⅵ）将二苯偕肼氧化为二苯基偶氮碳酰肼，而本身还原为铬（Ⅱ），然后形成紫红色络合物，其色泽强度在一定范围内符合比尔定律，方法中以EDTA掩蔽铁的干扰——二苯基碳酰二肼光度法

5、镍的方法要点

在碱性介质中当有氧化剂存在时，镍与丁二酮肟生成酒红色络合物，此络合物的浓度与镍的含量在一定范围内成正比，以此测定镍的含量——氧化丁二酮肟光度法

6、铜的方法要点

双环己酮草酰二腙与铜离子在碱性溶液中生成蓝色络合物，以此测定铜含量——  双环己酮草酰二腙光度法

7、钼的方法要点

    在酸性介质中，用还原剂还原铁和钼，钼与硫氰酸钠生成橙红色络合物，测此吸光度——还原硫氰酸盐光度法。