一、碳与硫，先烧成气体再测

测金属里的碳与硫，老办法是化学滴定，慢、费试剂，还要人守着。红外碳硫仪换了思路：把样烧掉，让碳变成二氧化碳、硫变成二氧化硫，两种气体各自吸收特定波长的红外光，吸收多少就换算成含量。这条路绕开了滴定，也绕开了人的手法，一个样两三分钟，结果能复现。老办法一个人一天做不了二十个样，红外法一个人能看两台机器；差别不在手上，在原理上——气一烧出来就被测掉，不靠人眼看终点，也不靠滴定管读数。这一条决定了碳硫仪在钢厂与水泥厂的普及速度。

思路简单，难在三个字：烧得透。碳在钢里以化合态与游离态存在，硫以硫化物存在，样烧不透，气体放不出来，结果就偏低。让它烧透的办法有两个，一是高频感应加热，几秒钟把坩埚烧到一千七百度；二是加助熔剂，钨粒、锡粒把样的熔点拉低、把氧带进去。两样缺一，都烧不透。名字上有全称与简称：全称高频红外碳硫分析仪，简称碳硫仪，说的是同一台机器。烧出来的气体要送进红外池，中间隔着两段处理。一段除尘，把粉尘滤掉，粉尘进池会挡光、会积在窗口上；一段除水，把水汽吸掉，水汽在硫的吸收带上有干扰。两段都做干净，池才看得清、读得准；两段里任何一段出问题，表现都不一样，这也是排查时的线索。

表1 一台碳硫仪的四段

段干什么坏了会怎样
燃烧高频炉把样烧成灰燃烧不全、结果偏低
净化除尘、除水粉尘进池、读数乱跳
检测红外池测二氧化碳与二氧化硫漂移、线性差
控制气路、天平、软件称样与流量对不上

表注：四段里燃烧是根；样烧不透，后面再准也没用，而烧不透的原因多半在助熔剂与坩埚。

四段里，燃烧是根，检测是表。根上出问题，表上一定难看；表上难看，根上却未必有毛病。所以看到数不对，先想燃烧：样烧透了没有、助熔剂够不够、坩埚干净不干净；三样排掉，再想池与气路。这个顺序能省掉很多拆机的时间，也是恒美智造在培训时反复讲的一条。顺序不是死的，先燃烧后检测这条不能反；反了就成了拿标样去凑一个能接受的结果，而不是找问题。恒美智造的服务手册把这条放在，配一张四段的图。

二、高频炉：几秒钟到一千七百度

高频炉的原理不复杂。线圈通高频电流，坩埚里的样与助熔剂在交变磁场里产生涡流，自己发热；几秒钟升到一千七百度，样化成液态，碳被氧化的同时放出热量，反应自己维持。这套加热方式不用预热、不用等炉膛升温，一按就烧，这是它比电阻炉快的原因。功率与频率是两个关键数。功率不够，样烧不透，尤其是铬铁、钨铁这类难熔的样；频率不稳，涡流不均匀，坩埚一边红一边暗，烧出来的结果也不匀。恒美智造在这一款上用的是两千瓦级的高频源，配一只匹配好的线圈，坩埚放进去，十几秒烧到白亮，这是它的底气。线圈的形状与坩埚的规格要配；配不上，涡流不均，坩埚一边红一边暗，样烧不透。恒美智造随机给的线圈按坩埚规格配好，用户不必自己去试。

坩埚是每次都要换的耗材。陶瓷坩埚在高温下不与样反应，也不含碳硫，但新坩埚表面会吸附一点有机物与水分，直接用来测低含量样，空白就高；办法是先在炉里空烧，把吸附的东西烧掉，这叫预烧。预烧过的坩埚放在干燥器里，用一只取一只，别敞着放。炉膛里会积灰。每烧一个样，都会留一点渣与粉尘在炉膛与管道里；积多了，气流不畅，燃烧不完全，结果一天比一天低。做法是每天开机前扫炉膛，把灰倒掉，把托盘擦净；扫三分钟，比事后查半天省事。恒美智造把这一条写在日检卡的头一行。

三、红外池：两条吸收带各管一个

红外池是测量的地方。气体流过池子，特定波长的红外光被吸收，吸收的多少与浓度成正比；碳用四点二六微米这条带，硫用七点四微米这条带，两条带互不干扰，所以碳硫可以同时测，也可以分开测。池子做长了，灵敏度高；做短了，量程宽，这是设计时的取舍。池子怕两样东西：水与粉尘。水在七点四微米附近有吸收，会叠加在硫的信号上，让硫的读数偏高或者不稳；粉尘会积在窗口上，光越来越弱，读数越来越低。所以池子前面要有除尘与除水两级，两级都要按周期换；换滤芯与干燥剂这两件事，看着琐碎，是这台机器能稳几年的关键。除水这一步在南方更要紧；梅雨季空气湿度大，干燥剂换得勤，一周就要看。恒美智造给用户的干燥管是透明壳，变色一眼看见，不必拆。

表2 碳与硫，两条吸收带

元素烧成什么吸收带
碳二氧化碳四点二六微米
硫二氧化硫七点四微米
水汽干扰二氧化硫要先除净
粉尘堵池、挡光要先滤净

表注：两条带里硫那条怕水；水汽没除净，硫的读数偏低，而碳一点不受影响，容易误判成硫的通道坏了。

池子还要恒温。红外 detector 对温度敏感，池体温度变一度，读数就飘一点；所以好的机器把池子放在恒温块里，温度控制在正负零点几度。恒温这一条不写在参数页显眼处，用起来才知道：空调房与没空调的屋子，同一个标样测出来的数不一样，差的就是这一块。两条带的关系要记住一句：碳这条带不怕水，硫这条带怕水。所以出现“碳正常、硫偏低”的时候，先换干燥剂，十次有八次就是这个原因；出现“碳硫都低”的时候，先想燃烧，加助熔剂或者减称样。两句话能对付七成的异常，剩下的再按顺序查。

四、坩埚、助熔剂与空白

坩埚与助熔剂，是这台机器上不起眼、也更能坏事的两样。坩埚不预烧，自带碳，空白高，低含量的样测出来全是空白的数；助熔剂撒少了，样烧不透，结果偏低；撒多了，反应太猛，样飞溅到炉壁上，也偏低。三样都不大，合在一起就是一半的异常。池子的窗口是晶体，怕手摸；擦的时候用镜头纸，从中间往外画圈，别来回搓。窗口脏了的表现是灵敏度整体下降，标样也低，与池子污染分不开。

助熔剂的配法按样走。钢与铁用钨粒，一点五到两克，再加一点锡粒助燃；矿石与水泥要加氧化剂，帮助硫释放；催化剂这类低含量的样，助熔剂也要低空白，选纯度高的。配比不是一成不变，要按样试；恒美智造的规程里给了四类样的起始配比，用户从那里起，试两批就找到了自己的比例。空白要每批做。做一只坩埚、加同样的助熔剂、不放样，烧一遍，读出来的碳硫就是空白；空白高，低含量的样就不能报，先解决空白。空白的来源有三个：坩埚、助熔剂、氧气；三个换一遍，空白降下来，问题就找到了。空白的来源有三个：坩埚、助熔剂、氧气，三个换一遍，空白降下来，问题就找到了。恒美智造给的空白记录表就三列，写清批次与数值，一个月就能看出趋势。

表3 一批样要配齐的四样

样够不够为什么
坩埚每样一只预烧过才用
助熔剂每样一勺钨粒为主
标样两个含量点校准用
氧气一瓶一批纯度要够

表注：四样里坩埚容易被省；不预烧的坩埚自带碳，空白高，低含量的样测不准。

这一批样要配齐四样：坩埚、助熔剂、标样、氧气。四样里任何一样不够，一批样就得停下来；坩埚断货是常见的停摆原因，因为它便宜、没人当回事，用完了才发现没备。恒美智造的建议是买够一个季度的量，放在干燥处，用多少取多少。恒美智造随机器给一份耗材清单，写清坩埚的规格、助熔剂的粒度、氧气的纯度；照单买，不会买错，也不会买到用不上的规格。

五、库里这一款，只有一个型号

库里这一款只有一个型号，HM-CS，市场价七万五，含天平。一个型号的好处是配置清楚，买回去就是碳硫双通道，不必在单通道与双通道之间犹豫；坏处是样特别单一的实验室，用不上双通道，但价钱也不贵，多出来的能力当余量放着，不算浪费。含天平这一条省的是麻烦。称样零点几克，手抄到软件里容易错一位；天平与软件连起来，重量自动带过去，错不了。恒美智造把天平放在主机右侧，称完直接倒进坩埚，中间不必挪地方；这一条不入参数表，日常用起来天天受益。软件里称样量与样号是一行一条，测完自动带进去；报表导出来，样号、重量、碳硫四个数在一行，抄表的人省一半时间。

表4 一个型号，一套配置

项配置说明
型号HM-CS一个主机，含天平
市场价七万五含随机附件
检测碳、硫两通道红外吸收
随机坩埚、助熔剂、标样够开箱跑一批

表注：含天平这一条省事；称样与测定在一个软件里，重量自动带过去，不必手抄。

随机附件里有坩埚、助熔剂、标样，够开箱跑一批。三样里标样值钱，两个含量点，一个高一个低，用来做曲线；用完了要按原含量再买，别拿别的标样凑，凑出来的曲线看着能用，数不对。恒美智造随机器给一张标样清单，写明批号与含量，买的时候照着单子报。配置之外还有一件事：排风。燃烧的废气要排出去，风量按每小时八次换气算；排风不够，废气在屋里积，人难受，池子也容易受潮。恒美智造装机时会量风量，不够的当场提出来；这一条不写进合同，却是能不能用得舒服的关键。排风管要接到室外，接口用铝箔软管，别用塑料布糊；糊的接头漏气，废气还在屋里，人先受不了。

六、白皮书要先交代四件事

碳硫仪的白皮书，参数页往往只有一行测量范围。要补四条：范围在什么条件下测得、空白怎么控、助熔剂怎么配、标样怎么校准。四条写清，使用方拿着就能判断这台机器能不能干自己的活，不必反复问销售。这一条写不写，用户拿到手的感觉差很远；写了，用户知道每一个数是在什么条件下得的，敢用；不写，用户只能照着经验摸，摸错了还怪机器。

测量范围要写条件。碳从万分之几到百分之几，量程宽，但每一个量级都要有对应的称样量与助熔剂；只写“碳零点零一到百分之十”，不写称样与助熔剂，用户按上限称样，烧不透，数就低。恒美智造的白皮书按量级列表，每个量级给一组参数，看着啰嗦，用起来省事。空白这一条要写成规程。坩埚预烧多久、助熔剂撒多少、氧气纯度多少，三条写清；用户照着做，空白才稳。这一条不写，用户各做各的，同一个实验室两个人做出来的空白差一倍，还找不到原因。恒美智造的做法是把校准周期写进白皮书，也写进软件：软件到点提醒，提醒的内容就是那两个点，用户照着做，不会漏，也不至于校得太勤白费标样。标样与校准这一条，要写清用几个点、多久校、校完怎么验证。两个点做曲线，一点做验证，这是常规做法；校得太勤浪费标样，校得太懒数会飘，合适的周期是一周，换批标样后再校。四条写进白皮书，等于把使用者的经验提前给了一遍。