精密高頻紅外碳硫分析儀儀*

1.總 則

      佛山鼎瑞科科技有限公司生產DR-HWCS(C)高頻紅外碳硫分析儀是高靈敏度、高精密度、高穩(wěn)定性的分析儀器，能準確分析諸多行業(yè)中的黑色金屬、有色金屬、合金、碳化物、礦物質、稀土金屬、各種固體原料的碳硫百分含量，并具有將來硬軟件升級的能力。

精密高頻紅外碳硫分析儀儀*2.儀器主要技術參數和功能

2.1   儀器主要技術參數

2.1.1 儀器適用范圍：黑色金屬、有色金屬、合金、碳化物、稀土金屬、礦物質等各種固體原材料。

2.1.2 測量范圍：

              碳：0.00001%--*      

 硫：0.00001%--*

2.1.3 zui小讀數：0.00001%

2.1.4 儀器精度：碳：1.0ppm或RSD≤0.5  

 硫：1.0ppm或RSD≤1.0%

2.1.5 分析時間：20—40S

2.1.6 電子天平稱量精度：0.0001g

2.1.7 分析誤差：碳符合IS09556標準     硫符合IS04935標準

2.2 儀器功能特點

2.2.1 整機結構

     整機采用模塊化、一體化設計即高頻爐、氣路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、紅外檢測系統(tǒng)四個獨立模塊整機一體化，高頻爐和紅外檢測系統(tǒng)一體機代表了主流設計（高頻爐和紅外檢測系統(tǒng)分體式是國內80~90年代技術）。高頻爐加裝專業(yè)的放高頻泄漏裝置，整機電路系統(tǒng)有防電磁干擾裝置;從而免除了由于高頻干擾或電磁干擾引起的分析結果不穩(wěn)定和高頻輻射對人體的影響。該產品設計、性能、穩(wěn)定性好、抗*力強，在國內外同類儀器中：

      *  多元非線性擬合技術的全量程線性化定標軟件，適合高中低含量分析

*  微處理單元采用技術的ARM11處理系統(tǒng)，運算速度快，數據不丟失、抗*力強

*  融合高速USB和網口的雙通訊接口，無高頻干擾，優(yōu)于普通串口通信接口

*  軟件自帶程序升溫功能，可以滿足不同材料的分析；

2.2.2數據處理系統(tǒng)

2.2.2.1信號采集單元

DR-HWCS(C)系列高頻紅外碳硫分析儀在紅外吸收信號的數字采樣單元部分，采用了行業(yè)通用的高穩(wěn)定可靠的24bitΔ∑的CS54XX系列芯片作為數字采樣的核心芯片，該芯片可以實現(xiàn)高達16K/s的采樣頻率，數據采樣快速高效。該芯片內部自帶Δ∑計算單元，數字比較濾波器和高通濾波器，可以有效地過濾采樣過程中的雜質信號。

在采樣芯片的外圍電路設計上我們*采用了高精度的電壓基準芯片提供給采樣用的比較電壓，*改善了以往設計中由于線形電源紋波變化導致的采樣數據的個體漂移。

在對采樣芯片的控制和數據讀取上我們摒棄了以往產品通過普通的8051單片機軟件程序控制的方式,采用了現(xiàn)在電路設計zui流行的大規(guī)模FPGA芯片設計技術和快速光藕隔離技術，我們設計了對采樣芯片的硬件處理過程的算法，從而可以實現(xiàn)對采樣芯片的高速采集和高速控制。并且這種設計使得對采集芯片的控制*不需要占用CPU的處理時間，*解決了以往設計中由于CPU采集數據處理不及時帶來的數據缺失和與PC軟件通信過程異常中斷(USB中斷)的相關問題。

2.2.2.2*數據處理單元

DR-HWCS(C)系列高頻紅外碳硫分析儀為了實現(xiàn)儀器的高性能處理能力，我們不再采用以往設計用的簡單價廉的主頻只有22M的8051單片機，以上8位的8051單片機遠遠不能滿足儀器所需要的實時處理速度。蛟龍HWCS系列高頻紅外碳硫分析儀的*數據處理單元*采用目前處理主頻高達200Mhz的高性能工業(yè)級ARM9處理器，內存和閃存都采用了32M存儲空間的高速芯片。我們在處理器軟件設計上采用了開源的Linux實時操作系統(tǒng)，控制軟件設計上采用基于面向對象的設計方法，保證了程序的*化和高可靠性。在處理器與采樣芯片接口上使用FPGA作為中間驅動芯片和數據緩沖器，對外部控制閥門采用FPGA實現(xiàn)了并行處理緩沖器驅動快速隔離光藕控制相應的端口。由于我們采用了高速的CPU和采集芯片使用FPGA的硬件處理，所以該儀器將分析采樣次數提高到每秒10萬次以上，而現(xiàn)有其它儀器使用8位8051系列單片機的采樣次數一般為8000/16000次。

高速的CPU將采集到的數據進行實時數據分析，將數據進行逐次逼近和概率統(tǒng)計計算，然后把得到的有效數據存入32M的大容量SDRAM中。

2.2.2.3數據傳輸單元

DR-HWCS(C)系類高頻紅外碳硫分析儀在行業(yè)上*推出了融合高速USB和以太網TCP/IP協(xié)議的雙通訊接口。較現(xiàn)有其他基于低速串口和部分廠家的USB單接口的儀器可以更好的提供便利的現(xiàn)場安裝。該儀器在使用高速USB和以太網與PC進行通信上由于采用了Linux操作系統(tǒng)經過驗證的底層驅動，所以儀器分析通信過程中保證了通訊的高穩(wěn)定和數據的可靠性。這和現(xiàn)有一些儀器采用8051單片機驅動USB芯片的簡易通信方式有技術上的本質區(qū)別，低速的8051單片機在同時分析采樣數據和處理USB協(xié)議時會出現(xiàn)處理中斷的情況，這就是現(xiàn)有一些儀器容易出現(xiàn)的USB通訊中斷的原因。而蛟龍HWCS系列高頻紅外碳硫分析儀采用的是具有16級流水線結構的ARM9處理器和實時多任務Linux操作系統(tǒng)，保證了通信和數據采集過程的并行處理能力，軟件設計上采用了多線程多任務處理技術