三气分析仪碳势确定
便携式三气分析仪是一款适用于可控气氛热处理，分析炉内CO，CO2，CH4含量，并计算出CP值（碳势）的有效工具。
其原理主要是红外（IR）气体分析，满足CQI-9对气氛过程控制的质量管理要求。
仅凭氧探头已无法满足“高精度可控气氛热处理”的要求
CQI-9 HTSA 3.8如果气氛验证检查的备份读数与原来的控制方法（碳势/露点读数）所确定的极限值不一致或不相关时，热处理组织应解决超差的问题。
我们常规的验证碳势的手段是：钢铂定碳（称重法或碳硫分析法。而定碳片的入炉和出炉操作细节，需要熟练操作人员完成，且定碳片的转移，清洗，烘干，称重，及炉内的放置时间等因素造成的测量误差较大，不易控制。
三气分析仪具有 便捷、稳定、人为干预因素少的优势。
- 为了气氛的有效过程监控
我们知道可控气氛热处理的两大要素：炉温和气氛。温度可进行TUS，SAT做保障；那气氛如何确认？
气氛≠碳势
在气氛控制中，我们可能会遇到过以下现象：
· 渗碳工艺没有改变；
· 温度控制恒定并稳定；
· 氧探头测量的值反应到仪表的碳势看似没有问题；
· 从外观上看，机械部分好像也没有问题。
但是仍然出现了：
· 层深变化；
· 碳化物级别出现差距；
· 表面碳浓度超标；
· 更严重的炉膛都会出现大量的积碳。
发生这些情况的主要原因是，仪表显示的碳势没有变化，而渗碳气氛的成分发生了变化，造成了最终渗碳结果的变化，看似正常的设备，其实内部出现了问题。
例：对同一台氮甲醇气氛多用炉的CO数据测量（分别采集10月份与11月份数据）（920°C / CP=1.1）
从图中可以看出，同种产品，同种工艺，CO值测量数据有差别。
我们从近两月的监控数据，发现CO 的变化范围为19.3%~22.2%。
随着CO成分的变化，炉内实际碳势已发生改变。而现场使用的碳控仪表CO值是设定的固定值。这就容易造成工艺执行不力的问题。
例：同样，我们监控该氮甲醇气氛多用炉的CH4值（920°C / CP=1.1）
同种产品，同种工艺，CH4值测量数据有差别。
从近两月的监控数据，发现CH4 的变化范围：1.082%---2.173%。为什么同台炉子，同种产品与工艺，CH4值会变高呢？主要原因有：
· 甲醇裂解情况不够充分
· 炉内炭黑太多
· 滴注气氛的搅拌机是否出问题
三气分析仪不但可以诊断碳势，还可以排查设备硬件，执行机构、测量机构、管路等故障。只有保障了良好的过程气氛，才能有效实现“高精度可控渗透”。
几种常见气氛测量数据对比：
氮甲醇气氛
甲醇裂解气氛
吸热式气氛（RX发生器/变成炉气氛）
三气分析仪的使用
1. 取气口的选择：最常见的可选择从氧探头的烧碳口取气
从氧探头烧碳口取气的利弊与注意事项：
· 氧探头的烧碳口是与炉里内部相通的，一般是每隔2~4小时，往炉内通一次烧炭空气，时间1~2分钟；该处取气较便捷（常见网带炉）。
· 从氧探头保养维护的角度，应避开烧碳时间取气；
· 长期使用的氧探头容易内部积碳，导致取不了气等问题；
· 对于氧探头安装位置于炉顶（常见箱式多用炉）取气较麻烦。
有些炉型自带取样口，可从取样口取气（如某些推杆炉型）。
2. 取气管路的改装
· 可在原有的氧探头“烧炭箱”管路改造
· 可通过加装专用取气管（由分析仪厂家提供）
3. 取气管路漏气点对测量结果的影响
取气的过程中注意点：一定要检查及避免取气中容易存在的漏气点。这会直接影响测量的结果。
例：甲醇裂解气氛，880℃，设定碳势：0.45；实际碳势：0.46。
排查取气管路漏点前后测量的数据结果如下：
从上两图的测量数据可以得知，前后两次测量数据中，CO和CO2看似很小的差异，能带来碳势-0.08的测量误差。
关于三气分析仪的校准
1. 用户现场定期校准
校准气的选择：
· 99.999% 氮气校准零点；
· CO:30%, CO2: 5000ppm, CH4:10%：量程气校准量程；
标准气出具证书
测量过程保持空气的通畅，并将排气管连接到室外空间，确保操作人员的安全。
2. 定期返厂进行工厂零点校准
· 由于三气分析仪采用IR红外光谱检测手段，因为所有被测量气体吸收红外辐射在一个不同的光谱范围也就叫做“指纹”，从而保障准确性与稳定性，减少交叉干扰。
· 长期的使用会导致三气分析仪出现零点漂移现象，可由设备厂家提供工厂校准服务。
· 根据现场使用频率，可每年1~2次返厂做零点校准与保养维护。
三气分析仪使用注意细节
· 最好配备可除水除炭的前置过滤器。
在取气过程中，一旦发现取气管含有水分，说明炉子水分较多，为了保护分析仪，务必停止测量。查明原因再测量。
· 由于被检测的气体属于易燃易爆气体，现场测量时，务必保持空气的通畅，并将排气口连接到设备排气口，或者排放到室外空间，确保操作人员的安全。
· 每次测量完成，抽取空气1~2分钟，进行设备残气置换。
· 保存环境要求避免：
o 湿度很大；
o 高温热源附近；
o 存在强烈振动；
o 具有腐蚀性气体；
o 室内温度低于10℃或者超过35℃、阳光直射或者雨雪直入的场所。
综上所述，为了更好地使用三气分析仪，必须做下由以下几点：
· 三气分析仪的取气选择与注意事项
· 三气分析仪的校准（用户校准与工厂校准）
· 三气分析仪使用中的注意事项
· 选择合适的三气分析仪品牌与型号