有机元素分析的工作原理是普雷格尔测碳、氢的方法与杜马测氮的方法。以CHN模式为例，在分解样品时通过一定量的氧气助燃，以氦气为载气，将燃烧气体带过燃烧管和还原管，两管内分别装有氧化剂和还原铜，并填充银丝以去除干扰物质（如卤素等），最后从还原管流出的气体除氦气以外只有二氧化碳、水蒸气和氮气。在一定体积的容器中混匀后，由载气带此气体通过高氯酸镁以去除水分。在吸收管前后各有一个热导池检测器，由二者响应信号之差给出水的含量。除去水分后的气体再通入烧碱石棉吸收管中，由吸收管前后热导池信号之差求出二氧化碳含量。最后一组热导池则测量纯氦气与含氮的载气的信号差，得出氮的含量。

氧／硫分析仪是现代的测碳、氢、氮的仪器，在换用燃烧热解管后都可测定氧或硫。测定氧时，其前处理方法与经典法相似：将样品在高温管内热解，由氦气将热解产物携带通过涂有镍或铂的活性炭填充床，使氧全部转化成一氧化碳，混合气体通过分子筛柱，将各组分分离，通过热导池检测器检测一氧化碳气体而进行定量分析。另一种方法是使热解气体通过氧化铜柱，将一氧化碳转化成二氧化碳，用烧碱石棉吸收后由示差热导测定，或者利用库仑分析法测定。测定硫时，在热解管内填充氧化钨等氧化剂，并通过氧气帮助氧化，硫则通常被氧化成二氧化硫，生成的二氧化硫可用多种仪器方法测定。例如，可通过分子筛柱用气相色谱法测量；也可通过氧化银吸收管，由吸收前后示差热导响应求出含量；也可通过库仑滴定法，将二氧化硫吸收氧化成硫酸，吸收液的pH将改变，电解产生的氢氧银离子，将和质子中和，使pH再恢复至原来数值，由电量可求得硫含量。

下面针对CHN模式工作原理进行具体说明。整个实验流程如图2-1所示。

在CHN工作模式下，含有碳(C),氢(H)、氮(N)元素的样品，经精确称量后（用百万分之一电子分析天平称取），由自动进样器自动加入到CHN模式燃烧管，如图2-2所示，在氧化剂、催化剂以及950℃工作温度的共同作用下，样品充分燃烧，其中的有机元素分别转化为相应稳定形态，如CO₂,H₂O,N₂等。

燃烧反应后生成的各气态形式产物先经过还原管（图2-3)，除去多余的02和

图2-1实验流程示意图

1-旋转式进样盘；2-球阀；3-燃烧管；4-可容3个试管的加热炉；5-02通入F1; 6-灰坩埚：7-还原管；8-干燥管；9-气体控制插入；l0-流量控制器；11-(TCD)热导仪；12-节流阀；13-干燥管(He);14-量表，测气体入口压力；15-用于O₂和He的流量表：16-气体清洁管；17-压力传感器；18-干燥管（O₂）；19-用于O₂加入的针形阀；A-SO₂吸附柱：B-H₂O吸附柱；C-CO₂吸附柱；V2,V3-用于解吸附SO₂的通道阀；V4-O₂输入阀；V7-He输入阀；V8,V9-用于解吸附H₂O的通道阀干扰物质（如卤素等）。最后从还原管流出的气体除氦气外只有二氧化碳、水蒸气和氮气，这些气体进入到特殊吸附柱和热导仪（TCD）后测得H₂O,CO₂和N₂含量，如通过高氯酸镁以除去水分、通过烧碱石棉吸附二氧化碳等。氦气（He）用于冲洗和载气。

该仪器技术参数如下。

1)测定范围：C,0.0004～30mg abs;N,0.0001～10mg abs。

2)标准偏差：≤0.1％绝对误差（CHN同时测定，4～5mg样品）。

3)样品称量:0.02～800mg（根据被测物质）。

4)分解温度：950～1200℃（锡容器燃烧时达1800℃)。

5)分析时间：C,H,N同时测定，6～9min;C,H,N,S同时测定，10～12min。

6)每次分析消耗气体：2～3L氦气；30～50mL氧（CHN同时测定）。

7)气体纯度：He,99.995％（纯度）；O₂，99.995％（纯度）。

8)测量值输出：计算机屏幕显示与打印机打印出完整的元素百分含量。

9)数据接口：V24/R232C标准接口。

10)电源：230V,50/60H/1.8kW。

11)外形尺寸：78cm×60cm×70cm（长×宽×高）。

12)质量：约120kg。

图2-2燃烧管结构

1-保护管；2-灰分管；3-Al₂O₃颗粒填充，3 mm;4-WO₃颗粒填充，55mm;5-石英棉填充，10mm; 6-支撑管，65mm;7-石英棉填充，15 mm

图2-3还原管结构

1-柱头；2-O形圈；3-银棉填充，26mm;4-A1₂O₃颗粒填充，45mm;5-铜颗粒填充，170mm; 6-石英棉填充，10mm;7-支撑管，65mm;8-石英棉填充，5mm