BR112020006398B1

BR112020006398B1 - Sensor de imersão

Info

Publication number: BR112020006398B1
Application number: BR112020006398-3A
Authority: BR
Inventors: Peterney Sasso; Ezequias Jose De Souza
Original assignee: Vesuvius Refratarios Ltda
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2018-10-05
Publication date: 2023-03-21
Also published as: EP3691813A1; CL2020000809A1; EP3691813A4; WO2019071137A1; EA202090639A1; UA126293C2; MX2020003747A; CN111163878A; CO2020003439A2; KR20200063143A; US11684970B2; JP2021505845A; CA3075290A1; KR102600367B1; MA50628A; JP7303804B2; BR112020006398A2; ZA202001478B; CN111163878B; US20200269309A1

Abstract

Um sensor de imersão é configurado para determinar o teor de um elemento químico em metal fundido. O sensor de imersão tem uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo de uma superfície interna para o volume interno de uma câmara de amostragem. A câmara de amostragem pode ser integralmente formada em juma cabeça de sensor ou em uma estrutura refratária separada. O sensor de imersão pode ser configurado para o fluxo de metal fundido para o volume interno da câmara de amostragem e para contato com a célula eletroquímica auxiliar.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um sensor de imersão.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Ao fundir e refinar metais e ligas fundidos no estado líquido, pode ser importante determinar rapidamente o teor de vários elementos químicos, para que a especialista em fundição, o siderúrgico ou outro metalúrgico possam proceder com as correções de composição apropriadas o mais rápido possível, permitindo assim que o metalúrgico alcance economicamente uma qualidade composicional especificada durante a produção. Atualmente, a determinação de certos níveis de elementos químicos em metais e ligas é realizada usando sensores de imersão descartáveis, que geralmente compreendem uma única célula eletroquímica.

[0003] Por exemplo, sensores de imersão descartáveis de acordo com o estado atual da técnica podem compreender um tubo de papelão que suporta uma cabeça de sensor. A cabeça de sensor pode conter sensores como um termopar, usado para determinar a temperatura do metal fundido, e uma única célula eletroquímica, usada para determinar o teor de oxigênio e determinar, por correlação, a presença dos outros elementos no fundido. A cabeça de sensor também pode conter moldes metálicos destinados a coletar amostras do metal fundido que serão posteriormente analisadas em laboratório.

[0004] A determinação dos níveis de elementos químicos usando sensores contendo uma única célula eletroquímica é uma técnica conhecida, amplamente utilizada nas operações de fabricação e fundição de aço. Um desses sensores, que é frequentemente chamado de “sonda de oxigênio” ou “sensor de oxigênio” na técnica, opera de acordo com a equação de Nernst, que relaciona quantitativamente a atividade química do oxigênio em um metal fundido (por exemplo, pressão parcial de oxigênio no material fundido) a o potencial elétrico através da célula eletroquímica.

[0005] Várias patentes descrevem esses tipos de sensores, como, por exemplo, a Patente britânica n° (GB) 1 283 712 e Patente dos Estados Unidos n° (US) 4.906.349, que descrevem sensores usados para determinar a atividade de oxigênio em metais fundidos. Outras patentes que descrevem os sensores de oxigênio incluem, por exemplo, a Patente britânica n° (GB) 1 271 747 e Patente dos Estados Unidos n° (US) 3.772.177, que descrevem os sensores utilizados para a determinação direta de oxigênio em metais fundidos.

[0006] Também são conhecidas na técnica variações de sensores de oxigênio que possuem um eletrodo auxiliar na célula eletroquímica, o eletrodo auxiliar contendo um elemento químico ou um óxido de um elemento químico a ser analisado. As patentes que descrevem tais variações incluem, por exemplo, as patentes dos Estados Unidos n° (US) 4.657.641; 7.141.151; e 7.169.274; e Patente Europeia n° (EP) 0 295 112 B1, que descrevem os sensores utilizados para a determinação de silício em metais ou ligas fundidos.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0007] A invenção descrita neste relatório descritivo se refere a um sensor de imersão para determinar o teor do elemento químico no metal fundido. Em um exemplo da invenção, o sensor de imersão compreende uma célula eletroquímica auxiliar localizada dentro de uma câmara de amostragem.

[0008] Em outro exemplo da invenção, um sensor de imersão compreende uma câmara de amostragem com um volume interno formado em um material refratário e uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo de uma superfície interna para o volume interno da câmara de amostragem. O sensor de imersão é configurado para o fluxo de metal fundido no volume interno da câmara de amostragem e em contato com a célula eletroquímica auxiliar.

[0009] Em outro exemplo da invenção, um sensor de imersão compreende uma cabeça de sensor, uma câmara de amostragem com um volume interno formado em um material refratário, uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo de uma superfície interna para o volume interno da câmara de amostragem e um canal de entrada se estendendo entre o volume interno da câmara de amostragem e um volume externo ao sensor de imersão. O sensor de imersão é configurado para o fluxo de metal fundido do volume externo, através do canal de entrada, para o volume interno da câmara de amostragem e para o contato com a célula eletroquímica auxiliar.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] Vários recursos e características da invenção descritas neste relatório descritivo podem ser mais bem entendidos por referência às figuras anexas. Entende-se que os desenhos são esquemáticos, não necessariamente em escala, e que os recursos e características que não são necessários para a compreensão da invenção descrita neste relatório descritivo podem ter sido omitidos por questões de clareza.

[0011] A Figura 1 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um sensor de imersão de última geração imerso em metal fundido em um vaso metalúrgico.

[0012] A Figura 2 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um sensor de imersão de acordo com a presente invenção imerso em metal fundido em um vaso metalúrgico.

[0013] A Figura 3 é uma vista em elevação lateral em seção transversal do sensor de imersão mostrado na Figura 2 e ilustrando certos componentes do sensor de imersão.

[0014] A Figura 4 é uma vista em perspectiva do exterior de uma câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar.

[0015] A Figura 5 é uma vista em elevação lateral em seção transversal da câmara de amostragem mostrada na Figura 4, localizada dentro de um tubo transportador e que ilustra a célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem a partir da superfície interna distal da câmara de amostragem.

[0016] A Figura 6 é uma vista em perspectiva em seção transversal da câmara de amostragem mostrada na Figura 4 e ilustrando a célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem a partir da superfície interna distal da câmara de amostragem.

[0017] A Figura 7 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de uma câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para dentro da câmara de amostragem a partir da superfície interna distal da câmara de amostragem, a célula eletroquímica auxiliar compreendendo um revestimento localizado em pelo menos uma porção da superfície externa da célula eletroquímica auxiliar.

[0018] A Figura 8 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de uma câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem a partir da superfície interna distal da câmara de amostragem, a célula eletroquímica auxiliar compreendendo um revestimento metálico localizado em pelo menos uma porção da superfície externa da célula eletroquímica auxiliar e funcionando como uma blindagem contra choque térmico que protege a célula eletroquímica auxiliar contra danos por choque térmico ao entrar em contato inicial com o metal fundido que flui para a câmara de amostragem.

[0019] A Figura 9 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de uma câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem a partir da superfície interna distal da câmara de amostragem; a câmara de amostragem compreende ainda um revestimento cerâmico localizado em pelo menos uma porção de uma superfície interna da câmara de amostragem.

[0020] A Figura 10 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de uma câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem a partir da superfície interna distal da câmara de amostragem, a câmara de amostragem compreendendo ainda um revestimento metálico localizado em pelo menos uma porção de uma superfície interna da câmara de amostragem.

[0021] A Figura 11 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de uma câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem a partir da superfície interna distal da câmara de amostragem e um material desoxidante localizado adjacente à superfície externa da célula eletroquímica auxiliar.

[0022] A Figura 12 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de uma câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem a partir da superfície interna distal da câmara de amostragem e um eletrodo se estendendo para a câmara de amostragem a partir da superfície interna distal da câmara de amostragem, em que o eletrodo funciona como um contato positivo da célula eletroquímica auxiliar.

[0023] A Figura 13 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de uma câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem a partir da superfície interna distal da câmara de amostragem, a câmara de amostragem compreendendo ainda um revestimento metálico localizado em pelo menos uma porção de uma superfície interna da câmara de amostragem, em que o revestimento metálico funciona como o contato positivo da célula eletroquímica auxiliar.

[0024] A Figura 14 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de uma câmara de amostragem localizada dentro de um tubo transportador, a câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem a partir da superfície interna distal da câmara de amostragem.

[0025] A Figura 15 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de uma câmara de amostragem localizada dentro de um tubo transportador, a câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem a partir da superfície interna proximal da câmara de amostragem.

[0026] A Figura 16 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de uma câmara de amostragem localizada dentro de um tubo transportador, a câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem de uma superfície lateral interna da câmara de amostragem.

[0027] A Figura 17 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um sensor de imersão compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo um termopar. O sensor de imersão compreende ainda uma câmara de amostragem localizada proximal à cabeça de sensor, a câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem, em que a câmara de amostragem é formada em uma estrutura refratária que é separada ou não contígua à cabeça de sensor.

[0028] A Figura 18 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um sensor de imersão compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo um molde metálico configurado para coletar amostras de metal fundido. O sensor de imersão compreende ainda uma câmara de amostragem localizada proximal à cabeça de sensor, a câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem, em que a câmara de amostragem é formada em uma estrutura refratária que é separada ou não contígua à cabeça de sensor.

[0029] A Figura 19 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um sensor de imersão compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo um molde metálico configurado para coletar amostras de metal fundido e uma câmara de análise térmica integralmente formada em uma porção proximal da cabeça de sensor. O sensor de imersão compreende ainda uma câmara de amostragem localizada proximal à cabeça de sensor, a câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem, em que a câmara de amostragem é formada em uma estrutura refratária que é separada ou não contígua à cabeça de sensor.

[0030] A Figura 20 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um sensor de imersão compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo um termopar e uma célula eletroquímica primária. O sensor de imersão compreende ainda uma câmara de amostragem localizada proximal à cabeça de sensor, a câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem, em que a câmara de amostragem é formada em uma estrutura refratária que é separada ou não contígua à cabeça de sensor.

[0031] A Figura 21 é uma vista em elevação lateral na seção transversal de um sensor de imersão compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo uma câmara de amostragem formada integralmente localizada proximal à extremidade distal da cabeça de sensor, a câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem e a cabeça de sensor compreendendo um canal de entrada se estendendo entre a câmara de amostragem e a extremidade distal da cabeça de sensor.

[0032] A Figura 22 é uma vista em elevação lateral na seção transversal de um sensor de imersão compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo uma câmara de amostragem formada integralmente localizada proximal à extremidade distal da cabeça de sensor, a câmara de amostragem compreendendo uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem.

[0033] A Figura 23 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um sensor de imersão compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo uma câmara de análise térmica formada integralmente em uma porção intermediária da cabeça de sensor localizada proximal à extremidade distal da cabeça de sensor, a cabeça de sensor compreende ainda uma câmara de amostragem formada integralmente localizada proximal à câmara de análise térmica.

[0034] A Figura 24 é um diagrama em seção transversal de um sensor de imersão que ilustra a localização relativa de uma cabeça de sensor compreendendo uma câmara de amostragem integral.

[0035] A Figura 25 é um diagrama em seção transversal de um sensor de imersão que ilustra a localização relativa de uma cabeça de sensor e uma estrutura refratária separada, não contígua à cabeça de sensor, compreendendo uma câmara de amostragem integral.

[0036] O leitor compreenderá os recursos e características anteriores, bem como outras, ao considerar a seguinte descrição detalhada da invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[0037] Conforme usado no relatório descritivo, incluindo as reivindicações, o termo “distal” e suas variações significa localizado na extremidade de imersão de um sensor de imersão e o termo “proximal” e suas variações significa localizado longe da extremidade de imersão de um sensor de imersão. Os termos “distal” e “proximal” e suas variações são termos descritivos de localização relativa ao longo da direção de imersão de um sensor de imersão que, por exemplo, geralmente corresponde à dimensão do comprimento de um conjunto de sensores de imersão alongados compreendendo uma cabeça de sensor e um tubo transportador.

[0038] Conforme usado neste relatório descritivo, incluindo as reivindicações, o termo “metal” inclui metais elementares e ligas metálicas compreendendo um metal base e um ou mais elementos de liga metálica ou não metálica adicionados ao metal base. Além disso, conforme usado neste relatório descritivo, incluindo as reivindicações e, a menos que especificado de outra forma, os termos “superior”, “inferior”, “ascendente”, “descendente”, “acima”, “abaixo” e variações dos mesmos, e semelhantes, referem-se às orientações mostradas nos desenhos e são usadas para facilitar a descrição e não limitam a invenção a ser usada em qualquer orientação específica.

[0039] Os sensores e sondas convencionais de imersão geralmente compreendem uma célula eletroquímica montada externamente na extremidade de imersão (isto é, a extremidade distal) de uma cabeça de sensor. Nesse local, a célula eletroquímica é exposta a uma grande quantidade de metal fundido durante a medição, limitando assim o uso do sensor e a eficiência da medição. Da mesma forma, a capacidade de manter um revestimento de eletrodo auxiliar aplicado na célula eletroquímica é comprometida pela exposição ao metal fundido a granel durante a medição.

[0040] A limitação e a eficiência da medição, e a manutenção comprometida do revestimento auxiliar do eletrodo quando aplicado a sensores convencionais, são devido à posição da célula eletroquímica na extremidade de imersão (ou seja, na extremidade distal) da cabeça de sensor, em que a célula eletroquímica está sujeita ao ambiente agressivo ao qual está exposta, incluindo altas temperaturas, velocidade do fluxo de metal fundido, agitação e turbulência durante a medição e também a grande quantidade de massa de metal líquido que circunda a célula eletroquímica.

[0041] O sensor de imersão da presente invenção aborda essas questões e pode ser usado para analisar o teor de um elemento químico de interesse para um especialista em fundição, siderúrgico ou outro metalúrgico, através do uso de uma célula eletroquímica auxiliar, com base em uma célula eletroquímica de medição de oxigênio, localizada dentro de uma câmara de amostragem (ou seja, coleta de amostras) formada na estrutura do sensor de imersão. A localização da célula eletroquímica auxiliar no interior da câmara de amostragem facilita a determinação do nível de oxigênio no metal fundido em um ambiente menos agressivo, começando quando o metal fundido flui para dentro da câmara de amostragem e até o metal fundido solidificar dentro da câmara de amostragem.

[0042] A localização da célula eletroquímica auxiliar dentro de uma câmara de amostragem reduz ou elimina os problemas associados ao ambiente agressivo do metal fundido a granel (por exemplo, contato com um grande volume de fundição, contato com uma grande massa térmica e contato com agitação, turbulência do fundido e fluxo). A câmara de amostragem fornece um volume relativamente pequeno no qual o metal fundido flui e entra em contato com a célula eletroquímica auxiliar, o que proporciona diminuição do volume de fusão, massa térmica e velocidade do fluido de fusão em contato com a célula eletroquímica auxiliar em comparação com uma posição final distal externa em uma cabeça de sensor exposta. Além disso, o volume relativamente pequeno da câmara de amostragem facilita uma rápida diminuição da temperatura do metal fundido que flui, o que acelera a solidificação e mantém no local, durante a medição, qualquer revestimento de eletrodo auxiliar localizado na célula eletroquímica, maximizando assim a eficiência da medição do sensor.

[0043] Conforme usado neste relatório descritivo, incluindo as reivindicações, o termo “célula eletroquímica auxiliar” significa uma célula eletroquímica configurada para determinar o teor de um elemento químico no metal fundido em contato com a superfície externa da célula eletroquímica. Veja, por exemplo, as células eletroquímicas descritas em GB-1283712; US- 4.906.349; GB-1271747; US-3.772.177; US-4.657.641; US-7.141.151; US- 7.169.274; e EP-0295112-B1, que são incorporados por referência neste relatório descritivo. Uma célula eletroquímica auxiliar pode, mas não precisa, compreender um revestimento localizado em pelo menos uma porção de uma superfície externa da célula eletroquímica auxiliar. Esse “revestimento auxiliar de eletrodo”, se presente em uma superfície externa de uma célula eletroquímica configurada para determinar o teor de oxigênio em um metal fundido, pode facilitar a determinar o teor de elementos químicos que não são oxigênio no metal fundido.

[0044] Desta forma, a presente invenção refere-se a uma célula eletroquímica auxiliar para a determinação de oxigênio, revestida ou não revestida com um revestimento de eletrodo auxiliar, localizada dentro de uma câmara de amostragem formada em um sensor de imersão, cuja câmara de amostragem receberá o metal fundido quando imersa em um metal fundido. A célula eletroquímica auxiliar pode então analisar o nível de oxigênio no metal fundido recebido, começando quando o metal fundido entra na câmara de amostragem e entra em contato com a célula eletroquímica auxiliar e prosseguindo durante o resfriamento e solidificação do metal fundido na câmara de amostragem. Dessa maneira, é possível, por meio de fórmulas estatísticas empíricas, por exemplo, determinar o conteúdo de um elemento químico de interesse contido em um metal fundido para um especialista em fundição, siderúrgico ou outro metalúrgico. Tais elementos químicos de interesse podem incluir, por exemplo, oxigênio, carbono, silício, manganês, fósforo, enxofre, alumínio, cobre, cromo, molibdênio, níquel, boro, cálcio, chumbo, estanho, titânio, nióbio, cobalto, ferro, vanádio, tungstênio, magnésio, zinco, zircônio, antimônio e semelhantes e óxidos desses elementos.

[0045] O sensor de imersão desta invenção pode ser usado para determinar o teor de um elemento de interesse em qualquer tipo de metal fundido, como, por exemplo, ferro e suas ligas (incluindo aços), alumínio e suas ligas, cobre e suas ligas, cromo e suas ligas, molibdênio e suas ligas, níquel e suas ligas, chumbo e suas ligas, estanho e suas ligas, titânio e suas ligas, nióbio e suas ligas, cobalto e suas ligas, vanádio e suas ligas, vanádio e suas ligas, tungstênio e suas ligas, magnésio e suas ligas, zircônio e suas ligas, zinco e suas ligas, antimônio e suas ligas, manganês e suas ligas e semelhantes.

[0046] Com referência às Figuras 24 e 25, um sensor de imersão 100 compreende uma cabeça de sensor 102 localizada na extremidade distal 112 de um tubo transportador 101. A cabeça de sensor 102 pode compreender uma estrutura feita de um material refratário, como, por exemplo, areia de fundição/fundido moldada, alumina ou semelhante. O tubo transportador 101 é mostrado como uma estrutura única, que pode compreender um material de construção, como, por exemplo, papelão, plástico, metal ou semelhante. Também é entendido que o tubo transportador 101 pode compreender vários componentes, como, por exemplo, um tubo de metal ou plástico cercado por uma luva de papelão ou papel. A cabeça de sensor 102 compreende uma extremidade distal (inferior/imersão) 122 e uma extremidade proximal (superior) 124. A extremidade proximal 124 da cabeça de sensor 102 é inserida no lúmen interno do tubo transportador 101 através da extremidade distal 112 do tubo transportador 101. A extremidade distal 122 da cabeça de sensor 102 é exposta e entra em contato com o metal fundido durante o uso. As células eletroquímicas, termopares ou outros sensores e eletrodos, contatos e conexões dos sensores são omitidos para maior clareza nas Figuras 24 e 25.

[0047] Com referência à Figura 24, a cabeça de sensor 102 compreende uma câmara de amostragem formada integralmente 105. A câmara de amostragem 105 está localizada proximal à extremidade distal 122 da cabeça de sensor 102 e a câmara de amostragem 105 está localizada distal à extremidade proximal 124 da cabeça de sensor 102. Com referência à Figura 25, o sensor de imersão 100 compreende a cabeça de sensor 102 e uma estrutura refratária separada 150. A estrutura refratária 150 pode compreender um material refratário de construções como, por exemplo, areia de fundição/fundido moldada, alumina ou semelhante. A estrutura refratária 150 está localizada no lúmen interno do tubo transportador 101, proximal à extremidade proximal 124 da cabeça de sensor 102. A estrutura refratária 150 compreende uma extremidade distal (inferior) 157 e uma extremidade proximal (superior) 159. A estrutura refratária 150 também compreende uma câmara de amostragem formada integralmente 105. A câmara de amostragem 105 está localizada proximal à extremidade distal 157 da estrutura refratária 150e a câmara de amostragem 105 está localizada distal à extremidade proximal 157 da estrutura refratária 150.

[0048] Com referência novamente às Figuras 24 e 25, a câmara de amostragem 105 compreende uma superfície interna distal (inferior)152, uma superfície interna proximal (superior) 154 e superfícies internas laterais 156. O volume interno da câmara de amostragem 105 está em comunicação fluida com o volume externo ao sensor de imersão 100 através de um canal de entrada 110. O canal de entrada 110 se estende da superfície interna lateral 156 da câmara de amostragem 105 para uma superfície externa lateral da cabeça de sensor 102 ou a estrutura refratária 150, conforme aplicável. Uma abertura no tubo transportador 101 é alinhada com o canal de entrada 110 para fornecer a comunicação de fluido entre o volume interno da câmara de amostragem 105 e o volume externo ao sensor de imersão 100.

[0049] A Figura 1 ilustra um sensor de imersão em uso. O sensor de imersão compreende uma cabeça de sensor 2 localizada na extremidade distal de um tubo transportador 1. O sensor de imersão é imerso em metal fundido 4 em um vaso metalúrgico 3 (por exemplo, uma concha, um conversor ou qualquer outro tipo de vaso metalúrgico configurado para receber e/ou processar metal fundido). A cabeça de sensor 2 compreende sensores como, por exemplo, um termopar e/ou uma célula eletroquímica e/ou um molde metálico configurado para coletar uma amostra de metal, que pode ser analisada posteriormente em um laboratório, por exemplo. Os sensores estão localizados na extremidade distal da cabeça de sensor 2.

[0050] A Figura 2 ilustra um sensor de imersão A em uso de acordo com a presente invenção. O sensor de imersão A compreende uma cabeça de sensor 2 localizada na extremidade distal de um tubo transportador 1. O sensor de imersão A é imerso em metal fundido 4 em um vaso metalúrgico 3 (por exemplo, uma concha, um conversor ou qualquer outro tipo de vaso metalúrgico configurado para receber e/ou processar metal fundido). A cabeça de sensor 2 compreende sensores como, por exemplo, um termopar e/ou uma célula eletroquímica e/ou um molde metálico configurado para coletar uma amostra de metal, que pode ser analisada posteriormente em um laboratório, por exemplo. Os sensores estão localizados na extremidade distal da cabeça de sensor 2. O tubo transportador 1 é mostrado como uma estrutura única, que pode compreender um material de construção, como, por exemplo, papelão, plástico, metal ou semelhante. Também é entendido que o tubo transportador 1 pode compreender vários componentes, como, por exemplo, um tubo de metal ou plástico cercado por uma luva de papelão ou papel.

[0051] O sensor de imersão A também compreende uma estrutura refratária separada, não contígua à cabeça de sensor 2, compreendendo uma câmara de amostragem interna 5. A estrutura refratária separada que contém a câmara de amostragem interna 5 está localizada proximal à cabeça de sensor 2. A câmara de amostragem 5 compreende uma célula eletroquímica auxiliar se estendendo para a câmara de amostragem de uma superfície interna da câmara de amostragem. A cabeça de sensor 2 e a estrutura refratária que contém a câmara de amostragem 5 podem compreender independentemente um material de construção refratário, como, por exemplo, areia de fundição/fundido moldada, alumina ou semelhante. Além disso, a câmara de amostragem pode compreender um material de construção selecionado do grupo que consiste em materiais metálicos, materiais cerâmicos e materiais cermet e combinações de qualquer um deles. Por exemplo, a câmara de amostragem pode ser formada em uma estrutura refratária feita de material metálico, material cerâmico ou material cermet ou material combinado.

[0052] A Figura 3 ilustra ainda o sensor de imersão A de acordo com a presente invenção. A cabeça de sensor 2 é mostrada compreendendo uma célula eletroquímica principal 8 e um termopar 9 localizado na extremidade distal da cabeça de sensor 2. A cabeça de sensor 2 também compreende um molde metálico 7 formado na cabeça de sensor 2. O molde metálico 7 é configurado para coletar amostras de metal fundido 4 (ver Figura 2) para serem analisadas posteriormente em laboratório. Uma célula eletroquímica auxiliar 6 está localizada na câmara de amostragem 5 e se estende para o volume interno da câmara de amostragem 5. A célula eletroquímica auxiliar pode ser negativa em relação a outro contato elétrico com a câmara de amostragem e pode se comunicar ou funcionar como um contato negativo. Um eletrodo metálico se estendendo para dentro da câmara de amostragem (não mostrado), um revestimento metálico em pelo menos uma porção de uma superfície interna da câmara de amostragem (não mostrada) ou um molde metálico podem se comunicar ou funcionar como um contato positivo da célula eletroquímica auxiliar.

[0053] A Figura 4 mostra as superfícies externas da estrutura refratária separada compreendendo a câmara de amostragem 5 formada dentro da estrutura refratária. Embora não mostrada, a célula eletroquímica auxiliar 6 está localizada na câmara de amostragem interna 5.

[0054] A Figura 5 ilustra ainda a estrutura refratária que compreende a câmara de amostragem 5 do sensor de imersão A. A célula eletroquímica auxiliar 6 se estende de uma superfície interna distal para o volume interno 12 da câmara de amostragem 5. O volume interno 12 da câmara de amostragem 5 pode variar de 5 cm3 a 50 cm3, ou qualquer sub-faixa nele incluída, como, por exemplo, 5 a 25 cm3, 10 a 50 cm3 ou 15 a 45 cm3. Um canal de entrada 10 se estende de uma superfície interna lateral do volume interno 12 da câmara de amostragem 5 para uma superfície externa do sensor de imersão A. O canal de entrada 10 fornece comunicação fluida entre o volume interno 12 da câmara de amostragem 5 e um volume externo ao sensor de imersão A. Em uso, o metal fundido flui do volume externo, através do canal de entrada 10 e para o volume interno 12 da câmara de amostragem 5, em que o metal fundido entra em contato com a célula eletroquímica auxiliar 6 e o teor de um elemento químico é determinado no metal fundido.

[0055] Uma tampa de proteção ou outra estrutura de barreira temporária 11 está localizada no canal de entrada 10 e funciona para impedir que a escória entre no volume interno 12 da câmara de amostragem 5 bloqueando temporariamente o canal de entrada 10 durante a imersão do sensor de imersão A em um metal fundido. Após a abertura externa do canal de entrada 10 passar através de uma camada de escória e entrar em contato com metal fundido, a tampa protetora ou outra estrutura de barreira temporária 11, que pode compreender papel, papelão, plástico, metal/liga ou outro material fugitivo ou combinações de materiais, queima, derrete ou é removida de outro modo, desbloqueando o canal de entrada 10 e permitindo que o metal fundido flua para o volume interno 12 da câmara de amostragem 5.

[0056] A Figura 6 ilustra ainda a estrutura refratária que compreende a câmara de amostragem 5 do sensor de imersão A. A célula eletroquímica auxiliar 6 se estende de uma superfície interna distal para o volume interno 12 da câmara de amostragem 5. Um canal de entrada 10 se estende de uma superfície interna lateral do volume interno 12 da câmara de amostragem 5 para uma superfície externa da estrutura refratária. Em uso, o metal fundido flui através do canal de entrada 10 e para o volume interno 12 da câmara de amostragem 5, na qual o metal fundido entra em contato com a célula eletroquímica auxiliar 6 e é determinado o teor de um elemento químico no metal fundido.

[0057] A Figura 7 mostra um revestimento de eletrodo auxiliar 13 localizado em pelo menos uma porção de uma superfície externa da célula eletroquímica auxiliar 6. Como descrito anteriormente, o revestimento do eletrodo auxiliar 13 pode compreender qualquer metal ou composto metálico, como um óxido metálico, que fornece a capacidade de determinar o teor de um elemento químico de interesse no metal fundido que entra na câmara de amostragem 5 e entra em contato com o revestimento do eletrodo auxiliar 13 na célula eletroquímica auxiliar 6.

[0058] A Figura 8 mostra um revestimento metálico 14 localizado em pelo menos uma porção de uma superfície externa da célula eletroquímica auxiliar 6. O revestimento metálico 14 funciona como uma blindagem de choque térmico que protege a célula eletroquímica auxiliar 6 contra danos por choque térmico em contato inicial com o metal fundido que flui para a câmara de amostragem 5. Em uso, quando o metal fundido entra na câmara de amostragem 5, o revestimento metálico 14 derrete e o metal fundido entra em contato com a superfície externa subjacente da célula eletroquímica auxiliar 6, que pode opcionalmente compreender um revestimento auxiliar de eletrodo 13, como mostrado na Figura 7, nesse caso o metal fundido entra em contato com o revestimento do eletrodo auxiliar 13.

[0059] A Figura 9 mostra um revestimento cerâmico ou envidraçado 15 localizado em pelo menos uma porção de uma superfície interna da câmara de amostragem 5. O revestimento cerâmico ou envidraçado 15 funciona para reduzir ou eliminar a contaminação do metal fundido a ser analisado do material refratário que forma a estrutura refratária que compreende a câmara de amostragem interna 5.

[0060] A Figura 10 mostra um revestimento metálico 16 localizado em pelo menos uma porção de uma superfície interna da câmara de amostragem 5. O revestimento metálico 16 pode funcionar como um elemento de resfriamento que absorve o calor do metal fundido que entra na câmara de amostragem 5. O revestimento metálico 16 pode fundir em contato e acelerar a taxa de resfriamento e a solidificação do metal fundido que entra na câmara de amostragem 5.

[0061] A Figura 11 mostra um material desoxidante 17 localizado adjacente à superfície externa da célula eletroquímica auxiliar 6 na câmara de amostragem 5. O material desoxidante 17 funciona para remover o oxigênio livre do metal fundido a ser analisado pela célula eletroquímica auxiliar 6. O material desoxidante pode ser selecionado, por exemplo, do grupo que consiste em alumínio, ligas de alumínio, titânio, ligas de titânio, zircônio e ligas de zircônio e combinações de qualquer um dos mesmos.

[0062] A Figura 12 mostra a célula eletroquímica auxiliar 6 e um eletrodo metálico 19 se estendendo para a câmara de amostragem 5 de uma superfície interna distal. O eletrodo metálico 19 funciona como um contato positivo 18 da célula eletroquímica auxiliar 6.

[0063] A Figura 13 mostra um revestimento metálico 16 localizado em pelo menos uma porção de uma superfície interna da câmara de amostragem 5. O revestimento metálico 16 funciona como um contato positivo 18 da célula eletroquímica auxiliar 6.

[0064] A Figura 14 mostra a célula eletroquímica auxiliar 6 se estendendo de uma superfície interna distal para a câmara de amostragem 5. A Figura 15 mostra a célula eletroquímica auxiliar 6 se estendendo de uma superfície interna proximal para a câmara de amostragem 5. A Figura 16 mostra a célula eletroquímica auxiliar 6 se estendendo de uma superfície interna lateral para a câmara de amostragem 5. Desta forma, as Figuras 14 a 16 mostram a célula eletroquímica auxiliar 6 em uma posição inferior, uma posição superior e uma posição lateral, respectivamente.

[0065] A Figura 17 mostra o sensor de imersão A compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo um termopar 9. O sensor de imersão A também compreende uma estrutura refratária separada, não contígua à cabeça de sensor, compreendendo uma câmara de amostragem 5. O refratário separado que compreende a câmara de amostragem 5 está localizado próximo à cabeça de sensor. A célula eletroquímica auxiliar 6 se estende para a câmara de amostragem 5, como descrito anteriormente. Uma tampa de extremidade distal da cabeça de sensor protege o termopar 9 até que a tampa queime, derreta ou seja removida. A porção externa da tampa da extremidade distal da cabeça de sensor pode compreender papelão; a porção interna da tampa da extremidade distal da cabeça de sensor pode compreender aço.

[0066] A Figura 18 mostra o sensor de imersão A compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo um molde metálico 7. O sensor de imersão A também compreende uma estrutura refratária separada, não contígua à cabeça de sensor, compreendendo uma câmara de amostragem 5. A estrutura do refratário separado que compreende a câmara de amostragem 5 está localizada próximo à cabeça de sensor. O molde metálico 7 é configurado para coletar amostras de metal fundido. A célula eletroquímica auxiliar 6 se estende para a câmara de amostragem 5, como descrito anteriormente. Uma tampa de extremidade distal da cabeça de sensor protege o molde metálico 7 até que a tampa queime, derreta ou seja removida. A porção externa da tampa da extremidade distal da cabeça de sensor pode compreender papelão; a porção interna da tampa da extremidade distal da cabeça de sensor pode compreender aço.

[0067] A Figura 19 mostra o sensor de imersão A compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo um molde metálico configurado para coletar amostras de metal fundido e, também compreendendo uma câmara de análise térmica 20 formada integralmente na cabeça de sensor em um local próximo ao molde metálico. O sensor de imersão A também compreende uma estrutura refratária separada, não contígua à cabeça de sensor, compreendendo uma câmara de amostragem 5. A estrutura refratária separada que compreende a câmara de amostragem 5 está localizada proximal à cabeça de sensor que compreende a câmara de análise térmica 20. A célula eletroquímica auxiliar 6 se estende para a câmara de amostragem 5, como descrito anteriormente. Uma tampa de extremidade distal da cabeça de sensor protege o molde metálico até que a tampa queime, derreta ou seja removida. A tampa da extremidade distal da cabeça de sensor pode compreender aço.

[0068] A Figura 20 mostra o sensor de imersão A compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo um termopar e, também compreendendo uma célula eletroquímica primária 8. O termopar e a célula eletroquímica primária 8 estão localizados e se estendem a partir da extremidade distal da cabeça de sensor. O sensor de imersão A também compreende uma estrutura refratária separada, não contígua à cabeça de sensor, compreendendo uma câmara de amostragem 5. A estrutura refratária separada que compreende a câmara de amostragem 5 está localizada proximal à cabeça de sensor que compreende o termopar e a célula eletroquímica primária 8. A célula eletroquímica auxiliar 6 se estende para a câmara de amostragem 5, como descrito anteriormente. Uma tampa de extremidade distal da cabeça de sensor protege o termopar e a célula eletroquímica primária 8 até que a tampa queime, derreta ou seja removida. A porção externa da tampa da extremidade distal da cabeça de sensor pode compreender papelão; a porção interna da tampa da extremidade distal da cabeça de sensor pode compreender aço.

[0069] A Figura 21 mostra o sensor de imersão A compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo uma câmara de amostragem formada integralmente 5 localizada proximal à extremidade distal da cabeça de sensor. A célula eletroquímica auxiliar 6 se estende para a câmara de amostragem 5, como descrito anteriormente. A cabeça de sensor também compreende um canal de entrada formado integralmente 10 se estendendo entre a câmara de amostragem 5 e a extremidade distal da cabeça de sensor. Uma tampa de extremidade distal da cabeça de sensor protege o canal de entrada 10 até que a tampa queime, derreta ou seja removida. A porção externa da tampa da extremidade distal da cabeça de sensor pode compreender papelão; a porção interna da tampa da extremidade distal da cabeça de sensor pode compreender aço.

[0070] A Figura 22 mostra o sensor de imersão A compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo uma câmara de amostragem formada integralmente 5 localizada proximal à extremidade distal da cabeça de sensor. A célula eletroquímica auxiliar 6 se estende para a câmara de amostragem 5, como descrito anteriormente. A cabeça de sensor também compreende um canal de entrada formado integralmente 10 se estendendo entre a câmara de amostragem 5 e uma superfície externa lateral do sensor de imersão A. A cabeça de sensor também compreende um termopar e uma célula eletroquímica primária localizada e se estendendo a partir da extremidade distal da cabeça de sensor. Uma tampa de extremidade distal da cabeça de sensor protege o termopar e a célula eletroquímica primária até que a tampa queime, derreta ou seja removida. A porção externa da tampa da extremidade distal da cabeça de sensor pode compreender papelão; a porção interna da tampa da extremidade distal da cabeça de sensor pode compreender aço.

[0071] A Figura 23 mostra o sensor de imersão A compreendendo uma cabeça de sensor localizada na extremidade distal de um tubo transportador, a cabeça de sensor compreendendo uma câmara de análise térmica 20 formada integralmente em uma porção intermediária da cabeça de sensor. A cabeça de sensor compreende ainda uma câmara de amostragem formada integralmente 5 localizada proximal à câmara de análise térmica 20. A célula eletroquímica auxiliar 6 se estende para a câmara de amostragem 5, como descrito anteriormente. A cabeça de sensor também compreende um molde metálico configurado para coletar amostras de metal fundido. O molde metálico está localizado distal à câmara de análise térmica 20. Uma tampa de extremidade distal da cabeça de sensor protege o molde metálico até que a tampa queime, derreta ou seja removida. A tampa da extremidade distal da cabeça de sensor pode compreender aço.

[0072] Vários recursos e características são descritas neste relatório descritivo e ilustradas nos desenhos para fornecer uma compreensão geral da invenção. Entende-se que os vários recursos e características descritas neste relatório descritivo e ilustradas nos desenhos podem ser combinadas de qualquer maneira operacional, independentemente de tais recursos e características serem expressamente descritas ou ilustradas em combinação neste relatório descritivo. Os Inventores e o Requerente pretendem expressamente que essas combinações de recursos e características sejam incluídas no escopo deste relatório descritivo e ainda pretendem reivindicar tais combinações de recursos e características para não adicionar novos assuntos ao pedido. Sendo assim, as reivindicações podem ser alteradas para citar, em qualquer combinação, quaisquer recursos e características expressa ou intrinsecamente descritas ou de outra forma expressa ou intrinsecamente suportadas por este relatório descritivo. Além disso, o Requerente reserva o direito de alterar as reivindicações para negar afirmativamente os recursos e características que possam estar presentes no estado da técnica, mesmo que tais recursos e características não estejam expressamente descritas neste relatório descritivo. Portanto, quaisquer destas alterações não adicionarão matéria nova ao relatório descritivo ou às reivindicações e estarão de acordo com a descrição por escrito, a suficiência descritiva e os requisitos de adição de matéria (por exemplo, 35 U.S.C. § 112(a) e Artigo 123(2) EPC). A invenção pode compreender, consistir ou consistir essencialmente nas várias características e características descritas nesta especificação.

[0073] Além do mais, qualquer faixa numérica descrita neste relatório descritivo inclui os pontos finais citados e descreve todas as subfaixas da mesma precisão numérica (isto é, tendo o mesmo número de dígitos especificados) incluídos na faixa especificada. Por exemplo, uma faixa recitada de “1,0 a 10,0” descreve todas as subfaixas entre (e incluindo) o valor mínimo citado de 1,0 e o valor máximo citado de 10,0, como, por exemplo, “2,4 a 7,6”, mesmo se a faixa de “2,4 a 7,6” não for expressamente citada no texto do relatório descritivo. Consequentemente, a Requerente se reserva o direito de alterar este relatório descritivo, incluindo as reivindicações, para citar qualquer subfaixa da mesma precisão numérica incluída dentro das faixas expressamente citadas neste relatório descritivo. Todas essas faixas são inerentemente descritas neste relatório descritivo, de tal forma que a alteração para citar expressamente tais subfaixas obedecerá à descrição escrita, suficiência descritiva e requisitos de adição de matéria (por exemplo, 35 USC § 112 (a) e Artigo 123(2) EPC).

[0074] Os artigos gramaticais “um”, “uma”, “o”, e “a”, tal como utilizados neste relatório descritivo, destinam-se a incluir “pelo menos um” ou “um ou mais”, a menos que indicado de outra forma ou exigido pelo contexto. Assim, os artigos são usados neste relatório descritivo para se referir a um ou mais de um (isto é, a pelo menos um) dos objetos gramaticais do artigo. A título de exemplo, “um componente” significa um ou mais componentes e, portanto, possivelmente, mais que um componente está contemplado e pode ser utilizado ou empregado em uma realização da invenção. Além disso, o uso de um substantivo singular inclui o plural e o uso de um substantivo plural inclui o singular, a menos que o contexto de uso exija de outra forma.

[0075] Lista de Elementos 1. Tubo transportador 2. Cabeça de sensor 3. Vaso metalúrgico 4. Metal fundido 5. Câmara de amostragem interna 6. Célula eletroquímica auxiliar 7. Molde metálico 8. Célula eletroquímica 9. Termopar 10. Canal de entrada da câmara de amostragem 5 11. Tampa protetora ou outra estrutura de barreira temporária 12. Volume interno da câmara de amostragem 5 13. Revestimento do eletrodo auxiliar 14. Revestimento metálico (em pelo menos uma parte de uma superfície externa da célula eletroquímica auxiliar 6) 15. Revestimento cerâmico ou vitrificação 16. Revestimento metálico (em pelo menos uma parte da superfície interna da câmara de amostragem 5) 17. Material desoxidante 18. Contato positivo da célula eletroquímica auxiliar 6 19. Eletrodo metálico 20. Câmara de análise térmica formada integralmente na cabeça de sensor 21. 100. Sensor de imersão 22. 101. Tubo transportador 23. 102. Cabeça do sensor 24. 105. Câmara de amostragem formada integralmente da cabeça de sensor 25. 110. Canal de entrada 26. 112. Extremidade distal do tubo transportador 101. 27. 122. Extremidade distal da cabeça de sensor. 28. 124. Extremidade proximal da cabeça de sensor 29. 150. Estrutura refratária separada 30. 152. Superfície interna distal (inferior) da câmara de amostragem 105 31. 154. Superfície interna proximal (superior) da câmara de amostragem 105 32. 156. Superfícies internas laterais da câmara de amostragem 105 33. 157. Extremidade distal (inferior) da estrutura refratária 150 34. 159. Extremidade proximal (superior) da estrutura refratária 150.

Claims

1. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100) para determinação do teor de um elemento químico em metal fundido (4), o sensor de imersão (A, 100) que compreende: uma cabeça de sensor (2, 102) localizada na extremidade distal (112) de um tubo transportador (1, 101); uma câmara de amostragem (5, 105), tendo um volume interno (12) formado em uma estrutura refratária; um canal de entrada (10, 110) se estendendo entre o volume interno (12) da câmara de amostragem (5, 105) e um volume externo ao sensor de imersão (A, 100); e uma célula eletroquímica auxiliar (6) se estendendo de uma superfície interna para o volume interno (12) da câmara de amostragem (5, 105); em que o sensor de imersão (A, 100) é configurado para o fluxo de metal fundido (4) do volume externo, através do canal de entrada (10, 110), para o volume interno (12) da câmara de amostragem (5, 105), e para contato com a célula eletroquímica auxiliar (6), em que o canal de entrada (10, 110) se estende de uma superfície interna lateral (156) da câmara de amostragem (5, 105) para uma superfície externa lateral da estrutura refratária e em que a câmara de amostragem (5, 105) é disposta em um lúmen interno do tubo transportador (1, 101); caracterizado pela cabeça de sensor (2, 102) compreender um material de construção refratário e a câmara de amostragem (5, 105) é integralmente formada na cabeça de sensor (2, 102) e localizada proximal a uma extremidade distal (122) da cabeça de sensor (2, 102).

2. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela célula eletroquímica auxiliar (6) compreender um revestimento de eletrodo auxiliar (13) em pelo menos uma porção de uma superfície externa da célula eletroquímica auxiliar (6).

3. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo revestimento de eletrodo auxiliar (13) compreender um composto de metal ou óxido de metal correspondente a um elemento químico, em que o sensor de imersão (A, 100) é configurado para determinar o teor do elemento químico em metal fundido (4) no volume interno (12) da câmara de amostragem (5, 105).

4. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela célula eletroquímica auxiliar (6) compreender um revestimento metálico (14) em pelo menos uma porção de uma superfície externa da célula eletroquímica auxiliar (6).

5. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo revestimento metálico (14) cobrir pelo menos uma porção de um revestimento de eletrodo auxiliar (13) subjacente em pelo menos uma porção de uma superfície externa da célula eletroquímica auxiliar (6).

6. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela câmara de amostragem (5, 105) ser formada num material refratário moldado compreendendo fundição/fundição de areia.

7. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela câmara de amostragem (5, 105) compreender um material de construção selecionado do grupo que consiste em materiais metálicos, materiais cerâmicos e materiais de cermet, e combinações de quaisquer dos mesmos.

8. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela câmara de amostragem (5, 105) compreender um revestimento cerâmico interno em pelo menos uma porção de uma superfície interna da câmara de amostragem (5, 105).

9. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela câmara de amostragem (5, 105) compreender um revestimento metálico (16) interno em pelo menos uma porção de uma superfície interna da câmara de amostragem (5, 105).

10. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo volume interno (12) da câmara de amostragem (5, 105) variar de 5 cm3 a 50 cm3.

11. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela câmara de amostragem (5, 105) compreender um material de desoxidação.

12. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo material de desoxidação ser selecionado do grupo que consiste em alumínio, ligas de alumínio, titânio, ligas de titânio, zircônio e ligas de zircônio, e combinações de quaisquer dos mesmos.

13. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma estrutura de barreira temporária (11) localizada no canal de entrada (10, 110).

14. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela estrutura de barreira temporária (11) compreender um material selecionado do grupo que consiste em papel, papelão, plástico e metal, e combinações de quaisquer dos mesmos.

15. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela câmara de amostragem (5, 105) compreender um revestimento metálico (16) interno em pelo menos uma porção de uma superfície interna da câmara de amostragem (5, 105), em que o revestimento metálico (16) interno está eletricamente conectado à célula eletroquímica auxiliar (6) e funciona como um contato positivo (18) para operação da célula eletroquímica auxiliar (6).

16. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um eletrodo metálico (19) se estendendo de uma superfície interna para o volume interno (12) da câmara de amostragem (5, 105), em que o eletrodo metálico (19) é eletricamente conectado à célula eletroquímica auxiliar (6) e funciona como um contato positivo (18) para operação da célula eletroquímica auxiliar (6).

17. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma câmara de análise térmica (20).

18. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pela câmara de análise térmica (20) e a câmara de amostragem (5, 105) serem integralmente formadas no mesmo material refratário.

19. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pela câmara de análise térmica (20) e a câmara de amostragem (5, 105) serem integralmente formadas na cabeça de sensor (2, 102).

20. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela célula eletroquímica auxiliar (6) se estender de uma superfície distal interna para o volume interno (12) da câmara de amostragem (5, 105).

21. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela célula eletroquímica auxiliar (6) se estender de uma superfície proximal interna para o volume interno (12) da câmara de amostragem (5, 105).

22. SENSOR DE IMERSÃO (A, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela célula eletroquímica auxiliar (6) se estender de uma superfície lateral interna para o volume interno (12) da câmara de amostragem (5, 105).