CN106443197B - 一种高温熔融玻璃电导率测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高温熔融玻璃电导率测试装置，包括高温炉（1），在高温炉的外侧包裹隔热层（2），在高温炉上设有观察窗（10），在高温炉的上侧对应设置升降装置（3），在升降装置（3）上固定连接支架，在支架上固定连接透明石英坩埚（5），在透明石英坩埚的锅壁上刻有刻度线（6），在透明石英坩埚内部的两侧分别连接一个电极（7），两个电极均电连接电化学工作站（8），电化学工作站通讯连接计算机（9）。本发明的优点：本装置能够对各种玻璃在软化点温度至1650℃的温度范围内的电导率进行测试，解决了实际操作过程中由于高温环境，玻璃体膨胀而造成玻璃熔体横截面积A和长度L采集数据不准确的问题。

Description

一种高温熔融玻璃电导率测试装置
技术领域
本发明涉及一种计量测试装置，特别涉及一种高温熔融玻璃电导率测试装置。
背景技术
玻璃电熔是近几十年发展起来的玻璃熔制新方法，在玻璃熔窑中被广泛采用，以其独特的优势得到了大家的认可。而玻璃在高温状态下的电阻率是电熔式玻璃池窑设计的重要参数之一，直接关系到熔化池的尺寸与输配电设计的正确性。因此我们设计电熔窑时必须知道玻璃液高温电阻率的大小。
目前，熔融玻璃电导率测试都通常采用电极法，根据在不同温度下测试出的待测熔融玻璃的电阻值，将测得的电阻值R代入公式σ=L/RA计算得到待测玻璃在该温度下的电阻率。其中A为被测玻璃熔体的横截面积；L 为被测玻璃熔体沿电流方向的长度。但在实际测试过程中由于测试装置的设计不合理，常常造成玻璃熔体横截面积A和长度L的数据不准确，得出的结果偏差较大。因此，有必要对测试装置进行改进满足测试结果的准确性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现阶段玻璃熔体横截面积A和长度L的数据测量不准确的缺点，而提出的一种高温熔融玻璃电导率测试装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高温熔融玻璃电导率测试装置，包括高温炉，在高温炉的外侧包裹隔热层，其特征在于：在高温炉上设有观察窗，在高温炉的上侧对应设置升降装置，在升降装置上固定连接支架，在支架上固定连接透明石英坩埚，在透明石英坩埚的锅壁上刻有刻度线，在透明石英坩埚内部的两侧分别连接一个电极，两个电极均电连接电化学工作站，电化学工作站通讯连接计算机。
在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：
所述高温炉连接温度控制装置，温度控制装置连接所述计算机。
所述升降装置包括固定板，在固定板上调节连接螺杆，螺杆连接电机。
在所述石英坩埚埚底部内部的两侧分别设有一个凹槽，在每个凹槽内均对应固定连接一个所述电极。
每个所述电极均通过铂金导线连接所述电化学工作站，铂金导线采用铂铑合金材料制成。
所述电极采用铂金电极片，采用铂铑合金材料制成。
本发明的优点在于：能够对各种玻璃在软化点温度至1650℃的温度范围内的电导率进行测试，解决了实际操作过程中由于高温环境，玻璃体膨胀而造成玻璃熔体横截面积A和长度L采集数据不准确的问题，能准确便捷的测试不同成分的玻璃熔体的电阻率，玻璃电窑的设计提供了重要的参数，保证了熔化池和输配电设计关键指标的精准性；同时采用带刻度的透明石英坩埚，保证计算数据的精准，为电助熔系统的设计提供重要参考，保证来了熔化池和输配电设计关键指标的精准性，是提高玻璃熔制质量的必要保证。
附图说明
图1是本发明的基本结构示意图；
图2是透明石英坩埚的剖视图。
具体实施方式
为了使本发明更加清楚明白，以下结合附图对本装置详细说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明提供的一种高温熔融玻璃电导率测试装置，包括高温炉1，高温炉1为现有技术，在高温炉1的外侧包裹隔热层2，在高温炉1上设有观察窗10。
在高温炉1的上侧对应设置升降装置3，升降装置3包括固定板11，在固定板11上调节连接螺杆12，螺杆12连接电机13，电机13采用伺服电机，在升降装置3的底部固定连接支架4，在支架4上固定连接透明石英坩埚5，在透明石英坩埚5的锅壁上刻有刻度线6，在石英坩埚5埚底部内部的两侧分别设有一个凹槽5a，在每个凹槽5a内均固定连接一个电极7，两个电极片7在石英坩埚5内构成一个封闭的电导池，电极7采用铂金电极片，每个电极7均通过铂金导线15连接述电化学工作站8，电极7和铂金导线15均2均为铂铑合金材料制成。
所述电化学工作站8通讯连接计算机9，计算机9连接温度控制装置14，温度控制装置14控制连接高温炉1。电化学工作站8和温度控制装置14均为现有技术，电化学工作站8测量透明石英坩埚5内不同温度下熔融玻璃的电阻值并传输给计算机9，温度控制装置14控制高温炉1的升温速率以及测试温度，并将炉体温度数据传输给计算机9。
工作过程中，可以通过高温炉1正面的透明观察窗10观察不同温度下熔融玻璃液在透明石英坩埚5内的高度，观察过程中只需要观察玻璃液面在刻度线6所在的位置便可知道玻璃液的准确高度h，通过计算机9记录炉体的温度及在各温度条件下待测玻璃的电阻值。
通过公式σ=L/RA计算出待测玻璃在各温度条件下的电导率。σ为待测玻璃的电导率，R为待测玻璃在不同温度下电化学工作站8测量的玻璃电阻，L为两个电极片7之间的垂直距离，A为两个电极片7之间的相对面积，其中A=h*b，h是透明石英坩埚5中熔融玻璃液的高度，b是透明石英坩埚5的纵向宽度。
上述测试的原理是透明石英坩埚5内壁、电极片7和已经熔融玻璃液之间形成了一个电导池，两边的电极片7构成电导池的两个电极，透明石英坩埚5的长和宽是固定保持不变的，也就是公式中设计的L和b值不变，但是在升温过程中玻璃样品从固态到液态的变化过程中液面高度是有变化的，为了更精准的把握实时液面高度，盛放玻璃样品的坩埚设计成透明石英材质，便于在高温下观察玻璃液面的位置，透明石英坩埚5正面激光蚀刻了标识高度的刻度线6，便于准确读出玻璃液的高度h，从而保证公式中A的值精确，最终得到准确的计算结果。
本方案采用以下操作步骤：用卡尺首先测量透明石英坩埚5的横向长度L和纵向宽度b，作为固定值输入计算机9的计算软件中。称取适量的玻璃样品装入透明石英坩埚5内，把装有玻璃样品的透明石英坩埚5放置在升降装置3上固定，再把一对连接铂金导线15的电极片7插进凹槽5a中，固定好位置后，把透明石英坩埚5下降进入高温炉1的炉膛内，启动温度控制装置14对高温炉1进行升温，其中高温炉1的隔热层2作用是在测试过程中对高温炉1进行隔热保温，固态的玻璃随着温度的升高，慢慢熔化成玻璃液后，便可对样品玻璃进行测试了。通过高温炉1正面的观察窗10观察透明石英坩埚5内熔融玻璃液的液面所在刻度线6的位置，得出玻璃液的高度h，作为计算参数之一输入计算机9的计算软件中，通过电化学工作站8测得熔融玻璃的电阻值R，并自动传输给计算机9，最后通过计算软件中公式σ=L/RA便可获得不同温度点玻璃熔体的电阻率。

Claims (4)

1.一种高温熔融玻璃电导率测试装置， 包括高温炉（1）， 在高温炉（1） 的外侧包裹隔热层（2） ， 其特征在于： 在高温炉（1） 上设有观察窗（10）， 在高温炉（1） 的上侧对应设置升降装置（3）， 在升降装置（3）上固定连接支架（4）， 在支架（4）上固定连接透明石英坩埚（5）， 在透明石英坩埚（5）的锅壁上刻有刻度线（6）， 在透明石英坩埚（5）内部的两侧分别连接一个电极（7）， 两个电极（7）均电连接电化学工作站（8），电化学工作站（8）通讯连接计算机（9）；
所述升降装置（3）包括固定板（11）， 在固定板（11）上调节连接螺杆（12）， 螺杆（12）连接电机（13）；
在所述石英坩埚（5）埚底部内部的两侧分别设有一个凹槽（5a）， 在每个凹槽（5a）内均对应固定连接一个所述电极（7）。
2.根据权利要求1所述的一种高温熔融玻璃电导率测试装置， 其特征在于： 所述高温炉（1）连接温度控制装置（14）， 温度控制装置（14）连接所述计算机（9）。
3.根据权利要求1所述的一种高温熔融玻璃电导率测试装置， 其特征在于： 每个所述电极（7）均通过铂金导线（15）连接所述电化学工作站（8）， 铂金导线（15）采用铂铑合金材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种高温熔融玻璃电导率测试装置， 其特征在于： 所述电极（7）采用铂金电极片， 采用铂铑合金材料制成。
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