CS196727B1 - Dismantable probe for determination of the oxygen contents in the furnace atmosphere,smoke gases and other heat-technical appliances - Google Patents
Dismantable probe for determination of the oxygen contents in the furnace atmosphere,smoke gases and other heat-technical appliances Download PDFInfo
- Publication number
- CS196727B1 CS196727B1 CS338977A CS338977A CS196727B1 CS 196727 B1 CS196727 B1 CS 196727B1 CS 338977 A CS338977 A CS 338977A CS 338977 A CS338977 A CS 338977A CS 196727 B1 CS196727 B1 CS 196727B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- sensor
- probe
- determination
- support tube
- dismantable
- Prior art date
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 title description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 title 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 229910021525 ceramic electrolyte Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910000629 Rh alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- MGRWKWACZDFZJT-UHFFFAOYSA-N molybdenum tungsten Chemical compound [Mo].[W] MGRWKWACZDFZJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003452 thorium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
Vynález se týká rozebíratelné sondy na stanovení obsahu kyslíku v atmosféře pecí, kouřových plynech a jiných tepelně-technických zařízeních s čidlem z pevného keramického elektrolytu na bázi koncentračního galvanického článku.The present invention relates to a removable probe for determining the oxygen content of furnace atmosphere, flue gases and other thermo-technical devices with a solid ceramic electrolyte sensor based on a concentration galvanic cell.
Až dosud byl problém měření obsahu kyslíku v horkých atmosférách řešen analyzátory, které byly zařízeny na odběr vzorků atmosféry a stanovení se provádělo mimo měřené prostředí magnetické analyzátory, Orsatův přístroj atd.), nebo sondami s čidlem na bázi pevných elektrolytů, které jsou pevně připojeny na nosnou konstrukci nebo její části, jak je popsáno v čs. autorském osvědčení 168846. Vynález popisuje čidlo, které je pájené skelnou pájkou, a které má vzhledem' k tomu omezený teplotní rozsah do 1 000 °C. Také konstrukce sondy z nerezové o celi nedovoluje delší expozici při teplotách nad 1 000 °C. Jiné sondy mají mají čidla pevně spojena s nosnou keramickou trubicí a jejich nedostatek spočívá v tom, že při poškození elektrod čidla, například silně redukční atmosférou, je nutno vyměnit celou sondu.Until now, the problem of measuring the oxygen content in hot atmospheres has been solved by analyzers which were equipped for sampling the atmosphere and the determination was carried out outside the measured environment by magnetic analyzers, Orsat instrument, etc.) or by probes with solid electrolyte sensors which are bearing structure or parts thereof, as described in MS. The invention discloses a sensor which is soldered by glass solder and which has a limited temperature range of up to 1000 ° C. Also, the design of the stainless steel probe on the cell does not allow longer exposure at temperatures above 1000 ° C. Other probes have the sensors firmly connected to the ceramic support tube and their drawback is that if the sensor electrodes are damaged, for example by a strongly reducing atmosphere, the entire probe needs to be replaced.
Uvedené nedostatky odstraňuje vynález, jehož podstatou je, že osazené čidlo utěsněné v nosné trubici labyrintem a pružným, žáruvzdorným, chemicky odolným' těsněním a opatřené vnější a vnitřní elektrodou dosedá jednak na termočlánek, jednak na čelo nosné trubice, kde je drženo výstupkem' horní části mechanického spoje, který je pevně spojen s nosnou trubicí, v niž je umístěn vodič. Horní část mechanického spoje je uspořádána jako ochrana proti ošlehávání čidla plamenem a zanášením, například opatřena nákružkem.These disadvantages are overcome by the invention which is based on the fact that the mounted sensor sealed in the support tube with a labyrinth and a flexible, refractory, chemically resistant seal and provided with an external and internal electrode abuts both on the thermocouple and on the support tube. a mechanical joint that is rigidly connected to the support tube in which the conductor is located. The upper part of the mechanical joint is arranged to protect the sensor from flame and fouling, for example with a collar.
Výhoda vynálezu spočívá v tom, že k nosné keramické trubici je čidlo sondy připevněno rozebíratelným mechanickým spojem s keramického materiálu, který nereaguje ani s materiálem čidla, ani s materiálem nosné trubice. Rozebíratelný spoj může být řešen závitem nebo spojením na způsob Bayonetova uzávěru a podobně. Tvar spoje musí mít takovou formu, aby tvořil labyrint, kterým i bez utěsnění by plyn obtížně komunikoval zevnitř nebo naopak zvenčí. Těsnění může být provedeno keramickými vlákny, odolávajícími provozním teplotám. Kontakt mezi elektrodami čidla a termočlánkem' nebo spojovacími vodiči je tvořen mechanickým tlakem vyvozeným uzávěrem- (výstupkem). Materiál elektrod, termočlánků a spojovacího vodiče je z materiálu odolávajícího teplotám a prostředí, například do oxidačního prostředí a teploty 1300 °C platina, slitina platina-rhodium, pro redukční prostře196727 dí wolfram-molybden. Materiál čidla z pevného elektrolytu se volí také podle teploty při které má sonda pracovat. Do teploty 700 °C se užívá pevný elektrolyt na bázi kysličníku vizmutiťého BI2O3 do teploty 1 400 °G pevný elektrolyt na bázi kysličníku zirkoničitého nebo thoričitého ZrO2, ThCh nebo mullitu. Ochrana proti chemické korozi elektrod se provádí porézním povlakem na bázi kysličníku hlinitého AI2O3. Výhody tohoto vynálezu se využijí při měření obsahu kyslíku v pecích, spalovacích komorách a jiných tepelně-technických zařízeních pro nepřetržité a dlouhodové sledování obsahu kyslíku.An advantage of the invention is that the probe sensor is attached to the ceramic support tube by a removable mechanical joint with a ceramic material that does not react with either the sensor material or the support tube material. The removable joint may be a threaded or Bayonet-type joint or the like. The shape of the joint shall be such as to form a labyrinth which, even without sealing, would make it difficult for the gas to communicate from the inside or from the outside. The sealing may be performed with ceramic fibers resistant to operating temperatures. The contact between the sensor electrodes and the thermocouple or the connecting wires is formed by the mechanical pressure exerted by the closure (protrusion). The material of the electrodes, thermocouples, and the connecting conductor is of a material resistant to temperatures and environments, for example to the oxidizing environment and to a temperature of 1300 ° C platinum, platinum-rhodium alloy, for tungsten-molybdenum reducing environment. The solid electrolyte sensor material is also selected according to the temperature at which the probe is to be operated. Up to a temperature of 700 ° C, a solid bismuth oxide-based electrolyte BI2O3 is used up to a temperature of 1400 ° C, a solid zirconium or thorium oxide electrolyte ZrO2, ThCh or mullite. Protection against chemical corrosion of the electrodes is achieved by a porous coating based on alumina Al2O3. The advantages of the present invention will be utilized in the measurement of the oxygen content in furnaces, combustion chambers and other thermo-technical equipment for continuous and long-term monitoring of the oxygen content.
Vynález bude blíže vysvětlen a popsán popomocí výkresu znázorňujícího řez sondou na příkladu možného uspořádání sondy.The invention will be explained and described in more detail by means of a drawing showing a cross-section of a probe using an example of a possible probe arrangement.
Sonda se skládá z čidla 1 z pevného elektrolytu ve tvaru jednostranně uzavřeného válce s nanesenými elektrodami. Vnější elektroda 2 je protažena pod osazením čidla tvoří kontakt v vodiči 5. Vnitřní elektroda 3 se dotýká termočlánku 6. Čidlo 1 je přitlačeno horní částí mechanického spoje 4, který je vypracován ve výstupek 12 pomocí závitu 8 na dolní část mechanického spoje 9. Tato část je pevně přitmelena k nosné konstrukci 7 v jejichž kapilárách 10 prochází vodič 5. Utěsnění 11 mimo labyrintu tvořeného horní částí mechanického spoje 4 čidlem! 1 a nosnou trubicí 7 je provedeno také těsněním 11, keramickými vlákny, která jsou žáruvzdorná a chemicky odolná. Výměna čidla 1 se provede odšroubováním horní části mechanického spoje 4 vyjmutím čidla 1 a opětným' zasunutím nového čidla 1 s případným doplněním těsnění 11 keramickými vlákny. Horní část mechanického spoje 4 je vytvořena v nákružek 13, který chrání vlastní čidlo 1 před ošleháváním plamenem a zanášením pevnými i kapalnými částicemi z měřeného prostředí.The probe consists of a solid electrolyte sensor 1 in the form of a one-sided closed electrode coated cylinder. The outer electrode 2 extends below the shoulder of the sensor to form a contact in the conductor 5. The inner electrode 3 contacts the thermocouple 6. The sensor 1 is pressed by the upper part of the mechanical joint 4 which is formed in the projection 12 by the thread 8 to the lower part of the mechanical joint 9. is sealed to the support structure 7 in whose capillaries 10 the conductor 5 passes. The seal 11 outside the labyrinth formed by the upper part of the mechanical connection 4 by the sensor! 1 and the support tube 7 is also provided by a ceramic fiber seal 11 which is refractory and chemically resistant. The sensor 1 is replaced by unscrewing the upper part of the mechanical connection 4 by removing the sensor 1 and reinserting the new sensor 1, possibly adding a ceramic fiber seal 11. The upper part of the mechanical joint 4 is formed in a collar 13, which protects the actual sensor 1 from flame blasting and fouling of solid and liquid particles from the measured environment.
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS338977A CS196727B1 (en) | 1977-05-23 | 1977-05-23 | Dismantable probe for determination of the oxygen contents in the furnace atmosphere,smoke gases and other heat-technical appliances |
| CS765185A CS256451B3 (en) | 1977-05-23 | 1985-10-28 | Demountable probe for oxygen content determination |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS338977A CS196727B1 (en) | 1977-05-23 | 1977-05-23 | Dismantable probe for determination of the oxygen contents in the furnace atmosphere,smoke gases and other heat-technical appliances |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS196727B1 true CS196727B1 (en) | 1980-04-30 |
Family
ID=5373798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS338977A CS196727B1 (en) | 1977-05-23 | 1977-05-23 | Dismantable probe for determination of the oxygen contents in the furnace atmosphere,smoke gases and other heat-technical appliances |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS196727B1 (en) |
-
1977
- 1977-05-23 CS CS338977A patent/CS196727B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3928161A (en) | Gas measuring probe for industrial applications | |
| US4279142A (en) | Technique for in situ calibration of a gas detector | |
| SU1142783A1 (en) | Gas analysis device having solid electrolyte based galvanic cells | |
| JPS6041736B2 (en) | oxygen detector | |
| US3630874A (en) | Device for determining the activity of oxygen in molten metals | |
| US4784728A (en) | Oxygen measuring apparatus and method with automatic temperature compensation | |
| US3791954A (en) | Device for measuring oxygen concentration of molten metal | |
| CA1098337A (en) | Pyrometric sheath and process | |
| US3661749A (en) | Apparatus for measuring in a continuous manner the oxygen in a molten metal | |
| US4247380A (en) | Technique for in situ calibration of a gas detector | |
| CS196727B1 (en) | Dismantable probe for determination of the oxygen contents in the furnace atmosphere,smoke gases and other heat-technical appliances | |
| CA1276432C (en) | Solid state arsenic probe for use in pyrometallurgical processes | |
| Badwal et al. | Oxygen measurement with SIRO2 sensors | |
| US3278341A (en) | Thermocouple device for measuring the temperature of molten metal | |
| JP3287915B2 (en) | Melt measuring instrument | |
| JPH0128338B2 (en) | ||
| PL103051B1 (en) | DEVICE FOR POTENTIOMETRIC GAS ANALYSIS | |
| Allen et al. | Solid state bonding of ceramics with platinum foil | |
| JPH0462463A (en) | Sensor probe having solid reference material | |
| Ji et al. | A Probe for measuring oxygen activity in molten glasses | |
| JPH0628687Y2 (en) | Continuous oxygen concentration measuring device | |
| JPH032850Y2 (en) | ||
| RU77108U1 (en) | THERMAL CONVERTER | |
| JPS61198047A (en) | Structure for insertion type oxigen detector | |
| RU2111429C1 (en) | Device for check of completeness of fuel burning and decarburization |