Patents
Search within
Search within the title, abstract, claims, or full patent document: You can restrict your search to a specific field using field names.
Use TI= to search in the title, AB= for the abstract, CL= for the claims, or TAC= for all three. For example, TI=(safety belt).
Search by Cooperative Patent Classifications (CPCs): These are commonly used to represent ideas in place of keywords, and can also be entered in a search term box. If you're searching forseat belts, you could also search for B60R22/00 to retrieve documents that mention safety belts or body harnesses. CPC=B60R22 will match documents with exactly this CPC, CPC=B60R22/low matches documents with this CPC or a child classification of this CPC.
Learn More
Title
Abstract
Claims
Full Document
Find patents
Keywords and boolean syntax (USPTO or EPO format): seat belt searches these two words, or their plurals and close synonyms. "seat belt" searches this exact phrase, in order. -seat -belt searches for documents not containing either word.
For searches using boolean logic, the default operator is AND with left associativity. Note: this means safety OR seat belt is searched as (safety OR seat) AND belt. Each word automatically includes plurals and close synonyms. Adjacent words that are implicitly ANDed together, such as (safety belt), are treated as a phrase when generating synonyms.
Learn More
Search by
Chemistry searches match terms (trade names, IUPAC names, etc. extracted from the entire document, and processed from .MOL files.)
Substructure (use SSS=) and similarity (use ~) searches are limited to one per search at the top-level AND condition. Exact searches can be used multiple times throughout the search query.
Searching by SMILES or InChi key requires no special syntax. To search by SMARTS, use SMARTS=.
To search for multiple molecules, select "Batch" in the "Type" menu. Enter multiple molecules separated by whitespace or by comma.
Learn More
Patent numbers
Search specific patents by importing a CSV or list of patent publication or application numbers.
Způsob měření elektrochemické aktivity, měřicí článek a ponorné měřicí čidlo k provádění tohoto způsobu
CZ291424B6
Czechia
- Other languages
English - Inventor
Omer Paul Ivo Curé Guido Jacobus Neyens
Worldwide applications
Application CZ19963599A events
1995-08-29
1997-11-12
2003-03-12
Description
translated from
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu měření elektrochemické aktivity nekovové tekuté vrstvy, ležící na kovové tavenině, pomocí měřicího článku s elektrochemickým prvkem, který má aktivní část, a s protielektrodou. Vynález se dále týká měřicího článek a ponorného měřicího čidla k provádění tohoto způsobu.
Často je zapotřebí vedle měření v kovových taveninách provádět také měření ve vrstvách, ležících na roztaveném kovu. Například je nutné měřit kyslíkový potenciál strusky k posouzení průběhu metalurgických procesů při výrobě oceli. Rovněž může být zapotřebí měřit aktivity v kryolitové tavenině při elektrolýze hliníku, aby se metalurgický proces nechal kontrolovat a řídit.
Dosavadní stav techniky
Z Radexrundschau 1990. strany 236 až 243 je známo měření kyslíku přímo ve strusce. K tomu je ve strusce umístěn běžný elektrochemický senzor. Elektrochemický senzor má měřicí článek s protielektrodou a elektrochemickým prvkem. Elektrochemický prvek je známým způsobem tvořen svodovou elektrodou, která je umístěna v referenčním materiálu. Tento referenční materiál je zase obklopen trubičkou z tuhého elektrolytu. Takové měřicí články jsou známy například zEP 0 108 431. Slouží rovněž pro měření aktivity ky slíku v kovových taveninách, přičemž vlastní měřicí článek je při průchodu nahoře ležící vrstvou (například struskou) chráněn ochrannou čepičkou.
Známá přímá měření aktivity kyslíku v roztavených vrstvách jako je struska nebo kryolit, ležících na kovové tavenině, přesně polohují elektrochemický prvek uvnitř vrstvy, kterou je zapotřebí měřit. Tato vrstva je zpravidla relativně tenká (např. u strusky v licí pánvi cca 0 až 15 cm), takže proměnlivé umístění elektrochemického prvku má zpravidla za následek proměnlivé výsledky měření. Přesné umístění měřicího článkuje proto často relativně velmi náročné, nebo, ť také polohu hladiny kovové taveniny není jednoduché stanovit. Polohování vyžaduje tedy relativně dlouhou dobu ponoření sondy, takže může být poškozena např. protielektroda a měřicí vedení.
Dále jsou známy metody k analýze strusky, u kterých se odebírají vzorky strusky, které jsou po ztuhnutí a částečně po následném roztavení analyzovány.
Podstata vynálezu
Vycházeje ze známého stavu techniky, vynález si klade za úkol stanovit metodu k měření elektrochemické aktivity, která s co možná nej menšími náklady poskytuje přesné výsledky. Dále je úkolem vynálezu poskytnout elektrochemický prvek vhodný k měření, jakož i měřicí článek.
Uvedený úkol splňuje způsob měření elektrochemické aktivity nekovové tekuté vrstvy, ležící na kovové tavenině, pomocí měřicího článku s elektrochemickým prvkem, který má aktivní část, a s protielektrodou, podle vynálezu, jehož podstatou je, že měřicí článek se ponoří do kovové taveniny skrz nekovovou tekutou vrstvu, že aktivní část elektrochemického prvku se při průchodu nekovovou, tekutou vrstvou obklopí materiálem této vrstvy, že tento materiál až do změření elektrochemické aktivity pokrývá povrch aktivní části elektrochemického prvku, a že
-1 CZ 291424 B6 měření se provádí po ponoření elektrochemického prvku do kovové taveniny uvnitř kovové taveniny. Měřicím článkem se rozumí uspořádání s alespoň jedním elektrochemickým prvkem as jednou protielektrodou, přičemž protielektroda může být umístěna v bezprostřední blízkosti elektrochemického prvku nebo může být od něho vzdálena. Protielektroda může být například umístěna na stěně zásobníku s taveninou nebo může být součástí této stěny. V tomto případě není protielektroda přirozeně ponořena do kovové taveniny skrz nekovovou tekutou vrstvu. Při této metodě jsou měření prováděna v přibližně konstantním prostředí. Přesné polohování článku není zapotřebí, protože kovová tavenina má zpravidla dostatečnou výšku. Rozložení teploty uvnitř kovové taveniny je podstatně homogennější, než ve vrstvě ležící na ní a jejíž aktivita má být změřena, takže vliv kolísání teploty na výsledek měření je oproti známé přímé metodě zanedbatelný. Měření se tedy provádějí za podmínek téměř konstantního prostředí, takže mohou být získány reprodukovatelné popř. navzájem srovnatelné výsledky.
Ke zvýšení přesnosti a reprodukovatelnosti měření je výhodné, že během průchodu potápěného konce měřicího článku skrz nekovovou, kapalnou vrstvu není protielektroda úplně obklopena materiálem této vrstvy a / nebo že tento materiál se před měřením alespoň částečně odstraní z protielektrody, takže protielektroda má přímý kontakt s kovovou taveninou. Tohoto odstranění se může dosáhnout například roztavením. Výhodné je, že může být stanovena aktivita kyslíku měřeného materiálu. Materiálem této nekovové tekuté vrstvy, která leží na kovové tavenině, může například být při tavení železa struska nebo při elektrolýze hliníku kryolit.
Uvedený úkol dále splňuje měřicí článek k provádění způsobu podle vynálezu, pro měření elektrochemické aktivity nekovové, tekuté vrstvy ležící na kovové tavenině, s elektrochemickým prvkem, umístěným na držáku a majícím trubičku z tuhého elektrolytu s aktivní částí, a s protielektrodou, přičemž podstatou vynálezu je, že elektrochemický prvek a protielektroda jsou umístěny v kovové tavenině, přičemž aktivní část je obklopena materiálem nekovové vrstvy, kterou je třeba měřit, a přičemž alespoň část protielektrody v přímém kontaktu s roztaveným kovem, není tedy úplně obklopena materiálem nekovové vrstvy, která se má měřit. Přímý kontakt protielektrody s kovovou taveninou ovlivňuje zejména přesnost výsledku měření. Pro přesné výsledky měřeni je také výhodné, že aktivní část je konstruována jako prstencovitá část povrchu elektrochemického prvku. Protielektroda může být před použitím chráněna potahem, například z lepenky. Tato ochranná vrstva je zničena při průchodu vrstvou, která se má měřit, nebo je zničena v kovové tavenině a zamezuje ulpění materiálu vrstvy, která se má měřit, na protielektrodě.
Je účelné, že potápěný konec trubičky z tuhého elektrolytu je potažen elektricky izolujícím materiálem, přičemž úsek mezi potápěným koncem a ohnivzdorným tělem je bez tohoto potahu. Jako zvláště vhodné potahové materiály se prokázaly například A12O3 nebo MgO. Tímto potažením je zajištěno, že materiál vrstvy, která se má měřit, ulpí na elektrochemickém prvku, takže se měření aktivity může uskutečnit v roztaveném kovu ležícím pod danou vrstvou. Samozřejmě, že materiál vrstvy, která se má měřit, může byl uchycen na trubičce z tuhého elektrolytu i jiným způsobem, například vhodným mechanickým přípravkem pro uchycení tohoto materiálu ve tvaru trubky, nasunuté na elektrochemickém prvku a nedotýkající se ho.
Je účelné, že potápěný konec je potažen maximálně 6 mm ve směru k ohnivzdornému tělu, zejména že potah je dlouhý asi 2,5 mm. Výhodné je dále, že elektrochemický prvek vyčnívá asi 9 až 13 mm z ohnivzdorného těla, zejména asi 11 mm. Těmito rozměry je zajištěno nejen dobré přilnutí materiálu, který se má měřit, na elektrochemickém prvku, ale i spolehlivé měření aktivity tohoto materiálu. Dále může být účelné, že uvnitř elektrochemického prvku je umístěn termočlánek, protože elektrochemická aktivita je také teplotně závislá a tímto způsobem může být zohledněn vliv případného kolísání teploty.
Uvedený úkol dále splňuje ponorné měřicí čidlo k provádění způsobu podle vynálezu, pro měření elektrochemické aktivity nekovové, tekuté vrstvy ležící na kovové tavenině, s elektrochemickým
-2CZ 291424 B6 prvkem, umístěným na držáku, a s protielektrodou, přičemž podstatou vynálezu je, že na protielektrodě je umístěna ochranná vrstva z neohni vzdorného materiálu, a že elektrochemický prvek je prost ochranné vrstvy. Díky ochranné vrstvě na protielektrodě je zamezeno tomu, aby se protielektroda během průchodu vrstvou strusky touto struskou pokryla. Ochranná vrstva se rozpadne v níže ležící kovové tavenině, například shoří nebo se roztaví. Kromě lepenky se mohou použít jiné vhodné materiály, například nízkotavitelná kovová vrstva, jako třeba měď. Zatímco protielektroda není struskou pokryta, může se struska usadit na povrchu elektrochemického prvku a je sním zavedena do kovové taveniny, protože struska se díky nepřítomnosti ochranné čepičky nebo něčeho podobného dostane na elektrochemický prvek přímo. Elektrochemický prvek je možné chránit proti mechanickému poškození, například během transportu, pomocí ochranné vrstvy nebo ochranné čepičky, např. z lepenky. Ochranná čepička se sundá před použitím ponorného čidla, nebo shoří působením sálavého tepla před ponořením.
Výhodné je, že ochranná vrstva je z lepenky a že přednostně celý povrch protielektrody vně držáku je ochrannou vrstvou pokiyt. Dále je účelné, že elektrochemický prvek vyčnívá asi 9 až 13 mm z držáku. Ve výhodném provedení ponorného měřicího čidla je držák opatřen lepenkovou trubkou, na jejímž potápěném konci je měřicí hlava z ohnivzdorného materiálu. Na čelní straně měřicí hlavy jsou elektrochemický prvek a protielektroda, přičemž protielektroda alespoň částečně prstencovitě obklopuje elektrochemický prvek a například prochází jako kovová trubka skrz měřicí hlavu a na čelní straně z ní vyčnívá. Dále je účelné, že kontakty k protielektrodě a k elektrochemickému prvku jsou vedeny vnitřkem držáku. Tyto kontakty jsou známým způsobem spojeny s měřicí a vyhodnocovací elektronikou.
Vynález je podle uvedeného také řešen použitím měřicího článku s elektrochemickým prvkem, umístěným v držáku a s protielektrodou, k měření elektrochemické aktivity materiálu nekovové kapalné vrstvy, ležící na kovové tavenině. Měření je prováděno v kovové tavenině.
Přehled obrázků na výkresech
V následujícím bude blíže vysvětleno příkladné provedení vynálezu podle obrázku. Na obrázcích:
obr. 1 znázorňuje příkladné provedení měřicího článku s elektrochemickým prvkem podle vynálezu.
obr. 2 znázorňuje provedení s nepotaženou trubičkou z elektrolytu (průměr 5 mm), obr. 3 znázorňuje provedení s nepotaženou tenkou trubičkou z elektrolytu (průměr 3 mm), přičemž trubička nevyčnívá přes protielektrodu.
obr. 4 znázorňuje provedení, u kterého je aktivní část vytvořena jako prstencovitá část povrchu elektrochemického prvku, obr. 5 znázorňuje měřicí prvek ponořený v nádobě s taveninou, přičemž na elektrochemickém prvku ulpívá struska a protielektroda je částečně odtavena a částečně je pokryta struskou.
Příklady provedení vynálezu
Měřicí článek podle obr. 1 má elektrochemický prvek 1, který je pomocí cementu upevněn v držáku, který má ohnivzdorné tělo 2. Držák je na potápěném konci měřicího článku tvořen ohnivzdorným materiálem 3, například slévárenským pískem a na něj navazující lepenkovou trubkou 4. Z elektrochemického prvku 1 je vyvedena elektroda 5, která je spojena s měřicí
-3 CZ 291424 B6 elektronikou. Protielektroda 6 je tvořena kovovou trubkou, která obklopuje elektrodu 5, a která vyčnívá na potápěném konci měřicího článku z ohnivzdorného materiálu 3 držáku. Tato vyčnívající část je pokryta vrstvou z lepenky, která není na obrázku znázorněna, a která má zabránit přilnutí materiálu během průchodu potápěného konce měřicího článku skrz nekovovou tekutou vrstvu, ležící na kovové tavenině. Trubička 7 z tuhého elektrolytu elektrochemického prvku 1 je na svém potápěném konci potažena vrstvou elektricky izolujícího materiálu 8. Tato vrstva se skládá převážně z MgO, avšak může také být vytvořena z A12O3 nebo z nějakého jiného izolujícího materiálu. Vrstva je asi 50 mikrometrů silná, může být také trochu silnější. Povlak je směrem k ohnivzdornému tělu 2 dlouhý asi 2,5 mm. Mezi oblastí trubičky 7 z tuhého elektrolytu, potaženou elektricky izolujícím materiálem 8 a ohnivzdorným materiálem 3, ve kterém je trubička 7 z tuhého elektrolytu uložena, se nachází asi 11 mm dlouhá nepotažená oblast, takzvaná aktivní část elektrochemického prvku L
Při měření je měřicí článek veden skrz vrstvu strusky, ležící na ocelové tavenině. Přitom se elektrochemický prvek j_ obklopí struskou, takže se struska zavede do ocelové taveniny. V ocelové tavenině nastane velice rychle teplotní rovnováha v oblasti elektrochemického prvku 1 a je měřena aktivita kyslíku tekuté vrstvy strusky. Při průchodu vrstvou strusky je zamezeno pomocí lepenky 10 umístěné na protielektrodě 6, aby se struska pevně usadila na protielektrodě
6. Během měření je tedy protielektroda 6 přímo v kontaktu s ocelovou taveninou.
Místo elektricky izolujícího materiálu 8 na špičce elektrochemického prvku 1 je možné si představit také použití jiných prostředků, které ovlivní přilnutí strusky k elektrochemickému prvku 1. Elektrochemický prvek 1, který vyčnívá asi 9-13 mm, zejména 11 mm z ohnivzdorného těla 2, by mohl být obklopen trubičkou, která vytvoří prstencovitý prostor. Jak je znázorněn na obr. 2 a 3, touto trubičkou může být například protielektroda 6 chráněná lepenkou jjO. Přitom lepenka 10 nemusí být vytvořena jako čepička, kryjící celý povrch protielektrody 6, nýbrž může být umístěna také na vnějším povrchu volné část protielektrody 6, například pomocí lepicí fólie. Obr. 4 znázorňuje měřicí článek, u kterého je aktivní část vytvořena jako prstencovitá povrchová část 9 elektrochemického prvku L Na obr. 5 je zobrazeno umístění elektrochemického prvku v kovové tavenině, přičemž na aktivní části ulpěla struska, zatímco protielektroda je j iž částečně odtavena a rovněž částečně pokryta struskou.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (18)
Hide Dependent
translated from
Claims (18)
Hide Dependent
translated from
1. Způsob měření elektrochemické aktivity nekovové tekuté vrstvy, ležící na kovové tavenině, pomocí měřicího článku s elektrochemickým prvkem, který má aktivní část, a s protielektrodou, vyznačující se tím, že měřicí článek se ponoří do kovové taveniny skrz nekovovou tekutou vrstvu, že aktivní část elektrochemického prvku (1) se při průchodu nekovovou, tekutou vrstvou obklopí materiálem této vrstvy, že tento materiál až do změření elektrochemické aktivity pokrývá povrch aktivní části elektrochemického prvku (1), a že měření se provádí po ponoření elektrochemického prvku (1) do kovové taveniny uvnitř kovové taveniny.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že při průchodu potápěného konce měřicího článku nekovovou, tekutou vrstvou se protielektroda (6) neúplně obklopí materiálem této vrstvy a/nebo tento materiál se před měřením alespoň částečně z protielektrody (6) odstraní.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se měří aktivita kyslíku.
-4CZ 291424 B6
4. Měřicí článek k provádění způsobu podle jednoho z nároků 1 až 3, pro měření elektrochemické aktivity nekovové, tekuté vrstvy ležící na kovové tavenině, s elektrochemickým prvkem (1), umístěným na držáku, který má ohnivzdorné tělo (2), a majícím trubičku (7) z tuhého elektrolytu s aktivní částí, a s protielektrodou (6), vyznačující se tím, že elektrochemický prvek (1) a protielektroda (6) jsou umístěny v kovové tavenině, přičemž aktivní část je obklopena materiálem nekovové vrstvy, kterou je třeba měřit, a přičemž alespoň část protielektrody (6) má přímý kontakt s kovovou taveninou.
5. Měřicí článek podle nároku 4, vyznačující se tím, že potápěný konec trubičky (7) z tuhého elektrolytu je potažen elektricky izolujícím materiálem (8), přičemž oblast mezi potápěným koncem a ohnivzdorným tělem (2) je prosta tohoto potahu.
6. Měřicí článek podle nároku 5, vyznačující se tím, že potápěný konec trubičky (7) z tuhého elektrolytu je potažen A12O3 nebo MgO.
7. Měřicí článek podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že potápěný konec je potažen maximálně 6 mm ve směru k ohnivzdornému tělu (2).
8. Měřicí článek podle nároku 7, vyznačující se tím, že potažení směrem k ohnivzdornému tělu (2) je 2,5 mm dlouhé.
9. Měřicí článek podle jednoho z nároků 4 až 8, vyznačující se tím, že elektrochemický prvek (1) vyčnívá 9 až 13 mm z ohnivzdorného těla (2).
10. Měřicí článek podle nároku 9, vyznaču j í cí se t í m , že elektrochemický prvek (1) vyčnívá 11 mm z ohnivzdorného těla (2).
11. Měřicí článek podle jednoho z nároků 4 až 10, vyznačující se tím, že uvnitř elektrochemického prvku (1) je umístěn termočlánek.
12. Měřicí článek podle nároku 4, vyznačující se tím, že aktivní část je vytvořena jako prstencovitá část povrchu (9) elektrochemického prvku (1).
13. Ponorné měřicí čidlo k provádění způsobu podle jednoho z nároků 1 až 3, pro měření elektrochemické aktivity nekovové, tekuté vrstvy ležící na kovové tavenině, s elektrochemickým prvkem, umístěným na držáku, a s protielektrodou, vyznačující se tím, že na protielektrodě (6) je umístěna ochranná vrstva (10) z neohni vzdorného materiálu, a že elektrochemický prvek (1) je prost ochranné vrstvy.
14. Ponorné měřicí čidlo podle nároku 13, vyznačující se tím, že ochranná vrstva (10) je z lepenky.
15. Ponorné měřicí čidlo podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že ochranná vrstva (10) pokrývá celý povrch protielektrody (6) vně držáku.
16. Ponorné měřicí čidlo podle jednoho z nároků 13 až 15, vyznačující se tím, že elektrochemický prvek vyčnívá 9 až 13 mm z držáku.
17. Ponorné měřicí čidlo podle jednoho z nároků 13 až 16, vyznačující se tím, že držák má lepenkovou trubku (4), na jejímž potápěném konci je umístěna měřicí hlava z ohnivzdorného materiálu (3), že elektrochemický prvek (1) a protielektroda (6) jsou umístěny na čelní straně měřicí hlavy, a že protielektroda (6) alespoň částečně prstencovitě obklopuje elektrochemický prvek (1).
-5 CZ 291424 B6
18. Ponorné měřicí čidlo podle jednoho z nároků 13 až 17, vyznačující se tím, že kontakty k protielektrodě (6) a k elektrochemickému prvku (1) vedou vnitřkem držáku a jsou spojeny s měřicí a vyhodnocovací elektronikou.