DE1798248C3 - - Google Patents

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DE1798248C3
DE1798248C3 DE19681798248 DE1798248A DE1798248C3 DE 1798248 C3 DE1798248 C3 DE 1798248C3 DE 19681798248 DE19681798248 DE 19681798248 DE 1798248 A DE1798248 A DE 1798248A DE 1798248 C3 DE1798248 C3 DE 1798248C3
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Wilhelm Anton Prof. Dr.Ing. Habil. 4030 Ratingen Fischer
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/411Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing of liquid metals

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Description

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel derIn the drawing is an embodiment of the

30 erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung dargestellt. Dabei befindet sich im Innern des in die Metallschmelze S eintauchenden, aus stabilisiertem Zir-30 illustrated device designed according to the invention. The interior of the stabilized zirconia immersed in the molten metal S is located

Gegenstand des älteren Zusaf.patents I 301 917 konoxyd bestehenden Rohres 1 eine aus demselben zum Hauptpatent 1 296 834 ist eine Vorrichtung zur Werkstoff bestehende gasdurchlässige Schicht 2, in Ermittlung der Sauerstoffaktivität von in flüssigem 35 die ein Thermoelement T eingesintert ist, dessen Zustand befindlichen Metallen, Metalloxyden und Schenkel 3,3' an ein Millivoltmeter 4 angeschlossen Schlacken, bestehend aus einem aus Sauerstoffionen sind. Auf die Außenwandung des Rohres 1 ist eine leitendem Mischoxyd gasdicht gebrannten rohrförmi- äußere, ebenfalls gasdurchlässige Zirkonoxydgen Behälter, auf dessen Wandung und Boden von schicht S aufgesintert, in die eine Meßelektrode 6 ednaußen und innen gasdurchlässige Zirkonoxydschich- 4« gesintert ist. Die Elektrode 6 ist an das Röhrenvoltten aufgesintert sind, sowie aus einer in der aufgesin- meter 7 angeschlossen und besteht zweckmäßigerterten Innenschicht des in das schmelzflüssige Metall weise aus demselben Metall bzw. aus derselben Meeintauchenden und mit einer Vergleichssubstanz be- tallegierung wie der Schenkel 3' des Thermoelemenkannten Sauerstoffpotentials zu beschickenden Be- tes, der außer an das Millivoltmeter 4 auch an das hälters befindlichen Vergleicheelektrode, die mit 45 Röhrenvoltmeter 7 angeschlossen ist.
einer Meßelektrode durch ein Röhrenvoltmeter ver- In das Rohr 1 führt ein Rohr 8, das ein Vergleichsbunden ist, wobei die MelBelektrode in die äußere, gas bekannten Sauerstoffpartialdiruckes, beispielsgasduirchlässige Zirkonoxycüschicht eingesintert ist. weise Luft, auf die im Zirkonoxydrohr 1 befindliche, Eine derartige, zum stromlosen Messen der elek- das Thermoelement T enthaltende gasdurchlässige tromotorischen Kraft zwischen den beiden Elektro- 5<> Zirkonoxydschicht 2 leitet. Wird die Vorrichtung von den aufgebaute elektrische Zelle ermöglicht die Be- dem flüssigen Metall S unbekannten Sauerstoffgehalstimmung des Sauerstoffgehaltes schmelzflüssiger tes umspült, dann zeigt das Röhrenvoltmeter 7 eine Metalle ohne eine zeitraubende Entnahme und Vor- elektromotorische Kraft an, aus der unter Berückbereitung fester Prüflinge wie bei dem bekannten sichtigung der am Millivoltmeter 4 abzulesenden Heißextraktionsverfahren. Dabei bilden die Zirkon- 55 Temperatur der Schmelze die Sauerstoffaktivität beoxydschichten e;nen wirksamen Schutz des gasdicht rechnet werden kann. Bei entsprechender Eichung gebrannten Meßbehälters gegen schroffen Tempera- des Röhrenvoltmeters 7 kann die Sauerstoffaktivität turwechsel. auch direkt abgelesen werden.
The subject of the older Zusaf.patents I 301 917 conoxyd existing pipe 1 is a device made of the same as the main patent 1 296 834 gas-permeable layer 2, in the determination of the oxygen activity of the metal in the liquid 35 which a thermocouple T is sintered into , Metal oxides and legs 3,3 'connected to a millivoltmeter 4 are slags, consisting of one made up of oxygen ions. On the outer wall of the tube 1 is a conductive mixed oxide burnt gas-tight, tubular outer, also gas-permeable zirconium oxide container, on the wall and bottom of which layer S is sintered, into which a measuring electrode 6 is sintered on the outside and inside gas-permeable zirconium oxide layer. The electrode 6 is sintered onto the tube voltages, as well as from a connected inside the meter 7 and consists expediently of the inner layer of the same metal or the same metal dipped into the molten metal and with a reference substance as the leg 3 ' of the thermocouple-known oxygen potential to be charged, the comparative electrode located on the millivoltmeter 4 as well as on the holder, which is connected to 45 tube voltmeter 7.
In the tube 1, a tube 8, which is a reference bond, leads, the measuring electrode being sintered into the outer, gas-known oxygen partial directives, for example gas-permeable zirconium oxide layer. wise air, which is located in the zirconium oxide tube 1, conducts such a gas-permeable electromotive force between the two electrical zirconium oxide layers 2 for currentless measurement of the electrical thermocouple T. If the device is surrounded by the built-up electric cell, the liquid metal S unknown oxygen content of the oxygen content of the molten liquid baths, then the tube voltmeter 7 shows a metal without a time-consuming removal and pre-electromotive force, from which solid test objects are taken into account as in the well-known view of the hot extraction process to be read on the millivoltmeter 4. The zirconium temperature of the melt forms the oxygen activity beoxydschichten e ; Effective protection of the gas-tight can be expected. With appropriate calibration of the burnt measuring container against the harsh temperature of the tubular voltmeter 7, the oxygen activity can change. can also be read directly.

Aus der Patentschrift 21 673 des Amtes für Erfin- Der besondere Vorteil der erfindungsgemäß ausgedungsund Patentwesen in Ost-Berlin ist zwar be- βο stalteten Vorrichtung besteht darin, daß es nunmehr reits eine Vorrichtung zur Gasanalyse bekannt, bei durch eine einzige Messung möglich ist, in kürzester der der eine Schenkel eine« Thermoelementes gleich- Zeit sowohl die Temperatur als auch den Sauerstoffzeitig auch der Bestimmung des Sauerstoffs dient. gehalt beispielsweise einer Stahlschmelze zu bestim-Das Gerät selbst besteht jtxioch aus einem Festelek- men. Das erleichtert und vervollkommnet unter antrolytrohr oder einem Metallrohr mit einer Ffstelek- 65 derem die Desoxydation! und gestattet, den Chargentrolytscheibe; es eignet sich zwar zum Messen in hei- verlauf beispielsweise einer Konverterschmelze nicht ßen Gasen, nicht aber zum Messen An flüssigen Me- nur temperaturmäßig, sondern auch hinsichtlich ihres tallschmelzen, wie beispielsweise Eisen- oder Stahl- Sauerstoffgehaltes zu überwachen und zu steuern.From the patent 21 673 of the Office for Invention The particular advantage of the inventive design and Patent system in East Berlin is indeed designed device is that it is now A device for gas analysis is already known, in which a single measurement is possible in the shortest possible time the one leg of a "thermocouple" serves both the temperature and the oxygen at the same time to determine the oxygen. to determine the content of a steel melt, for example The device itself consists of a fixed element. This facilitates and perfects under antrolyte tube or a metal pipe with a holder to prevent deoxidation! and allows the batch trolyte disc; Although it is not suitable for measuring a converter melt when it is hot, for example ßen gases, but not for measuring liquids only in terms of temperature, but also in terms of their to monitor and control metal melting, such as iron or steel oxygen content.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

schmelzen mit Temperaturen von etwa 15000C, damelt with temperatures of about 1500 0 C, since . Patentanspruch: das äußere Metallrohr bei einer derartigen Tempesa-. Claim: the outer metal tube in such a Tempesa i tür schmelzen wötife Höd. ions Festelektrolytrohi i door melt wötife Höd. ion solid electrolyte tube Vorrichtung zur Ermittlung der Sauerstoffakti- keine ausreichende; TemperatMmechselbeständlgkeitDevice for determining the oxygen activity no sufficient; Resistance to temperature changes viiät von m flüssigem Zustand befindlichen Me- 5 besitzt, die bei der eingangs erwähntem Vorrichtungviiät of m liquid state has Me- 5, which in the above-mentioned device taller*, Metalloxyden und Schlacken, bestehend durch die gasdurchlässigen Zirkonoxydschichten ge~taller *, metal oxides and slags, consisting of the gas-permeable zirconium oxide layers aus entfern aus Sauerstoffionen leitendem Misch- währleistet wird.from a distance of oxygen ions conductive mixing is ensured. oxyd gasdicht gebranntem rohrförmigen Behälter, Das zwischen der Außen- und Innenelektrode desoxide gas-tight fired tubular container, between the outer and inner electrodes of the auf dessen Wandung und Boden von außen und Gerätes nach dem älteren Zusatzpatent 1301917on its wall and bottom from the outside and device according to the older additional patent 1301917 innen gasdurchlässige Zirkonoxydschichten auf- io durch die stromlos gemessene elektromotorischeinside gas-permeable zirconium oxide layers on-io due to the electromotor measured without current gesintert sind, sowie aus einer in der aufgesjnte-r- Kraft bestimmte Sauerstoffpotential ist bekanntlichare sintered, as well as from an oxygen potential determined in the applied force is known ten Ianenschicht de§ in das scbmelzQüssige Me- direkt abhängig von der Temperatur der Schmelze,th ian layer de§ in the melted liquid directly dependent on the temperature of the melt, tall eintauchenden und: mit, einer Vergleichssub' Diese wurde; bisher mit Thermoelementen oder opti-tall immersed and: with 'a comparison sub' this was; previously with thermocouples or opti- stanz bekannten Sauerstoffpotentials zu beschik- sehen Pyrometern unmittelbar vor der EMK-Mes-punch known oxygen potential to see pyrometers immediately before the EMF measurement kenden Behälter» befindlichen Vergtejehselek- *5 sung gesondert ermitteltThe remainder of the container is determined separately trode, die mit einer in die äußere, gasdurchlässige Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, dietrode, which with an in the outer, gas-permeable The invention is based on the object that Zirkonoxydschicht eingesinterten Meßelektrode Vorrichtung nach dem älteren ZusatzpaUnt so zu ge-Zirconium oxide layer sintered-in measuring electrode device according to the older add-on durch ein Röhrenvoltmeter verbunden ist, nach stalten, daß gleichzeitig mit der Ermittlung desconnected by a tube voltmeter, according to stalten that simultaneously with the determination of the Zusatzpatent 1301917, dadurch gekenn- Sauerstoff potentials auch die Temperatur derAdditional patent 1301917, thereby also identifying the temperature of the oxygen potential zeichnet, daß in die im Innern des röhrenf or- ao Schmelze mit ein und demselben Gerät gemessenrecords that in the inside of the tubular for ao melt measured with one and the same device migen Behälters (1) befindliche gasdurchlässige werden kann. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungs-moderate container (1) located gas-permeable. This problem is solved according to the invention Zkkonoxydschkht (2) ein Thermoelement (>') gemäß dadurch, daß in die im Innern des robrförmi-Zkkonoxydschkht (2) a thermocouple (> ') according to the fact that in the inside of the robrförmi- eingesintert ist, dessen einer Schenkel (3') sowohl gen Behälters befindliche gasdurchlässige Zirkon-is sintered, one leg (3 ') of which is located in both the container and gas-permeable zirconium an das Millivoltmeter (4) des Thermoelementes oxydschicht ein Thermoelement eingesintert ist, des-a thermocouple is sintered into the millivoltmeter (4) of the thermocouple oxide layer, als auch als Vergleichsdektrode an das die elek- »5 sen einer Schenkel sowohl an das Millivoltmeter desas well as a comparison electrode to which the electrodes of one leg are connected to the millivoltmeter of the tromotorische Kraft des Elementes messende Thermoelementes als auch als VergleichselektrodeThermocouple measuring the electromotive force of the element as well as a reference electrode Röhrenvoltmeter (7) angeschlossen ist. an das die elektromotorische Kraft des ElementesTube voltmeter (7) is connected. to which the electromotive force of the element messende Röhrenvoltmeter angeschlossen ist.measuring tube voltmeter is connected.
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