SU1226239A1 - Apparatus for determining electrophysical properties - Google Patents
Apparatus for determining electrophysical properties Download PDFInfo
- Publication number
- SU1226239A1 SU1226239A1 SU843691433A SU3691433A SU1226239A1 SU 1226239 A1 SU1226239 A1 SU 1226239A1 SU 843691433 A SU843691433 A SU 843691433A SU 3691433 A SU3691433 A SU 3691433A SU 1226239 A1 SU1226239 A1 SU 1226239A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- heater
- sample
- thermocouples
- interface
- housing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области технической физики и может быть использовано дл изучени электрофи- зических свойств оксидных материалов в газовых средах. Устройство содержит нагреватель, корпус, который установлен внутри нагревател , электрохимический насос, термопары, измерительную схему и образец. Дл одновременного определени таких электрофизических параметров, как электропроводность и термо-ЭДС, и повьшени точности определени устройство дополнительно содержит твердоэлектро- литньш датчик. Датчик установлен -в контакте с образцом. Нагреватель выполнен так, что обеспечивает область посто нных температур в центральной своей части и с градиентом температур по кра м.- Механизм дискретных перемещений св зан с корпусом через интерфейс и программатор. Датчик и термопары соединены с измерительным прибором и интерфейсом, а интерфейс соединен с электрохимическим насосом. 1 ил.The invention relates to the field of technical physics and can be used to study the electrophysical properties of oxide materials in gaseous media. The device contains a heater, a housing that is installed inside the heater, an electrochemical pump, thermocouples, a measuring circuit and a sample. In order to simultaneously determine such electrophysical parameters as electrical conductivity and thermo-emf, and to increase the accuracy of determination, the device additionally contains a solid-electrode sensor. The sensor is installed in contact with the sample. The heater is designed so that it provides a region of constant temperatures in its central part and with a temperature gradient along the edges. A discrete displacement mechanism is connected to the housing via an interface and a programmer. The sensor and thermocouples are connected to the meter and interface, and the interface is connected to the electrochemical pump. 1 il.
Description
Изобретение относитс к области ехнической физики, в частности к кспериментальной физике, и может ыть использовано дл изучени электрофизических свойств различных оксид ых материалов в газовых средах с азличным парциальным давлением кисорода , а также в технологических роцессах, св занных с получением азличных оксидных материалов с комплексом целевых свойств, которые зааютс их дефектной структурой.The invention relates to the field of engineering physics, in particular to experimental physics, and can be used to study the electrophysical properties of various oxide materials in gaseous media with different partial pressure of oxygen, as well as in technological processes associated with the production of various oxide materials with a complex of target properties that are caused by their defective structure.
Целью изобретени вл етс -одновременное определение электропроводности и термо-ЭДС и повышение точности определени .The aim of the invention is to simultaneously determine the electrical conductivity and thermo-emf and increase the accuracy of the determination.
Устройство состоит из корпуса, выполненного из вакуум-плотной высокотемпературной керамической трубы 1, с торцовых частей которой вакуум-плотно вмонтированы электрохимические твердоэлектролитные датчик 2 и насос 3, выполненные в виде вакуум-плотных пробирок из циркониевой керамики, стабилизированной окисью кальци (ZrO + 15% СаО), которые вл ютс унипол рными ионными проводниками по кислороду. Отличие твердоэлектролитного датчика 2 от твердоэлектролитного насоса 3 за- кшочаётс в степени покрыти пробирок металлическими пористыми электродами . Если у датчика металлические пористые покрыти с внутренней и внешней сторон нанесены лишь точечно на торцовой части пробирки, то у наооса 3 эти покрыти занимают около 1/3 всей поверхности пробирки.The device consists of a body made of vacuum-tight high-temperature ceramic pipe 1, from the end parts of which a vacuum-tightly mounted electrochemical solid electrolyte sensor 2 and pump 3, made in the form of vacuum-tight tubes of calcium oxide stabilized zirconia (ZrO + 15% CaO), which are unipolar ionic conductors for oxygen. The difference between the solid electrolyte sensor 2 and the solid electrolyte pump 3 is related to the degree of coating of the tubes with metal porous electrodes. If the sensor has metal porous coatings on the inner and outer sides, they are only dotted on the end of the test tube, then at nano 3, these coatings occupy about 1/3 of the entire surface of the tube.
Исследуемьй образец 4 закрепл - , ют неподвижно на твердоэлектролит- ном датчике 2. К торцовым част м образца 4 прижаты две измерительные термопары 5, одноименные ветви которых вл ютс потенциометричес- кими вьтодами при измерении термо- ЭДС и электропроводности. Образец из исследуемого материала 4 выполнен в виде цилиндра диаметром 6 - 8 мм и длиной 10- 15 мм с нанесенными на торцовые части металличес- кими электродами которые прижимаютс к термопарам 5 при закреплении образца 4 в держатель дл последнего . Корпус 1 соединен с механизмом 6 дискретных перемещений, который обеспечивает движение его с иссле- дуемьвд образцом 4 вдоль силитового нагревател 7, состо щего из послеInvestigation sample 4 is fixed on the solid electrolyte sensor 2 fixedly. Two measuring thermocouples 5 are pressed to the end parts of sample 4, whose branches of the same name are potentiometric instruments for measuring thermo-EMF and electrical conductivity. The sample from the material under study 4 is made in the form of a cylinder with a diameter of 6–8 mm and a length of 10–15 mm with metal electrodes applied to the end parts and pressed against thermocouples 5 when sample 4 is attached to the holder for the latter. The housing 1 is connected to the mechanism 6 of discrete movements, which ensures its movement with the test 4 by the sample 4 along the silicon heater 7, consisting of
SS
00
5five
00
SS
00
OO
довательно соединенных силитовых стержней, с целью задани необхо- , димого градиента температуры по длине образца 4. Все потенциометричес- кие выводы с твердоэлектролитных датчика 2 и насоса 3, с термопар 5 подведены к интерфейсу 8, который 7ашолнен из стандартных блоков и вл етс соединительным звеном между элементами устройства, измерительным прибором 9 и программатором 10, дл остагествлени автоматического управлени процессом и регулировани задап11ых программой параметров, а таклсе вл етс накопителем необходимой первичной информации, кото- рал в обработанном виде выводитс на регистратор 11. Устройство позвол ет проводить определение электрофизических свойств оксидных материалов в двух режимах: изотермическом и изобарическом .coherent silicon wires to set the required temperature gradient along the length of sample 4. All potentiometric leads from solid electrolyte sensor 2 and pump 3, from thermocouple 5 are connected to interface 8, which is filled with standard blocks and is a connecting link between the elements of the device, the measuring device 9 and the programmer 10, to stop the automatic control of the process and regulate the parameters set by the program, and the speed is the accumulator of the necessary primary information The device, which in the processed form is output to the recorder 11. The device allows the determination of the electrophysical properties of oxide materials in two modes: isothermal and isobaric.
В изотермическом режиме устройство работает следующим образом.In isothermal mode, the device operates as follows.
Все параметры процесса заложены в программе, поддерживаютс и измер ютс автоматическипри выполнении заданных в программе условий. С заданной в программе скоростью программатор 10 через интерфейс 8 осуществл ет разогрев силитового нагревател 7, а также исследуемого образца 4 до те;у|пературы изотермической выдержки , заложенной в программе. После достижени температуры эксперимента программатора 10 через интерфейс 8 механизмом 6 дискретных перемещений, который соединен с корпусом 1, передвижением последнего располагает ис- следуемьт образец 4 внутри изотермической зоны С1-титового нагревател таким образом, что концы образца наход тс при одинаковой температуре, ЭДС термопар 5 равны. Практически од- новреме1- но С этим утанавливаетс запрограммированное парциальное давление кислорода внутри вакуум-плотного корпуса 1. Определенна концентраци кислорода в газовой среде (парциальное давление кислорода) задаетс элек трохимически при пол ризации посто нным током твердоэлектролитного насоса 3 и контролируетс твердоэлектро- литным датчиком 2„ Твердоэлектролит- ньй датчик 2 вл етс также и регупи- рутощим, потенциал которого сравниваетс в программаторе 10 с задан- Hbff по программе и за счет различнойAll process parameters are embedded in the program, maintained and measured automatically when the conditions specified in the program are met. With the speed set in the program, the programmer 10 through the interface 8 performs heating of the silicon heater 7, as well as the sample under study 4, to those that are isothermally controlled in the program. After the experiment temperature of the programmer 10 through interface 8 has been reached by a mechanism 6 of discrete movements, which is connected to housing 1, the sample has to be moved by examining sample 4 inside the isothermal zone of the C1-tithe heater in such a way that the ends of the sample are at the same temperature, the emf of thermocouples 5 are equal. Almost simultaneously, the programmed partial pressure of oxygen inside the vacuum-tight casing 1 is installed. A certain concentration of oxygen in the gas medium (partial pressure of oxygen) is set electrochemically by polarization of the solid-electrolyte pump 3 with direct current and monitored by a solid-electrolyte sensor 2 The hard electrolyte sensor 2 is also regun operative, the potential of which is compared in the programmer 10 with the set Hbff according to the program and due to different
степени пол ризации насоса 3 поддерживаетс посто нным. При достижении равновеси исследуемого образца 4 с .газовой средой, которое определ етс посто нством во времени значени определ емой величины (сопротивлени , термо-ЭДС), это значение и другие через интерфейс 8 ввод тс в программатор 10 в определенную чейку пам ти. При условии равенства температур на концах исследуемого образца 4, т.е. когда образец находитс в изотермической зоне нагревател , измер ютс его сопротивление и паразитическа термо-ЭДС, не обусловленна температурным градиентом.the degree of polarization of the pump 3 is kept constant. When the sample under study is at equilibrium 4 with a gas medium, which is determined by the constant value of a determined value (resistance, thermo-emf) over time, this value and others are entered into the programmer 10 into a certain memory cell via interface 8. Provided that the temperatures at the ends of the sample under study are equal 4, i.e. when the sample is in the isothermal zone of the heater, its resistance and parasitic thermo-emf are not measured, due to the temperature gradient.
После фиксации в пам ти программатора 10 этих значений образец выводитс из изотермической зоны нагревател 7 и температуры концов образца 4 отличаютс . Конец образца, которьй находитс в естественном градиенте нагревател , менее нагрет, а датчик 2 остаетс в изотермической зоне нагревател . Согласно программе задаетс разница ЭДС.термопар 5 при той же средней температуре передвижением корпуса 1 механизмом 6 дискретных перемещений. После достижени равновеси образца 4 с газовой средой фиксируетс значение ЭДС, обусловленное температурным градиентом вдоль исследуемого образца 4. Пол ризацией твердозлектролитного насоса 3 достигаетс следующее запрограммированное значение ЭДС твер- доэлектролитного датчика, которое соответствует новому парциальному давлению кислорода в газовой среде и автоматически поддерживаетс до достижени равновеси образца 4 с газовой средой, и (как на предыдущем значении парциального давлени кислорода в газовой среде) производ тс все измерени . Таким образом, производитс измерени электропроводности и термо-ЭДС в запрограммиAfter the programmer 10 has stored these values in the memory, the sample is removed from the isothermal zone of heater 7 and the temperatures of the ends of sample 4 differ. The end of the sample, which is in the natural gradient of the heater, is less heated, and the sensor 2 remains in the isothermal zone of the heater. According to the program, the difference is set to the EMF of thermopar 5 at the same average temperature by the movement of the housing 1 by the mechanism of 6 discrete movements. After reaching equilibrium of sample 4 with the gaseous medium, the emf value is fixed due to the temperature gradient along the sample 4. By polarizing the solid electrolyte pump 3, the following programmed emf value of the solid electrolyte sensor is obtained, which corresponds to the new partial pressure of oxygen in the gaseous medium and is automatically maintained until equilibrium is reached sample 4 with a gaseous medium, and (as at the previous value of the partial pressure of oxygen in a gaseous medium) are produced in th measurement. Thus, measurements of electrical conductivity and thermo-emf are made in the programs
рованном интервале парпиа-пьного давлени кислорода В заданных точках парциального давлени . Результаты измерений при различных парциальных давлени х кислорода накапливаютс в программаторе 10 и после окончани эксперимента в обработанном виде вывод тс на -регистратор 11 .the par-ip oxygen pressure interval at given partial pressure points. The results of measurements at various oxygen partial pressures are accumulated in the programmer 10 and after the end of the experiment in the processed form are output to the α-recorder 11.
Б изобарическом режиме термо-ЭДС и электропроводность определ ютс аналогичным образом с той лишь разницей , что это определение проводитс при различных температурах в процессе разогрева или охлаждени исследуемого образца 4 с изотермическими вьщержками на конкретных температурах с поддержанием посто нного парциального давлени кислорода в газовой среде.In the isobaric mode, thermo-EMF and electrical conductivity are determined in a similar way with the only difference that this determination is carried out at different temperatures in the process of heating or cooling test sample 4 with isothermal suspensions at specific temperatures while maintaining a constant partial pressure of oxygen in the gaseous medium.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843691433A SU1226239A1 (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Apparatus for determining electrophysical properties |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843691433A SU1226239A1 (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Apparatus for determining electrophysical properties |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1226239A1 true SU1226239A1 (en) | 1986-04-23 |
Family
ID=21100058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843691433A SU1226239A1 (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Apparatus for determining electrophysical properties |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1226239A1 (en) |
-
1984
- 1984-01-13 SU SU843691433A patent/SU1226239A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Moore J.P., Williams R.К. Graves R.S. Precision Measurements of the thermal couductivity electrical resistivity and seebeck coefficient from so to 400 к and their application to pure molybdenum. - Res.Sci. Instr лn, 1974, v. 45, № 1, pp. 87-95. Авторское свидетельство СССР № 879424, кл. G 01 N 25/32, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3598711A (en) | Electrochemical oxygen analyzer | |
US3767469A (en) | In-situ oxygen detector | |
JPS6122260B2 (en) | ||
US3871981A (en) | In-situ oxygen detector | |
US5480523A (en) | Method of using oxygen measuring probe | |
Andrews et al. | An adiabatic calorimeter for use at superambient temperatures. The heat capacity of synthetic sapphire (α-Al2O3) from 300 to 550 K | |
US3454486A (en) | Apparatus for measurement of oxygen potential of gases at high temperatures | |
US3442773A (en) | Electrochemical gas measuring systems | |
SU1226239A1 (en) | Apparatus for determining electrophysical properties | |
US5596134A (en) | Continuous oxygen content monitor | |
US3453864A (en) | Test cell for thermal analysis | |
Somerton et al. | Ring heat source probe for rapid determination of thermal conductivity of rocks | |
Kurchania et al. | Oxygen potential in molten tin and Gibbs energy of formation of SnO2 employing an oxygen sensor | |
Van Wijngaarden et al. | An experimental technique employing a high-temperature gas-tight alumina seal for the assessment of the electrical properties of solid electrolytes | |
Palmer et al. | Thermal-conductivity method for the analysis of gases | |
SU879424A1 (en) | Device for thermal emf determination | |
RU189631U1 (en) | Sensor for measuring the concentration of oxygen and hydrogen in inert, protective and oxidizing gas mixtures | |
JPH01291155A (en) | Method of measuring concentration of hydrogen | |
JP2530076B2 (en) | Sensor probe for measuring the amount of dissolved hydrogen in molten metal and method of using the same | |
US5408184A (en) | Constant-temperature jacket for syringe-type electrolyte conductivity test cells | |
CA1108698A (en) | Device for monitoring a component in a fluid mixture | |
JPH11108733A (en) | Method for measuring vertical variation of liquid level of cryogenic liquid | |
UA120778C2 (en) | ELECTROCHEMICAL SENSOR OF OXYGEN AND CARBON DIOXIDE | |
JPH07225209A (en) | Sensor probe for measuring quantity of hydrogen dissolved in molten metal | |
Tanase et al. | Apparatus for evaluating humidity‐sensing characteristics of solid electrolytes |