SU830228A1

SU830228A1 - Датчик окисленности металличес-КОгО РАСплАВА

Info

Publication number: SU830228A1
Application number: SU792789429A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Волков; Анатолий Дмитриевич Неуймин; Вадим Иванович Земцов; Виктор Карлович Гильдерман
Original assignee: Уральский Филиал Всесоюзного Науч-Ho-Исследовательского Института"Цветметавтоматика"; Институт Электрохимии Унц Ah Cccp
Priority date: 1979-07-02
Filing date: 1979-07-02
Publication date: 1981-05-15

Description

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для непрерывного измерения окисленности металлических рас- $ плавов.

Известен датчик окисленности медного расплава, содержащий пробирку из окисной керамики в качестве твердого электролита, эталонный электрод, внутренний токосъемник, наружный токосъемник из молибденовой проволоки. Наружный токосъемник обдувается инертным газом для изоляции молибдена от атмосферы над расплавом [11 .

Недостатками датчика являются »э сложность конструкции из-за необходимости непрерывного обдува молибденового токосъемника и значительная погрешность измерения, обусловленная химическим взаимодействием материала 20 токосъемника с кислородом в анализируемом расплаве.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик окисленности расплава меди Oxycell”, содержащий пробир- ²⁵ку из окисной керамики в качестве твердого электролита, защитный чехол, служащий также наружным токосъемником, эталонный воздушный электрод, внутренний токосъемник и медный блок. 30

Защитный чехол датчика выполнен из кермета, состоящего из С г (72%) и А1_а0₅ (28%) или огнеупорной стали [2]. Недостатком датчика является низкая точность измерений вследствие использования защитного чехла из кермета (Cr + Al^Oj) или из стали, так как металлический компонент чехла Сг или сталь химически взаимодействуют с кислородом расплава, что снижает точность измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений окисленности металлического расплава.

Поставленная цель достигается тем, что датчик окисленности металлического расплава, содержащий твердый электролит, выполненный в виде пробирки, эталонный электрод, внутренний токосъемник и защитный чехол, служащий наружным токосъемником, защитный чехол дополнительно снабжен контактном кольцом, расположенным в нижней части чехла, выполненным из материала следующего состава, вес.%:

40-50

20-35

20-35 где R - лантаноиды.

На чертеже схематически изображен датчик окисленности металлического расплава, разрез.

Датчик содержит твердый электролит, выполненный в виде пробирки 1, оксидный эталонный электрод 2, внут- ренний токосъемник 3, герметик 4 и 5 ⁵ в виде таблеток из окисной керамики и защитный чехол 6, являющийся одновременно наружным токосъемником. Защитный чехол 6 дополнительно снабжен контактным кольцом 7, выполненным из материала следующего состава, вес.%:

СгО₁₅-40-50

R0 ' 20-35

СаО20-35 где R - лантаноиды.

Полупроводниковая смесь окислов, из которой выполнено контактное кольцо, химически не взаимодействует с 20 кислородом, растворенным в анализируе мом металлическом расплаве при 1110-1400°С, что увеличивает достоверность анализа и соответственно повышает точность измерения.

Датчик работает следующим образом.

При погружении датчика в анализируемый расплав за счет разности кислородных потенциалов на эталонном электроде 2 и в анализируемом металлическом расплаве между внутренним ¹токосъемником 3 датчика и наружным токосъемником 6 возникает ЭДС. Величина ЭДС при данной температуре расплава однозначно характеризует окисленность расплава и составляет величину от'нескольких милливольт дс сотен милливольт. Стабильность кис лородного потенциала на эталонном электроде 2 обеспечивается герметизацией внутренней полости твердо- 40 электролитной пробирки 1 таблетками 4 и 5 из твердого электролита. Погружение датчика в расплав сопровож дается термоударом, который смягчается защитным чехлом 6 за счет высокой теплопроводности последнего и его значительной массы. Кроме того, чехол б предохраняет пробирку 1 из окисной керамики от механического воздействия расплава. Контактное кольцо 7, которым дополнительно снабжен чехол б, осуществляет съем кислородного потенциала анализируемого расплава. При этом материал контактного кольца химически не взаимодействует с растворенным в расплаве кислородом., что повышает точность измерения.

Claims

Изобретение относитс к аналитическому приборостроению и может быть использовано дл непрерывного измерени окисленности металлических рас плавов . , Известен датчик окисленности медного расплава, содержащий пробирку из окисной керамики в качестве твердого электролита, эталонный электрод внутренний токосъемник, наружный токосъемник из молибденовой проволоки. Наружный токосъемник обдуваетс инертным газом дл изол ции мопибдена от атмосферы над расплавом Недостатками датчика вл ютс сложность конструкции из-за необходимости непрерывного обдува молибденового токосъемника и значительна погрешность измерени , обусловленна химическим взаимодействием материгша токосъемника с кислородом в анализируемом расплаве. Наиболее близким к предлагаемому вл етс датчик окисленности расгшава меди Oxycell, содержащий пробир ку из окисной керамики в качестве твердого электролита, защитный чехол служащий также наружным токосъемником , эталонный воздушный электрод, внутренний гийосъемник и медный блок Защитный чехол датчика выполнен из кермета, состо щего из С г (72%) и (28%) или огнеупорной стали f2j. Недостатком датчика вл етс низка точность измерений вследствие использовани защитного чехла из кермета (Сг + ) или из стали, так как металлический компонент чехла Сг или сталь химически взаимодействуют с кислородом расплава, что снижает точность измерений. Цель изобретени - повышение точности измерений окисленности металлического расплава. Поставленна цель достигаетс тем, что датчик окисленности металлического расплава, содержащий твердый электролит , выполненный в виде пробирки, эталонный электрод, внутренний токосъемник и защитный чехол, служащий наружным токосъемником, защитный чехо дополнительно снабжен контактнь 1 кольцом, расположенным в нижней части чехла, выполненным нз материала следуицёго состава, вес.%: где R - лантаноиды. На чертеже схематически изображе датчик окисленности металлического расплава, разрез. Датчик содержит твердый электрол выполненный в виде пробирки 1, оксидный эталонный электрод 2, внутренний токосъемник 3, герметик 4 и в виде таблеток из окисной керамики и защитный чехол б, вл ющийс одновременно наружным токосъемником. Защитный чехол 6 дополнительно снабжен контактным кольцом 7, выпол ненным из материала следующего состава , вес.%: где R - лантаноиды. Полупроводникова смесь окислов, из которой выполнено контактное кол цо, химически не взаимодействует с кислородом, растворенным в анализир мом металлическом расплаве при 1110-1400 С, что увеличивает достоверность анализа и соответственно повь-шает точность измерени . Датчик работает следующим образо При погружении датчика в анализи руемый расплав за счет разности кис лородных потенциалов на эталонном электроде 2 и в анализируемом метал лическом расплаве между внутренним токосъемником 3 датчика и наружным токосъемником б возникает ЭДС. Величина ЭДС при данной температуре расплава однозначно характеризует окисленность расплава и составл ет величину отнескольких милливольт д сотен милливольт. Стабильность кислородного потенциала на эталонном электроде 2 обеспечиваетс герметизацией внутренней полости твердоэлектролитной пробирки 1 таблетками 4 и 5 из твердого электролита. Погружение датчика в расплав сопровож даетс термоударом, который см гчаетс защитным чехлом б за счет высокой теплопроводности последнего и его значительной массы. Кроме того, чехол б предохран ет пробирку 1 из окисной керамики от механического воздействи расплава. Контактное кольцо 7, которым дополнительно снабжен чехол б, осуществл ет съем кислородного потенциала анализируемого расплава. При этом материал контактного кольца химически не взаимодействует с растворенным в расплаве кислородом., что повышает точность измерени . Формула изобретени Датчик окисленности металлического расплава, содержащий твердый электролит , выполненный в виде пробирки, эталонный электрод, внутренний токосъемник и защитный чехол, служащий наружным токосъемником, отличающийс тем, что, с целью повыщени точности измерени окисленности расплава, защитный чехол дополнительно снабжен контактным кольцом, расположенным в нижней части чехла, выполненным из материала следующего состава, вес.%: СаО где R - лантаноиды. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Ойси и др. Непрерывный анализ жидкой меди на содержание в ней кислорода . -„Нихон Кочесайси, 1972, т. 88, 1088, р. .103-106.
2.Патент Великобритании W1235091, кл. G 1 N, опублик. 1968 (прототип).