Термоэлектрическое устройство для определения содержания примесей в металле

 

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙ- . ,СТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПРИМЕСЕЙ В МЕТАЛЛЕ, содержащее два электро ,да с источниками тепла и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения, каждый электрод выполнен в виде блока, внутренняя полость которого представляет собой закрытую камеру постоянного объема, частично заполненную неэлектропроводным жидким теплоносителем с большими коэффициентами объемного расширения -и теплоотдачи и .внутри которой дополнительно установлены источник тепла и V-образная трубка, сообщающаяся своими открытыми концами с атмосферой , а одним из колен - с верхней I частью камеры через отверстие в стенке трубки, нижняя часть трубки заполнена жидкопрдвижным электропроводным веществом, не смешивающимся с теплоносителем, и имеет контактио1Э устройство, расположенное ниже от| ,верстия в стенке трубки и соединен . ное с одним из источников тeплia, причем соотношение внутренних объемов .камеры и трубки - не менее 25:1. Од ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 0 6 01 N 25/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ::;

К ABTOPCHCNIV СВИДЕТЕЛЬСТВ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3481293/18-25 .(22)10 ° 08.82 (46)15 ° 12.83. Бюл. Р 46 (72)В.Ф. Бердышев, О.М. Блинов, В.М. Соболев, Э.A. Шелковый и Е.Д. Козлов (71)Московский ордена Октябрьской революции и ордена Трудового Красного

Знамени институт стали и сплавов (53) 539.219.1 (088. 8) (56)1. Тулуевский Ю.H Нечаев Е.A

Информационные проблемы интенсификации сталеплавильных процессов", N., "Металлургия", 1978. с. 159. .2. Авторское свидетельство СССР

;Р 392386, кл. G 01 N 25/32, 1973.(54)(57) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙ,СТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПРИМЕСЕЙ В МЕТАЛЛЕ, содержащее два электро,да с источниками телла и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности

„ЯО„„ЯЯ 021 А определения, каждый электрод выполнен в виде блока, внутренняя полость которого представляет собой закрытую камеру постоянного объема, частично заполненную неэлектропроводным жидким теплоносителем с большими коэффициентами объемного расширения -и теплоотдачи и .внутри которой дополнительно установлены источник тепла и V-образная трубка, сообщающаяся своими открытыми концами с атмосферой, а одним нз колен — с верхней ,частью камеры через отверстие в стенке трубки, нижняя часть трубки заполнена жидкоподвижным электропроводным веществом, не смешивающимся с теплоносителем, и имеет контактное Я . устройство, расположенное ниже от . верстия в стенке трубки и соединенное с одним из источников тепла, причем соотношение внутренних объемов С камеры и трубки — не менее 25:1 °

1061021

И зоб ре тени е относится к контролю состава сплавов и может быть использовано в черной и цветной металлур-: гии для целей экспрессного определения примесей или структурно-фазового состава металла. ° 5

Известно устройство для определения содержания примесей в металле по величине термоэлектродвижущей силы, состоящее из двух металлических электродов, нагретых до разных темпе- fo ратур, уровни которых стабилизируются с помощью электронных регуляторов, а термоэлектрический сигнал, характеризующий содержание примеси, регистрируется измерительным прибором 1

Недостатком данного устройства являются инерционность измерительной .и регулирующей аппаратуры, которая приводит к значительной динамическОЙ пОгрешнОсти регулирОвания температур электродов, а, следовательно, к ошибке в контроле состава. Для снижения погрешности контроля в этом случае приходится применять дорогостоящую, прецизионную автоматическую аппаратуру контроля и регулирования температуры.

Наиболее близким к предлагаемому является термоэлектрическое устройство определения содержания примесей в металле, содержащее измерительный прибор и два электрода с источника ми тепла в виде двух блоков, контактирующих с исследуемым образом, каждый из которых представляет собой камеру, заполненную кристаллическим . З5 веществом, меняющим удельный объем при фазовом переходе, причем одна из стенок камеры выполнена подвижной и связана с электрическим выключателем тепла соответствующего 4Q блока, а вещества, заполняющие камеры, имеют разные точки плавления (2 J.

Недостатками данного устройства являются малая чувствительность (небольшие изменения удельного объема 45 при кристаллизации, ограниченный выбор веществ, которые могут быть применены в качестве рабочих, необходимость герметизации устройства с подвижной стенкой, ограниченная возможность изменения температур в широком интервале (Определяется температурой кристаллизации ), трудность плавной настройки температурного диапазона измерения.

Цель изобретения — повышение точности определения содержания примесей.

Поставленная цель достигается тем, что в термоэлектрическом устройстве для определения содержания примесей . в металле, содержащем два электрода .с источниками тепла и измеритель-, ный прибор, каждый электрод выполнен виде блока, внутренняя полость которого представляет собой закрытую .65 камеру постоянного объема, частично заполненную неэлектропроводным жидким теплоносителем с большими коэффициентами объемного расширения и теплоотдачи и внутри которого дополнительно установлены источник тепла и Ч-образная трубка, сообщающаяся своими открытыми концами с атмосферой и одним из колен — с верхней частью камеры .через отверстие в стенке трубки, нижняя часть трубки заполнена жидкоподвижным электропроводным веществом, не смешивающимся с теплоносителем, и имеет контактное устройство, расположенное ниже отверстия в стенке трубки и соединенное с одним из источников тепла, причем соотношение внутренних объемов камеры и трубки .-. не менее 25:1 °

Источником тепла для нагрева теплоносителя служат два электронагревателя, один из которых служит для подачи постоянной мощности, а другойрегулирующий, установлен внутри полости камеры и коммутируется с цепью электропитания электропроводным веществом, находящиглся в трубке.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Оно имеет два электрода 1 и 2, каждый из которых содержит теплоизолированный корпус 3, образующий камеру большого объема, и нагреватели— основной 4 и регулирующий 5. В крышке 6 камеры .закреплена V-образная трубка 7, образующая полость малого объема. В одном из колен трубки имеется отверстие 8, соединяющее полость камеры с атмосферой через открытый конец трубки. На открытых концах

V-образной трубки имеются запорные краны 9 и 10. Внутри трубки нахо-. дится электропроводное вещество 11, с поверхностью которого контактирует элемент 12 контактной группы через электропроводное вещество 11.и контактный элемент 13, соединенный с регулирующим нагревателем и цепьюэлектропитания. Основной нагреватель

4 включен в цепь питания непосредственно. Электроды 1 и 2 соединены с измерительным прибором 14. Проба

15 контактирует с электродами 1 и 2.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы открывают запорные краны и включают электропитание установки. Основной и регули- 1 рующий нагреватели разогревают теплоноситель, который, расширяясь, заполняет полость камеры и трубки. Поднимаясь по трубке, теплоноситель оказывает давление на электропроводное вещество, которое перемещается под действием этого давления в противоположное колено трубки и разрывает цепь ,питания регулирующего нагревателя, Температура теплоносителя понижается, 1061021

Составитель С. Беловодченко

Техред И.Метелева корректор В.Бутяга

Редактор Л. Авраменко

Заказ 10030/45 Тираж В73 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж»35, Раушская наб., д. 4/5

Филиа,л ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4 происходит уменьшение его объема, уровень теплоносителя в колене с

1отверстием понижается, поднимается .уровень электропроводного вещества. и вновь включается цепь регулирующего нагревателя. Процесс повторяется и температура теплоносителя стабилизируется на определенном уровне, определяемом количеством теплоноси-. теля в камере. Точность регулирования зависит от соотношения объемов камеры и трубки. При изменении температуры теплоносителя на величину д1 его объем увеличится на величину

aV.= Vp И Т1 где U — - объем камеры, м ; ф - коэффициент объемного расширения теплоносителя 1/К; д « изменение температуры до .заданного уровня К.

Этот объем перемещаерся в полость трубки, следовательно, вариация температуры в электроде.при регулировании «мФ hg (21

4Чр рт где d — диаметр трубки м

h - высота подъема электропроводного вещества при срабатыва" нии контактной группы, MJ

Р и ..- плотности электропроводного

5 вещества и теплоносителя; кг/м - .

Например, в случае применения в качестве теплоносителя трансформатор,iO нОго масла, а электропроводного ве:щества - ртути и соотношении объемов камеры и трубки более 25, диаметре

:трубки 3 мм, h = 0,5 мм и U

250 мм-сИсоставит 0,31 К. Высокая

1,5.точность поддержания температуры

:электродов повышает, точность контроля содержания примеси, например, в приведенном примере ошибка в опре,делении кремния в чугуне не превысит

0,00бЪ. Проба во время измерения прижимается к электродам, а по величине измеренного сигнала термо-ЭДС и пред, варительной градуировке судят о содержании примеси в

25 пробе.