Способ измерения влажности защитных газов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистиыеских

Республик (6I) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 260477 (2t) 2479636/18-25 с присоединением заявки РЙ (23) Ilриоритет (43) Опубликовано 151178.Б(оллетень № 42 (45) Дата опубликования описания 251178 (51) M. Кл.

601 4 ? 5/56! осударственный комитет (,овета Министров (:(;(:Р оо делам изобретений и открытий (53) УДК 551,508, . 7 (088. 8) (723 вторы изобретения

В.Л. Пишванов; В.Н .Теуш, Л. Гильми з янов, И. В. Кирнос и A.Ä.Íåóéìèí

Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ЗЩИТНЫХ

ГАЗОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле и регулировании окислительно-восстановительных свойств защитных газов в процессе их производства и применения в печах терглической обработки металла.

Известен способ влажности газов электрохимическим датчиком кислородного потенциала с твердым электролитом из окиси циркония равновесного парциального давления кислорода (Ц .

Однако этот способ непригоден для измерения влажности защитных газов, которые обычно не содержат свободного кислорода.

Ближайшим техническим решением к изобретению является способ измерения влажности защитных газов, представляющих собой смесь Н2 — Ж вЂ” Н О вЂ” СО - CO †(з — СН заключаю2 2 2 4 щийся в использовании электрохимического датчика с твердым электролитом и электродами для определения соотношения H2!Н2О и последующего расчеTd влажности газа по этому соотношению при известной концентрации водоРода (2) °

Однако, когда на элек тродах датчика протекают реакции в анализируемом газе и устанавливается термодинамическое равновесие, измерение фактической неравновесной влажности газа в печи при помощи датчика кислородного потенциала невозможно.

Целью изобретения является расширение области использования датчика за счет обеспечения термодинамического равновесия на электродах

Для этого по предлагаемому способу в анализируемой газовой смеси устанавливают температуру.электродов ,o . датчика в пределах 450-750 С, время пребывания газовой смеси в приэлектродном пространстве 0,004-0,01 с, причем используют электроды, обеспечивающие термодинамическое равновесие только по реакции горения водорода.

При температурах выше 750 с Увеличиваются скорости реакций СНФ Н203Н20.

+СО и СО+и О-СО +Н . Это приводит к изменению влажности анализируемого газа в приэлектродном пространстве датчи о ка. Ilp температурах ниже 4 5 0 С с нижается электрохимическая активность электродов и возрастает сопротивление твердого электролита.

Увеличение времени пребывания газа в приэлектродном пространств» более 0,01 с приводит к снижению влаж632943

Формула изобретения

Составитель А,Платова

Редактор Л.Батанова Техред A.Àëàòûðeâ Корректор Н.Ковалева

Заказ 654 5/35 Тираж 1070 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва,, Ж-35 Раушская наб. д. 4)5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 кости газа в датчике за счет реакций водяного газа и конверсии метана и других углеводородов. При уменьшении времени пребывания менее 0,004 анализируемай газ охлаждает рабочую часть датчика.

Пример осуществления предлагаемого способа.

Проводились измерения влажности защитного газа двух типов.

1. Азотноводородный газ с добавками. природного газа до 5Ъ (5,0В И

0 0-0 05%СН4, 0> < 0,003%, 90-95% N2i

0.01-0,1Е Н,0 ).

2. Экэотермический газ, очищаемый от COg (1,0 1„2% Н«1,5-1,7Ú Со

0<< 0,003%,

Анализируемый газ подавался по керамической трубке на внутренний электрод датчика, выполненного в виде пробирки. Размеры пробирки, керамической трубки и расход газа на датчик обеспечивалй время пребывания анализируемого газа в приэлектродном пространстве 0,008 с. B рабочей части датчика поддерживалась температура 750 С. В качестве газа сравйения использовали. воздух (РО = 0,21 ати) .

Влажность газа определяли по уравнению н о ф -(ОД3369«О,О992 Kр-0,0992

К>- константа равновесия реакции

,O=V,+ 0,SO

P„p,Р„- парциальные давлейия водяных паров и водорода.

Использование предлагаемого способа контроля влажности защитных газов при помощи электрохимического датчика кислородного потенциала обеспечивает надежный автоматический контроль осйовной характеристики окислительно-восстановительных свойств печной атмосферы — влажности.

Предлагаемым способом можно контролировать влажность защитных атмосфер в термических печах при регулиро5 ванин ее добавками природного газа и других углеводородных газов в условиях, когда термодинамическое.равHoBесие не устанавливается. Поддерживая необходимую влажность защитных

10 газов в печи, можно с помощью датчика управлять газовым режимом термических печей, обеспечить защиту стали от окисления и обезуглероживания.

Способ измерения влажности защитных газов, представляющих собой смесь

Нд-Н О-СОд-CO т СН4, заключающийся в исполь зовании электрохимического дат20 чика с твердым электролитом и электродами для определения отношенияН tН 0 и последующего расчета влажности газа по этому соотношению при известной концентрации водорода, о т л и

25 ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области использования датчика за счет обеспечения термодинамического,равновесия на электродах, в анализируемой газовой смеси устанавливают температуру электродов датчика в пределах.450-750 0, время пребь|вания газовой смеси в приэлектродном пространстве 0,004-0,01 с, причем используют электроды, обеспечивающие термодинамическое равновесие только пО реакции горения водорода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.R.Q.Í. НесоМ "Ме1аИигg a and Netaf 1огпцпц 4972, v. 39 yÔË2 р,И3-44б

2.6. У Lout ence, Н.S- брас16.D. L. Sñéãîåäå

"Ао1о аМсо "4969, oP..5;pp 633-643.