Датчик окисленности металлическогорасплава

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик

< >851249 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.07 ° 79 (21) 2789430/18-25 с присоединением заявки И (23) Приоритет (51)M. Кл.О(01 Й 27/46

ВвуднрстеенныС квинтет

СССР ав,ненни нзебретеннй н втнрытнй

Опубликовано 30.06,81. Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 30. 07. 81 (5S) УД1(З43.2И (088.8) (72) Авторы изобретения

i (А.Н. Валков, А.Д. Неуймнн и В.К. Гт льдерман

1:-

Уральский филиал Всесоюзного научно- йселедовательского и конструкторского института "Цве метар оматика" и Институт электрохимии УНЦ

1 (71) Заявители (54) ДАТЧИК ОКИСЛЕННОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА

Изобретение относится к аналитическому прибороСтроению и может быть использовано для непрерывного измере,ния окисленности металлических расплавов.

Известен датчик для определения химической активности кислорода, растворенного в жидком металле, содержащий трубку из огнеупорного окисла, таблетку из окисной керамики в ка!

О честве твердого электролита и эталонный электрод. Таблетка крепится к трубке с помощью газоппотной эамаз= ки t.1).

Недостатком такого датчика явля15 ется ненадежность его в работе, которая обуславливается, во-первых, aesaдежностью крепления таблетки твердого электролита к трубке из огнеупорного

- окисла вследствие высокой температуры анализируемой среды и различных коэ4фициентов расширения сочленяемтх материалов, во-вторых, отсутствием защитного кожуха у датчика.

Наиболее близок к предлагаемому датчик окисленности расплава меди

"Охусе11™, содержащий чехол из окисной керамики в качестве твердого электролита, эталонный газовый электрод, внутренний токосъемник, защитный кожух из металлокерамики или стали, служащий одновременно наружным токосъемником, и медный блок. Чехол из окисной керамики соединен с защитным кожухом посредством огнеупорного кольца и клемы. Медный блок крепится к защитному кожуху зажимными винтами (2).

Недостатками известного датчика

-являются его низкая надежность в работе вследствие возможного разрушения (термического, механического, химического) чехла в расплаве и зна-чительная погрешность измерения, обусловленная концентрационной поляриза.цией электродов датчика иэ-за больmoro перепада парциальных давлений

3 85 кислорода на эталонном электроде (0,21 атм) и в анализируемом расплаве.

Цель изобретения — повышение срока службы датчика и точности измерения окисленности металлического расплава., Поставленная цель достигается тем, что в датчике, содержащем чехол из окисной керамики, эталонный электрод, внутренний токосъемник и защитный ко" жух, являющийся наружным токосъемником, чехол выполнен в виде двух пробирок, вставленных одна в другую, в полости между которыми расположена засыпка (2-2,5 см по высоте) из порошка металла, окисленность расплава которого измеряет датчик.

На чертеже схематически изображен предлагаемый датчик, разрез.

Датчик содержит чехол из окисной керамики, выполненный в виде двух пробирок и 2, -вставленных одна l в другую 2, засыпки 3 из мелкодисперсного порошка металла, окисленность расплава которого измеряет датчик, эталонный электрод 4 иэ равновесной смеси Ме+ МеОх с известным парциальным давлением кислорода, внутренний токосъемник 5 и защитный кожух 6, являкщийся наружным токосъемником.

Эталонный электрод закрыт сверху таблеткой 7 из материала окисной керамики для предотвращения взаимодействия материала эталонного электрода с атмосферой, наполнителями 8 из глинозема для увеличения тепловой инерционности датчика, таблетками 9 и 10 из материала окисной керамики и газоппотной замазкой !1.

Датчик работает следующим образом.

При погружении датчика в расплав эа счет разности парциальных давлений кислорода на эталонном электроде 4 и в анализируемом расппаве возникает

ЭДС, величина которой при данной температуре расплава однозначно характеризует окисленность расплава и составляет величину от нескольких до сотен милливольт. Металлическая засыпка 3 при погружении датчика в расплав плавится и обеспечивает хороший электрический контакт между пробиркалы 1 и 2. За счет диффузии кислорода через окисную керамику в полости!

249 4 между пробирками 1 и 2 парциальное давление кислорода является усредненным относительно парциальных давлений кислорода на эталонном электроде и в: анализируемом расплаве, что уменьшает концентрационную поляризацию электродов датчика.

Использование чехпа датчика, состоящего иэ двух пробирок окисной керамики, вставленных одна 1 в другую 2, исключает выход из строя датчика, находящегося в анализируемом расплаве, даже если в результате термического, механического или хиьяческого воздействия наружная пробирка 2 будет разрушена. В этом случае ЭДС датчика по-прежнему определяется разностью парциальных давлений кислорода, ° на эталонном электроде 4 и в анализируемом расппаве. Засыпка 3, попав в анализируемый расплав после разрушения наружной пробирки 2, не загрязняет его;

Предлагаемый датчик обеспечивает

2S повышенную надежность работы и снижает погрешность измерения окислен. ности металлического расплава.

30 Формула изобретения

Датчик окисленности металлического расплава, содержащий чехол иэ окис" ной керамики в качестве твердого у электролита, эталонный электрод, внутренний токосъемник и защитный кожух, являющийся наружным токосъемником, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его рабо40 ты и снижения погрешности измерения чехол выполнен в виде двух пробирок, вставленных одна в другую, в полости между которыми расположена засыпка из мелкодисперсного порошка анализи45 руемого металла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент Франции Р 2035626, я кл. Я 01 М 27/00, опублик. 1.973 °

2. Заявка Великобритании Ф 1235061 кл. G О1 И 27/56, опублик. 1971 (прототип) .

851249

Составитель И. Рогаль

Редактор M. Митровка Техред А.Савка Корректор Е.Роако

as 2 Тираж 907 Подписное

ВНИИПК Государственного коьытета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Й-35, Рауиская наб., д. 4/5

Филиал атент ° г. жгород, ул. Проектная,