УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ Советский патент 1970 года по МПК G01R27/16 

Известны установки для измерения электросопротивления углеродистых сыпучих материалов методом вольтметра - амперметра в печах с графитовым трубчатым нагревателем, включающие измерительные электроды и элементы измерения.

Так как углеродистый материал обладает достаточной электропроводностью, то необходимо его надежно изолировать. ПОЭТОМУ испытуемый материал засыпается в квapцeв ю или фарфоровую трубку. Ток подводрттся через электроды в торцах трубки, а напряжение снимается через отверстия в трубке щупами (зондами) из жаропрочного материала.

Однако эти установки позволяют измерять сопротивления только тонких фракций (менее 6,5 мм) и в ограниченных интервалах температур (до 1200°С); блок замена электросопротивления и нагревательный элемент выполнены отдельно, а кроме того, испытуемый материал требует дополнительной изоляции.

В предлагаемой установке в качестве одного из измерительных электродов используется дополнительный графитовый стержень, установленный коаксиально внутри графитового трубчатого нагревателя, являющегося вторым электродом. Графитовый стержень электро- и теплоизолирован от нагревателя и имеет диаметр, меньший внутреннего диаметра нагревателя. При этом образуется пространство для

заполнения испытуемым материалом. Таким образом, испыт емый материал пометен непосредственно в пространство печи без дополнительных устройств, изолятптонных трубок, зондов.

Такое выполнение установки позволяет повысить точность измерения сопротивления; изучить электрические характеристики углс родистьтх материа.лов при температурах до 3000°С и выите: излтерять сопротивления различного грансостр.ва (О-б ,1/.н).при различн тх давлениях и скоростях нагрева; подбирать необходимые материалы, а также композиции их с необходимыми диапазонами изменений электросопротивления при высоких температурах, что очень вяжно для высокотемпературных процессов, где эти углеродистые материалы применяются в качестве нагревателя, а также электро- и теплоизоляции.

На чертеже изображена описываемая установка в разоезе. Установка включает печь /, силовой TnaHcdsopMaTOp 2 и приборы контроля 3-5. Нагреватель 6 трубчатой вертикальной печи сопротивления, токоподводы 7 и экран 8 изготовлены из графита.

В качестве теплоизоляции применена сажа 9 и огнеупорный кирпич с листовым асбестом JO. Графитовый стержень /У изолирован от токоподвода 7 и нагревателя 6 трубкой 12, изготовленной из двуокиси циркония и окиси кремния. Для замера температуры материала в центре нагревателя установлена двухканальная графитовая трубка 13 с отверстиями, соединенными между собой. Через эти отвер.стия происходит продувка инертным газом при замере температуры оптическим пирометром 14.

Испытуемый материал 15 засыпается в пространство между нагревателем и графитовым стержнем и после уплотнения закрывается графитовой пробкой 16, на которую устанавливается груз.

Печь подключают к силовому трансформатору, и напряжение на нагревателе регулируется в соответствии с графиком подъема температуры.

В начальный момент (до 1200°С) температуру измеряют платино-платинородиевой термопарой, устанавливаемой в трубке 13, в дальнейшем - оптическим пирометром с подачей инертного газа. Электросопротивления испытуемого материала измеряются методом вольтметра-амперметра на постоянном токе. Для выравнивания температуры по сечению материала перед замером дается выдержка 3-5 мин при отключенном нагревателе. Постоянный ток измерительной цени протекает через испытуемый материал радиально от нагревателя к графитовому стержню. При этом замеряется падение напряжения на участке

нагреватель-стержень, затем производится расчет электросопротивления. Погрешность измерения при изменении сопротивления изоляции в процессе нагрева составляет 3% при 800-1500°С и 5% при 1500-2200°С, сравнение результатов измерения сопротивления электроизоляции проводилось в холодном и нагретом состоянии (без материала).

Предмет изобретения

Установка для измерения электрического сопротивления углеродистых сыпучих материалов при высоких температурах по методу вольтметра-амперметра, содержащая электропечь с графитовым трубчатым нагревателем, измерительные электроды и элементы измерения, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения, в качестве одного из измерительных электродов иснользован нагревательный элемент, внутри которого коаксиально с ним установлен второй электрод, выполненный в виде графитового стержня с диаметром, меньшим внутреннего диаметра нагревателя, причем пространство между электродами служит для заполнения испытуемы.м материалом.