Устройство для измерения электропроводности расплавленного шлака Советский патент 1982 года по МПК G01N27/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ РАСПЛАВЛЕННОГО ШЛАКА

Изобретение относится к физикохимическому анализу и может быть использовано для определения электропроводности ионных жидкостей, преимуще ственно расплавленных шлаков при высоких температурах.

Известно устройство для определения электропроводности ионных жидкосЪей, содержащее электроды, соединенные с источником переменного тока и регистратором I.

Недостатком устройства является нестабильность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство для измерения электропроводности расплавленного шлака, содержащее электроды, соединенные с измерительным блоком, расположенные в тигле с расплавом 21.

Недостатком известного устройстра является малая точность измерения из-за ошибок, которые могут превышать более 100% измеряемой величины. Ошибки вызываются влиянием на измерения активных соСтавлякицих сопротивлений приэлектродных cлoeвJ зависящих от природы и химического состава расnjiaBa, материала электродов, а также плотности и частоты измерительного тока..

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем электроды, соединенные с измерительным блоком, расположенные а тигле с расплавом, выполнено три электрода,

10 расположенных в вершинах неравностороннего треугольника, вписанного в окружность, диаметр которой составляет 0,55+0,15 внутреннего ди- , аметра тигля, концентричную со стен15ками тигля.

Электропроводность шлака опреде-, ляется по формуле

44-.

Д1

20

гдейА разность постоянных устройств для разных пар электродов, определенная по расплаву с известной электропроводностью;

25

Д2 разность-измеренных межэлектродных сопротивлений для тех же пар электродов

в расплавленном шлаке. Из формулы видно как обеспечива30ется самокрмпенсация методических ошибок, вызываемых зависимостью процессов в приэлектродных слоях от химического состава шлака и электрода, а также от характеристик иэмерительного тока. На фиг.1 приведена схема предлагаемого кондуктометра;, на фиг.2 тигель с электродами, вид сверху (держатель снят). Устройство состоит из электродов 1,2 и. 3 и электроизмерительного блока 4. Устройство снабжено переключателем 5, пЬзволяющим попеременно подключать электроды 1,2 и 3 парами 1-2 или 1-3 в. измерительную цепь. Электроды 1-3 заключены в держатель б из огнеупорного электроизоляционного материала,- например из алюмонитрида бора или карбонитрида бора. Материалом электродов 1-3 могут служить тугоплавкие металлы - вольф рам, молибден, платина или иридий. В качестве измерительного блока предпочтительно использовать быстро действующий автоматический цифровой мост переменного тока. Электроды 1-3 помещены в расплав ленный шлак 7, находящийся в тигле Тигель, как и электроды, изготовлен из тугоплавкого металла, например вольфрама, молибдена, платины или иридия. Держатель 6 зафиксирован на тигле 8 и одновременно служит его крышкой, электроды 1,2 и 3 в держат ле б расположены по вершинам неравностороннего треугольника, вписанного в окружность диаметром d (0,5 +0,15)D , где D - внутренний диамет отверстия тигля 8. Окружность диаметром d концентрична по отношению стейкам (отверстию), тигля 8. Соотно шение расстояний 1 и i,j между элек тродами 1,2 и 3 находится в предела (1:1,5)- (1:5), предпочтительно в пределах (1:2) - (1:3), При указанном расположении электродов достига ется наименьшая методическая ошибка В держателе 6 электродов 1-3 имеется отверстие 9, через которое в тигель 8 может вводиться термопара или щуп для контроля уровня расплавленного шлака 7. Устройство работает следующим образом. Перед определением электропроводности расплавленного шлака устанавливают зависимость лА от уровня расплава и глубины погружения электродов 1-3. Это делают с помощью расплава с хорошо известной электропроводностью, обычно хлористого калия. Затем тигель 8 наполняют исследуемым шлаком, нагревают его и производят измерения, контролируя температуру шлака 7 и глубину погружения электродов 1-3 в расплавленный шлак 7. Испытания кондуктометра показали, что обладая простой конструкцией, он обеспеч вает снижение (более чем в. 10 раз), систематической ошибки измерений электропроводности шлака за счет ее самокомпенсации. Формула изобретения Устройство для измерения электропроводности расплавленного ишака, . содержащее электроды, соединенные с измерительным блоком и расположенные в тигле с расплавом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, количество электродов выбрано равным трем, при этом электроды расположены в вершинах неравностороннего треугольника, вписанного в окружность, ддааметр которой составляет 0,55±0,1$ внутреннего диаметра тигля, концентричную со стенками тиуля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Линчевский Б.В. Техника металлургического эксперимента. М., Металлургия, 1967, с.246. 2.Там же, с.249 (прототип). П 1 и

«/« 1TD о г I I I I У:з