Ячейка для измерения электропроводности металлов

 

Использование, аналитическое приборостроение . Сущность изобретения: ячейка для измерений электропроводности металлов на основе керамической трубки с суженным в средней части осевым каналом содержит центральный изолятор, преимущественно , в виде цилиндрической трубки, изготовленной из оптически прозрачного материала. Каждый конец центрального цилиндрического изолятора расположен в осевом канале полого световода, который установлен в канале втулки-световода, которая расположена в периферийном расширении канала указанной керамической трубки. Материал одного или двух световодов отличается от материалов других отмеченных изоляторов 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)э G О1 N 27/02

ГОСУДАРСТВЕ1НОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4930757/25 (22) 24.04.91 (46) 30.06,93. Бюл, М 24 (75) M.Ì. Корсунский (56) Авторское свидетельство СССР

М 1385052, кл. G 01 N 27/02, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1550397, кл. G 01 N 27/02, 1989. (54) ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ (57) Использование: аналитическое приборостроение. Сущность изобретения; ячейка для измерений электропроводности металИзобретение относится к технике высоких давлений и физико-технического анализа, может применяться при измерениях электропроводности жидкостей и газов при высоких температурах и давлениях, Цель изобретения — увеличение точности измерений и количества измеряемых параметров, улучшение условий измерения электрофизических параметров веществ и расширение диапазона измеряемых сопротивлений.

На чертеже представлен элемент для измерений электропроводности при высоких температурах и давлениях. Он содержит керамическую трубку 1, например. из окиси алюминия с добавкой окиси магния, с суженным участком осевого канала в ее центральной части и размещенные в периферийных частях канала трубки вставные втулки-световоды 2 и 3. Цилиндрическая периферийная часть каждого иэ световодов заканчивается коническим сужением, В каналах указанных световодов 2 и 3, из опти„„Я2„, 1824565 А1 лов на основе керамической трубки с суженным в средней части осевым каналом содержит центральный изолятор, преимущественно, в виде цилиндрической трубки, изготовленной из оптически прозрачного материала. Каждый конец центрального цилиндрического изолятора расположен в осевом канале полого световода, который установлен в канале втулки-световода, кОторая расположена в периферийном расширении канала указанной керамической трубки.

Материал одного или двух световодов отличается от материалов других отмеченных изоляторов. 1 ил. чески прозрачных материалов, в том числе типа корунда, граната или кварца, размещены центральные цилиндрические полые изоляторы 4 и 5. Потенциальные металлические электроды 6 и 7 размещены около концов керамической трубки 1 и вместе с уплотнениями являются герметиэирующими элементами между трубкой 1 и световодами 2 и 3.

Токовые электроды 8 и 9 размещены в зазорах между концами изоляторов-световодов 2 и 3 и световодов 4 и 5, и являются герметизирующими элементами. B центральной и периферийных частях трубки размещены нагреватели 10, 11, 12, на концах отмеченной керамической трубки размещены теплосьемники 13 и 14. Элемент помещен в теплоизолятор 15 и стальной чехол 16. Внутренняя полость центральной части трубки заполнена исследуемым проводящим веществом 17, например, ртутью, тонкий слой которого в зазорах между световодами 2 и 3 и центральными

1824565 полыми световодлми 4, 5 образует электрические тоководь с толщиной порядка 0,150,25 мм к токовым электродам, а слои между керамической трубкой 1 и световодами 2 и

3 — электрические тоководы к потенциальным электродам.

Изоляторы 4 и 5 могут быть изготовлены,.преимущественно, из оптически прозрачных материалов, которые могут отличаться от материалов световодов 2 и 3.

Торцы всех световодов полированные.

В центральной части модификации керамической трубки изготовлен выступ 18, по обе стороны которого расположены шейки

19, Каналы трубки имеют конические расширения 20. В модификациях трубки диаметр цилиндрического выступа.18 в центральной части трубки 1 превышает, например, диаметр периферийных частей отмеченной трубки.

Периферийные части трубки 1 могут быть сопряжены с выступом 18, а диаметры периферийных частей керамической трубки одинаковыми по всей длине вплоть до герметиэированных концов.

В модификациях элементов для измерений электропроводности в каналах центральных полых световодов 4 и 5 расположен трубчатый изолятор 21, дополнигельные металлические электроды 22 и 23 вместе с системой уплотнений являются герметизирующими элементами изолятора 21, В канал отмеченного трубчатого изолятора 21 могут быть введены термопара, источник гамма излучения, или дополнительный нагреватель. Применимость разных сортов корунда, в том числе рубина, для изготовления световодов определялась с использованием поляризованного света.

Элемент работает следующим образом.

Заполненный исследуемым веществом, например, ртутью, элемент герметизируется в камере высокого давления, которая затем заполняется сжатым газом. При измерениях электропроводности четырехэлектродным методом ток пропускается через электроды 8, 9 и исследуемое вещество, находящееся в зазорах втулками-световодами 2 и 3 и световодами 4, 5 и в полости

17. Нагреватели, например, 10, 11, 12 обеспечивают постоянство температуры в зоне измерений. Теплосъемники 13 и 14 обеспечивают охлаждение твердых электродов б, 7, 8, 9. При этом обеспечиваются изотермические условия при изменении давления.

Улучшение термостатирования достигается в зоне измерений с большим объемом вещества. при ширине кольцевого зазора между трубкой 1 и изолятором 21 равной

55 санными модификациями элемента, объем изобретения ограничивается формулой изобретения.

Существенные преимущества изобретения связаны с увеличением точности измерений температуры или электропроводности, и дополнительной возможностью для применения ядерных методов для диагностики, в том числе с использованием влияния гамма излучения вводимого в трубчатый изолятор 21 источника на электрофизические параметры жидких металлов и полупроводников в околокритической области.

Формула изобретения

1. Ячейка для измерения электропроводности металлов при высоких температудиаметру цилиндрического сужения канала трубки 1, отмеченного прототипа. Улучшение иэотермичности достигается введением дополнительного нагревателя в канал иэо5 лятора 21.

Положительный эффект связан с воэможностью использования двух различных излучений в системах с световодами из различных веществ.

В модификациях элемента центральный цилиндрический изолятор 21 изготовлен иэ оптически прозрачного материала. В наиболее простых модификациях элемента отмеченный световод 21 непосредственно устанавливается в каналах втулок-изоляторов2и3, Дополнительное преимущество изобретения определяется уменьшением в укаэанных условиях электрического сопротивления измеряемого участка вещества, например, ртути, и связанного с этим расширением диапазона измеряемых сопротивлений упомянутого вещества при высоких температурах и сверхвысоких давлениях. Это преимущество используется в простых модификациях элемента со сплошным изолятором 21.

Обеспечиваются новые возможности для одновременного измерения электриче30 ских, термодинамических, оптических параметров, в требуемых диапазонах давлений и температур, и термоЭДС, с использованием изолированных дополнительных микрозондов между изоляторами 2, 4 или 3, 5.

Введение термопары в трубке-изоляторе

21, например, из окиси бериллия, через сквозные каналы изоляторов 4 и 5, сваренной встык, спаем в середину нагреваемой до максимальных температур эоны керамиче40 скойтрубки 1, позволяетувеличитьточность ,измерений температуры исследуемого вещества, без контакта спая с этим веществом.

Изобретение не ограничивается опи1824565

2. Ячейка по п,1, отличающаяся тем, что цилиндрический изолятор изготовлен из оптически прозрачного материала, который отличается по оптическим свойствам от материала центральных элементов. рах и давлениях. содержащая нагреватели и теплообменники. керамическую трубу с цилиндрическим каналом. имеющим расширения в периферийных частях ячейки, в которых установлены расширяющиеся к пе- 5 риферии трубки втулки-световоды, в каналах которых расположены центральные прозрачные элементы, отличающаяся тем, что, с целью увеличения точности измерений, в центральных элементах выполне- 10 ны сквозные каналы, в которых установлен по всей длине ячейки цилиндрический изолятор.

З.Ячейка поll0.1и2.отл Nvающаяc я тем, что цили рически ы, J полнен полым.

Я 1\

4. Ячейка по и 14е 2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что цили рический изолятор в полнен в виде сплошного стержня.

ыII I5 I2

I3 I I6 I0

Е4

Ю I7

Составитель М. Корсунский

Техред М.Моргентал Корректор С. Пекарь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2222 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5