Устройство для определения концентрации компонента в расплаве

 

Союз.:, Соввтсинк

Соцнвлнстнчесиннк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 07.05.80 (21) 2923791/18-25 (51)M. Кл. с прнсоединеннеат заявки М (23) Приоритет

С 01 N 25/06

9иударатаенны3 «емнтат

СССР аа делан нзабратеннй н открытий (5З ИДК 543. 226 (088.8) Опубликовано 15 05.82, Бюллетень М 18 . Дата опубликования описания 15.05. 82 (72) Авторы изобретения

Ю.И.Рябухин, И.В.Забелин, С.Н.Голиков, В

О.Г.Гончаренко, И.К.Байбеков и С.У.Усен (7<) Заявители

Всесоюзный научно-исследовательский и пр титана и Усть-Каменогорский титано-магни (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

КОМПОНЕНТА В РАСПЛАВЕ

Изобретение относится к фиэикохимическому анализу материалов.

Известно устройство (пирометр Кур" накова1 для определения температуры кристаллизации расплава, в котором медленному охлаждению подвергается вась объем исследуемого расплава.

Получаемые данные при известных свойствах расплава могут быть ис" польэованы для определения концентЭ г тО рации одного из компонентов 1) .

Недостатком указанного устройства является необходимость отбора пробы.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является уст15 ройство для определения концентрации компонента в расплаве, состоящее из пробницы, теплоотводящегоэлемента, датчика температуры с металлическим чехлом и вторичного измерительного прибора Е23.

Использование данного устройства, не может внести принципиальных изменений в процесс определения концентрации компонента в расплаве, так как тоже снабжено с необходимостью отбора пробы и последующим

его анализом, но с помощью физического способа (по температуре плавления), а не аналитического.

Цель изобретения - обеспечение непрерывности измерения концентрации компонента непосредственно. в расплаве путем. создания на поверхности теплоотводящего элемента локальной зоны кристаллизации, температура которой измеряется.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения концентрации компонента в расплаве по температуре начала кристаллизации, содержащее датчик темпера-. туры с металлическим чехлом, теплоотводящий элемент и вторичный измерительный прибор, снабжено электродом и источником тока, образующими электрическую цепь, и регулятором подачи охлаждающего агента.

11 ф ла. При охлаждении торцевой поверхности до температуры плавления расплава на ней образуется слой застывшего расплава. Это приводит к резкому увеличению сопротивления расплава между электродами и соответствующему снижению силы тока в цепи амперметра. При этом замыкается контакт амперметра, закрывается электромагнитный клапан и охлаждение чехла термопары прекращается.

Поскольку в объеме температура расплава выше температуры его кристаллизации, засытвший расплав на поверхности чехла начинает расплавляться. При разрушении слоя застывшего расплава сопротивление расплава между электродами опять падает и весь цикл повторяется. Таким образом, на торцевой поверхности защитного чехла расправ все время будет находиться в состоянии плавления, а следовательно, термопара, измеряющая температуру этой поверхности, будет определять температуру плав-, ления расплава, которая связана с концентрацией, и по шкале измерительного прибора можно определить концентрацию компонента в данном расплаве.

Исследуют режимы работы устройства в раплавах с содержанием хлолированный от расплава на всех участках, за исключением зоны кристаллизации, где расположена тепловоспринимающая часть датчика.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для определения концентрации компонента в расплаве.

Датчик температуры (термопара 1) плотно прижат или зачеканен в торцевую стенку защитного металличес" кого чехла 2. Чехол может быть выполнен прямым с горизонтальной торцевой позерхностью или Г-образным с торцевой лаверхностьюграсположен10 ной вертикально. Снаружи металлический чехол (эа исключением его тор- YO цевой части) изолирован от расплава слоем электроизоляции 3, которая может выступать за торец чехла на 0,1—

1,0 диаметра чехла или быть вровень с торцевой поверхностью. Термопара 2S подсоединена к измерительному прибору 4 (потенциометру или милливольтметру) . Внутрь защитного чехла термопары введена трубка 5, по ко?орой подается охлаждающий агент (воздух, 30 инертный газ или вода). Подача охлаждающего агента может прекрашать- ся или возобновляться, например, с ристого магния 53 и 201 по массе (остальное хлориды калия и натрия в соотношении 1:1) . В первом случае температура, измеряемая термопарой, о составляет 637+ 3 С, во втором случае 582 1 2 С. помощью электромагнитного клапана 6.

Электрод 7 выполнен из электропроводного материала (стали, меди, графита и т.n.) . Защитный металлический чехол термопары 2 и электрод 7 включены в электрическую цепь с исТаким образом, точность измерения концентрации хлористого магния с помощью разработанного устройства на основании лабораторных данных составляет 0,4о по массе. точником переменного тока 8 и амперметром 9, управляющим электромагнитным клапаном. !

Принцип работы устройства основан на том, что сопротивление эастыв3 9282

В качестве теплоотводящего элемента использован металлический чехол датчика температуры, электроиэо$0

55 цего расплава во много раз превышает сопротивление расплава. При погружении электродов в расплав в электрической цепи возникает ток.

При отсутствии на торцевой поверхности защитного чехла слоя застывшего электролита сопротивление расплава между электродами (чехлом и электродом) невелико. При этом величина тока превышает заданную, замыкается контакт амперметра, который открывает электромагнитный клапан, и охлаждающий агент поступает на торцевую поверхность защитного чехФормула изобретения

1. Устройство для определения концентрации компонента в расплаве по температуре начала кристаллизации, содержащее датчик температуры с металлическим чехлом, теплоотводящий элемент и вторичный измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью обеспечения непрерывности измерения концентрации непосредственно в расппаве путем создания на поверхности теплоотво5 928211 дящего элемента локальной зоны крис- о таллизации, температура которой из- и меряется, устройство снабжено элект- r родом и источником тока, образующими ч электрическую цепь, и регулятором 5 подачи охлаждающего агента. и

Составитель Н.Меньшенина

Редактор В.Бобков Техред М, Рейвес Корректор A-Дзятко

Заказ 3226/54 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Н-35, Раушская наб., д. 4/5

Ь

t филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ ее ся тем, что в качест ве теплоотводящего элемента исполь зован металлический чехол датчика температуры, электроизолированный. т расплава на всех участках, за сключением зоны кристаллизации, де расположена тепловоспринимающая асть датчика.

Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе

1. Берг Л.Г. Введение в термографию. М., изд-во АН СССР 1961, с. 22-27.

10 2. Авторское свидетельство СССР

N 357509, кл. G 01 t 25/30, 1970 (прототип).