179588. lajstromszámú szabadalom • Berendezés és eljárás olvadék, főként üvegolvadék villamos ellenállása hőfokfüggésének folyamatos meghatározására
3 179588 4 közelítő ellenállás-hőmérséklet függvényábra felrajzolására használják. Találmányunk célja a felsorolt hátrányoktól mentes módszer kidolgozása, amellyel az üvegolvacék villamos ellenállása a villamos mérés helyén ténylegesen uralkodó hőmérséklet függvényében folyamatosan és gyorsan meghatározható. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy a kitűzött cél az olvasztótégelyben levő üveg villamos úton való gyors felmelegítésével és az üvegolvadéknak mintegy 1500 °C-ról 900 °C-ra való önhűlése üatt, a villamos ellenállás mérésére szolgáló elektródokban elhelyezett hőmérsékletérzékelőkkel való egyidejű hőmérsékletméréssel és a mért adatok szubjektív hibáktól mentes folyamatos regisztrálásával érhető el A találmány szerinti berendezés lényege tehát, hogy legalább két, előnyösen három, üreges P; elektródja van és ebben hőmérsékletérzékelők, előnyösen hőelemek vannak. Az olvasztótégely hevítésére toroid transzformátorral, vagy tirisztoros vezérlő egységgel szabályozott transzformátor szolgál, amely az olvasztótégelyben galvanikusan csatlakozik. A csatlakozási helyek közelében hűtőfolyadék áramlási köréhez csatlakoztatott hűtőtömbök vannak. Az ellenállásmérőkör és a hőmérsékletmérőkor regisztráló készülék bemenetéihez csatlakozik. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy íz olvadékot — előnyösen villamos melegítéssel — legfeljebb 1500 °C hőmérsékletre hevítjük, majd a hevítést megszüntetjük. Az olvadékba merített legalább két, előnyösen három üreges és üregében hőmiirsékletérzékelőt tartalmazó elektród mérőkörét, valamint a hőmérsékletérzékelők mérőkörét regisztráló készülék bemenetéihez csatlakoztatjuk. Az ellenállás és a hőmérséklet értékeivel arányos, összetartozó értékeket az olvadéknak legfeljebb 800 °C hőmérsékletig való lehűlése közben függvényábra alakjába! folyamatosan regisztráljuk. A találmány szerinti eljárás egy példaképpen! foganatosítási módját a találmány szerinti berendezés egy példaképpeni kiviteli alakjának működésével kapcsolatban ismertetjük. Az 1. ábra az olvasztótégely elölnézetét, a 2. ábra ugyanennek vízszintes metszetét, a 3. ábra a villamos kapcsolási elrendezést és a 4. ábra a találmány szerint készített regisztrátumokat egy ismert módszer szerinti mérésekkel összeh isonlítva ábrázolja. Az olvasztásra kerülő üveg a PtRh 1 olvasztótégelyben van elhelyezve. Az 1 olvasztótégely 2 füleihez vannak erősítve a 3 saruk, amelyek a p ímer oldalon toroid-transzformátorral vagy tirisztoros egységgel szabályozott fűtőtranszformátorhoz a 4 kábelek útján csatlakoznak és az 1 olvasztótégelyen 3—4 V közötti feszültségen mintegy 1500 A erősségű fűtőáramot vezetnek át. A 3 sarukra fekszenek fel az 5 hűtőtömbök, amelyekben a 6 csöveken á: bevezetett hűtőfolyadék áramlik. Az 1 olvasztótégely felett helyezkedik el a tűzálló anyagból készült és függőleges irányban fogasléces emelőszerkezettel pontosan beállítható 7 mérőtömb, amelyhez a belül üreges platina 8, 9 és 10 mérőelektródok vannak erősítve. Kísérleteink során megállapítottuk, hogy a legkedvezőbb elektródelrendezés az egymástól 12,5 mm középvonal-távolságra levő 8, 9, 10 mérőelektródok esetében, ha a szélső 8 és 10 mérőelektródok 20 mm-re, a középső 9 mérőelektród 25 mm-re merül az üvegolvadék szintje alá. Mindhárom 8, 9 és 10 mérőelektród belsejében a 11 hőmérsékletérzékelők helyezkednek el, az üvegolvadék szintje alatt. A sorbakapcsolt három 11 hőmérsékletérzékelő, amely a példa esetében hőelem, linearizálón át a 12 regisztráló készülék X bemeneteire csatlakozik. Ily módon a 12 regisztráló készülék X irányú kitérése a három 11 hőmérsékletérzékelő által érzékelt hőmérsékletek átlagértékével arányos. Az olvadék villamos ellenállását a két szélső 8 és 10 mérőelektród között mérjük. Ezekre a váltakozó áramú 13 generátor a 14 transzformátoron át 2 Veff feszültségű hangfrekvenciás áramot ad, az elektrolitikus hatások elkerülése érdekében. A mérőáram 1 mA, amely a terhelés széles határok közötti változása esetén is állandó. A 8 és 10 mérőelektródok közötti feszültségkülönbség, amely az olvadék ellenállásával arányos, a 15 differenciál erősítőn és az ultralíneáris 16 egyenirányítón át a 12 regisztráló készülék Y bemeneteire csatlakozik. A mért érték a 17 millivoltmérőn is leolvasható. A 8, 9 és 10 mérőelektródok, valamint az 1 olvasztótégely geometriai elrendezéséből adódó műszerállandót különböző koncentrációjú, ismert ellenállású KC1 oldatokkal határozzuk meg. Ennek megtörténte után az 1 olvasztótégelybe kb. 200 g üvegcserepet mérünk be és megkezdjük az 1 olvasztótégely villamos felfűtését. A 2 füleken át fokozatosan növelt erősségű áram bevezetésének hatására az üveg 1—2 órán belül megolvad és kitisztul. Az üvegolvadék teljes kitisztulása után a 7 mérőtömböt a fogasléces emelőszerkezet segítségével oly mértékben engedjük le, hogy a 8, 9, és 10 mérőelektródok az előírt mértékben merüljenek az üvegfolyadékba. Az üvegolvadék 1400—1500 °C hőmérsékletének elérése után az 1 olvasztótégely villamos fűtését kikapcsoljuk, a mérést megkezdjük és a regisztrátumot felvesszük. Az üvegolvadék fajlagos ellenállása a mért ellenállás értékének és a műszerállandónak a szorzata. A mérés folyamata alatt 800—900 °C hőmérsékletre lehűlt üvegfolyadékot ismét mintegy 1300 °C hőmérsékletre felfűtjük és a 8, 9 10 mérőelektródákat a fogasléces emelőszerkezettel az olvadékból kiemeljük. A 4. ábrán az A, B és C görbék egy EINK üvegolvadék fajlagos ellenállás-változásának egymás után felvett három regisztrátumát mutatják, saját méréseink alapján. A nagy hőmérsékletű üvegolvadékból az alkáli-oxidok eltávoznak és emiatt az üvegolvadék ellenállása növekedik. A három mérés eredményeiből is látható, hogy a mérések során folyamatosan csökkenő alkáli-oxid tartalom miatt az egymás után megismételt mérések egyre nagyobb ellenállást mutatnak. Ebből is kitűnik, hogy a találmány szerinti mérés gyorsasága a mérési pontosságot jelentősen fokozza. A 4. ábra szerinti D diszkrét mérési pontok ugyanennek az üvegnek diszkrét hőmérsékleti értékeken, hagyományos módszerrel felvett ellenállás értékeit mutatják (Corning, USA cég mérései). A hagyományos módszer, időigényessége miatt, az ellenállás értékeire magasabb mérőszámokat eredményez, mint az üvegolvadék valódi ellenállása (A görbe). A találmány szerinti módszer főbb előnyei abban 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
