датчик температуры расплава

Формула изобретения

Датчик температуры расплава, содержащий чехол и термоэлектроды, фиксируемые наполнителем, отличающийся тем, что чехол выполнен из графита, а наполнителем служит спеченный тонкодисперсный порошок оксида алюминия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к термометрии и предназначено для определения температуры химически агрессивных расплавов тугоплавких веществ, например, соединений типа А²В⁶ .

Соединения А²В⁶ имеют высокие температуры плавления (от 1092°С для CdTe до 1765°С для ZnS), расплавы их химически весьма агрессивны. Пары А ²В⁶ также химически агрессивны. Испарение же расплавов происходит интенсивно, т.к. давление паров выше атмосферного уже при температуре плавления.

Известны датчики, в которых чувствительные элементы помещены в засыпку [В.А.Ефимова, Ю.А.Веретенников, др. Авт. свид. СССР № 1383112] - аналог, включающие тонкодисперсный порошок оксида алюминия и связующее - тетраборат калия, спеченные при 790°С. Недостаток указанной засыпки состоит в том, что она проницаема для паров А²В⁶ или вещества с аналогичными свойствами, т.к. спекается недостаточно плотно. Вследствие этого пары разрушают спай термопары. Кроме того, при использовании такой засыпки происходит взаимодействие ее с расплавом и загрязнение его калием и алюминием.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является датчик температуры [Е.Г.Капцов, А.К.Егоров, др. Авт. свид. СССР № 1362954] - прототип, состоящий из металлического чехла, термопары и фиксирующего ее в чехле наполнителя, которым служит припой. Недостаток устройства состоит в том, что оно непригодно для определения температуры химически агрессивных расплавов тугоплавких веществ, т.к. металлический чехол растворится в расплаве, а припой не выдержит высоких температур.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности определения температуры химически агрессивных расплавов тугоплавких веществ.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве, состоящем из чехла, термоэлектродов и фиксирующего их в чехле наполнителя, чехол выполнен из графита, а в качестве наполнителя использован спеченный тонкодисперсный порошок оксида алюминия.

Графит устойчив во многих химически агрессивных расплавах, в частности в расплавах соединений А²В⁶ , и выдерживает высокие температуры. Тонкодисперсный порошок оксида алюминия, при условии предварительного прессования его с ацетоном и последующего спекания, обеспечивает надежную защиту спая термопары и термоэлектродов от разрушения их парами расплава. Растворение оксида алюминия в расплаве предотвращается графитовым чехлом. В качестве рабочего элемента датчика может быть использована вольфрамрениевая термопара ВР-5/ВР-20.

Конструкция датчика представлена на чертеже, где 1 - графитовый чехол, 2 - наполнитель (спеченный оксид алюминия), 3 - термоэлектроды, 4 - спай термопары, 5 - выводы термоэлектродов.

Датчик работает следующим образом. При определении температуры расплава устройство помещают непосредственно в расплав или в объем твердофазной загрузки, приготовленной для плавления, так, чтобы контакт выводов термоэлектродов (поз.5 на чертеже) с расплавом был исключен. Графитовый чехол не взаимодействует с расплавом, однако, проницаем для его паров. Наполнитель из спеченного порошка оксида алюминия предохраняет спай термопары от взаимодействия с парами. Растворение оксида алюминия в расплаве предотвращается графитовым чехлом.

Таким образом, предлагаемый датчик позволяет определять температуру химически агрессивных расплавов тугоплавких веществ.