测定金属熔液中的氧活度的电化学电池制造技术

本发明专利技术公开一种电化学测量电池，该电化学测量电池具有固体电解质管，固体电解质管的一端封闭，固体电解质管的该封闭端以及固体电解质管的周部的至少一部分由一端封闭的钢管所包围。参比材料和与参比材料毗邻的填充材料布置在固体电解质管内。作为电极的金属棒沿着固体电解质管以下述方式布置：一方面，金属棒竖立地与参比材料接触，另一方面，金属棒突伸出固体电解质管的敞开端。固体电解质管的敞开端由水泥塞封闭，并且具有构造成帽件的封闭物，封闭物配合在钢管或固体电解质管的外部，并且封闭物具有透气性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测定金属熔液，特别是铁水、钢液、铸铁熔液、或者渣熔液中的氧活度的电化学测量电池，典型地，电化学测量电池以测量头布置在运送管的一端上，其中电化学测量电池具有固体电解质管(其典型地为部分稳定的氧化锆)。这种设备是本领域已知的。
技术介绍
本专利技术涉及一种测定金属熔液，特别是铁水、钢液、铸铁熔液、或者渣熔液中的氧活度的测量设备，该测量设备具有布置在运送管的一端的测量头，在测量头上布置有电化学测量电池，其中电化学测量电池具有一端封闭的固体电解质管，固体电解质管的该封闭端以及固体电解质管的周部的至少一部分由一端封闭的钢管所包围，其中参比材料和与参比材料毗邻的填充材料在固体电解质管的封闭端布置在电解质管内，其中作为电极的金属棒沿着固体电解质管以下述方式布置：一方面，金属棒竖立地与参比材料接触，另一方面，金属棒突伸出固体电解质管的敞开端，并且其中，固体电解质管的敞开端具有封闭物。从德国已公开专利申请DE3021949A1中已知这种类型的测量设备。该测量设备具有固体电解质管，该固体电解质管在其敞开端被橡胶塞气密地密封。橡胶塞延伸进固体电解质管内并且紧压固体电解质管的内壁，从而除了其它方面之外，密封程度还取决于固体电解质管的内壁上的接触面积。在测量过程中，设备浸入到钢熔液中。紧随其后就是非常急剧的温度变化。由于气体被限制在固体电解质管的内部，内部的压力因此显著地增加，所以对固体电解质管或其金属壳的强度必需提出特别的要求。为了解决在使用石英玻璃管的情况中所存在的类似的问题，在英国专利说明书GB1473761中提出了通过排气管将气体从惰性材料引导到外部。在德国已公开专利申请DE2842136A1中描述了另一种用于测定金属熔液中的氧活度的测量设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是改进现有技术中的已知方案。根据本专利技术，该目的是通过将封闭物构造为配合在钢管或固体电解质管的外部的帽件，并且封闭物具有透气性而实现的。由于封闭物构造为配合在钢管或固体电解质管的外部的帽件这一事实，可以无压力地开发出根据本专利技术的封闭物的透气性，从而可以在封闭物中保证总体限定的气体的渗透特性。具体地说，在本专利技术中，电化学测量电池具有固体电解质管，该固体电解质管的一端封闭，固体电解质管的该封闭端以及固体电解质管的周部的至少一部分由一端封闭的钢管所包围。参比材料和与参比材料毗邻的填充材料布置在固体电解质管内。作为电极的金属棒沿着固体电解质管以下述方式布置：一方面，金属棒竖立地与参比材料接触，另一方面，金属棒突伸出固体电解质管的敞开端。固体电解质管的敞开端由水泥塞封闭，并且具有构造成帽件的封闭物，封闭物配合在钢管或固体电解质管的外部，并且封闭物具有透气性。优选地，封闭物具有开口。开口位于固体电解质管的敞开端的区域中，所以气体能够在固体电解质管内部和周围环境间进行交换。以这种方式，至少基本上避免了在固体电解质管内部温度改变期间的压力增加，并且同时也阻止了湿气渗透进电化学元件内部。为了达到这个目的，开口的尺寸是被限制的。已经得到证明，将封闭物构造为塑料帽，特别是聚丙烯的塑料帽是有利的。塑料具有弹性，所以能够紧密地配合在(紧扣在)固体电解质管或者钢管的外部。塑料帽优选地通过咬合锁定(也就是说，通过使用锁定元件)而固定在钢管或者固体电解质管上。封闭物在其中央具有轴衬，在装配之前，轴衬的直径比将插入并贯穿轴衬的电极的直径稍微小一些。以这种方式，保证了封闭物通过张紧(stretching)而紧密地密封配合在电极上。有利的是，封闭物还液密地(不透液地)配合在钢管或者固体电解质上(尤其是通过张紧)。封闭物可以是多孔的，以便具有透气性。优选地，在封闭物中的多个开口(具体为三到五个开口)围绕固体电解质管的纵轴线均匀地布置。这些开口优选地位于封闭物的平面部分中，该平面部分取向为大致垂直于固体电解质管的轴线。封闭物优选地具有管形分段，管形分段紧密地配合在电极上。在管形分段与封闭物的配合在钢管或者固体电解质管的外部的分段之间布置有圆锥形分段。附加地或者作为选择，这些开口可以位于该圆锥形分段上。附图说明图1是本专利技术的测量电池的剖视图，并且详细示出了锁定装置。图2是图1的测量电池的俯视图。具体实施方式由氧化镁以及部分稳定的二氧化锆制成的固体电解质管1的一端封闭并且由同样一端(浸入端)封闭的封闭钢管2所包围。在固体电解质管1的封闭末端中布置有由铬、二氧化铬和氧化铁制成的作为参比材料3的混合物。例如氧化铝的填充材料4布置在参比材料的上方。在填充材料4的上方布置有透气水泥6，透气水泥6封闭固体电解质管1的敞开区域。在固体电解质管1的中心布置有作为电极5的钼棒。钢管的敞开端由聚丙烯制成的塑料帽7所封闭。塑料帽7通过张紧而紧密地配合在钢管2的外部，并借助锁定块8固定在钢管2外部的凹槽9中，锁定块和凹槽的位置是可互换的。分段(segment)10与塑料帽7的配合在钢管2周部上的部分相连接，分段10取向为与固体电解质管的轴线垂直，在分段10中设置有开口11。该平面分段10在朝向电极5的方向上由圆锥形分段12所界定，圆锥形分段与管形分段13相连接。管形分段13具有紧密地配合在电极5上的中心轴衬。在未装配状态下，管形分段13的轴衬是略微小于电极5的横截面的。在装配期间，管形分段13被扩张然后紧密地配合在电极5上。如图2所示，开口11均匀分布在电极5周围。设置总共四个开口11，每个开口11的横截面积略微大于0.01平方毫米。本领域技术人员能够理解，可在不偏离广义的专利技术构思的情况下对上述具体实施方式进行改变。因此应该理解，本专利技术并不局限于所公开的特定的实施方式，而是涵盖由所附权利要求所限定的本专利技术精神和范围内的任何改变。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测定金属熔液或渣熔液中的氧活度的测量设备，包括布置在运送管一端的测量头，电化学测量电池布置在所述测量头上，其中，所述电化学测量电池具有一端封闭另一端敞开的固体电解质管(1)，所述固体电解质管的封闭端以及所述固体电解质管的周部的至少一部分由一端封闭的钢管(2)所包围，所述固体电解质管在其封闭端中布置有参比材料(3)以及与所述参比材料毗连的填充材料(4)，其中作为电极(5)的金属棒沿着所述固体电解质管以下述方式布置：所述金属棒(5)竖立地与所述参比材料接触，并且突伸出所述固体电解质管的敞开端，其中所述固体电解质管的敞开端具有封闭物，并且其中，所述封闭物(7)构造为帽件，配合在所述钢管(2)或所述固体电解质管(1)的外部，并且所述封闭物(7)是透气的且含有聚丙烯。

【技术特征摘要】
1.一种用于测定金属熔液或渣熔液中的氧活度的测量设备，包
括布置在运送管一端的测量头，电化学测量电池布置在所述测量头
上，其中，所述电化学测量电池具有一端封闭另一端敞开的固体电
解质管(1)，所述固体电解质管的封闭端以及所述固体电解质管的
周部的至少一部分由一端封闭的钢管(2)所包围，所述固体电解质
管在其封闭端中布置有参比材料(3)以及与所述参比材料毗连的填
充材料(4)，其中作为电极(5)的金属棒沿着所述固体电解质管
以下述方式布置：所述金属棒(5)竖立地与所述参比材料接触，并
且突伸出所述固体电解质管的敞开端，其中所述固体电解质管的敞
开端具有封闭物，并且其中，所述封闭物(7)构造为帽件，配合在
所述钢管(2)或所述固体电解质管(1)的外部，并且所述封闭物
(7)是透气的且含有聚丙烯。
2.根据权利要求1所述的测量设备，其中所述封闭物(7)具
有开口(11)以便使所述固体电解质管(1)的内部与所述固体电解
质管(1)的周围环境可透气地连接。
3.根据权利要求2所述的测量设备，其中每个开口(11)具有
至少0.01平方毫米的横截面积。
4.根据权利要求2所述的测量设备，其中所述开口(11)围绕
所述固体电解质管(1)的纵轴线均匀分布。
5.根据权利要求4所述的测量设备，其中所述封闭物具有三到
五个所述开口(11)。
6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·克内费尔斯，
申请(专利权)人：贺利氏电子耐特国际股份公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE