氧化锆氧分析仪加热炉制造技术

本发明专利技术提供了一种氧化锆氧分析仪加热炉，该包括：炉芯管，其内设置有加热丝，用于对位于炉芯管内腔中的氧化锆氧敏感元件进行加热；第一端板，其用于支承炉芯管的第一端部；第二端板，其用于支承炉芯管的第二端部；以及连接杆件，其用于将第一端板和第二端板紧固在一起，由此将炉芯管夹持在第一端板与第二端板之间。炉芯管的设置有加热丝的加热腔由填充材料灌封，炉芯管的第一端部和第二端部通过密封材料密封，填充材料和密封材料均由液体料和固体料混合制得，液体料包括能够长时间耐受1250℃以上高温的水性高温绝缘涂料，固体料包括绢云母粉末。所采用的填充材料和密封材料具有长时间高温稳定性，不易发生化学和物理变化，延长了加热炉的寿命。

Zirconia oxygen analyzer heating furnace

【技术实现步骤摘要】
氧化锆氧分析仪加热炉
本专利技术涉及氧分析仪，特别是涉及这种用于氧化锆基氧分析仪的加热炉。
技术介绍
目前，氧化锆氧分析仪是工业烟氧中所含氧的最具实际意义的测量仪，对实现节能减排意义重大。氧化锆氧分析仪探头的核心部件是氧化锆陶瓷元件，在高温下探头的核心氧化锆元件电极两侧的氧含量不相等时会形成氧浓差电势，其大小与氧浓度关系符合能斯特公式E＝0.0496Tlg(P0/Px)+C(式中E为电池电动势；T为工作温度，一般为700℃-800℃，P0为参比侧氧含量，一般取空气氧含量20.95％，Px为烟气中的氧含量，C为锆管本底电势。通过电池的电势输出信号即可计算出被测气体中的氧含量)。如上可知，加热炉是氧化锆氧浓差电势形成的必要条件。目前氧化锆氧分析仪探头用的加热炉多为藕芯型炉芯管结构，其多孔(以下简称芯管)中穿入常规弹簧丝状合金炉丝，利用穿钉固定陶瓷端板形成。由于氧化锆氧分析仪探头的元件必须在高温、有参比空气的情况下才能正常工作，因此加热炉长时间处于高温工作状态，其炉丝也处于大气环境中，故炉丝存在持续氧化和老化现象，灰尘充满加热炉芯管，烧炉子现象严重，因此故障返修率较高。现有技术中对加热炉管进行隔绝空气的通用制作方法是采用不锈钢外空心管内穿弹簧炉丝，通过灌装固体粉末再对端部进行封装的方式，灌装的固体粉末一般为氧化镁或石英粉。但是这种布置形式的加热炉管长时间在高温下容易发生变形，导致加热炉管失效。另外，针对上述灰尘充满加热炉的芯管，从而导致烧炉子现象严重的问题，对断炉中的黑褐色粉末进行了分析，结果显示黑褐色粉末中以Cr(70％)和Ni(28％)为主，其余为铁、锰、硅。而原炉丝成分主要为Cr(20％)和Ni(80％)表明炉丝成分中Cr的损失大于Ni，这将进一步导致炉丝变细和加速氧化反应进行，从而缩短寿命，同时冷凝升化固体颗粒的下落过程中由于接触高温，而导致局部发生氧化还原反应，进而使炉丝局点发生变化，从而产生局部的单位电阻变化，诱发局部功率增大，导致出现过热点直至熔融断裂，烧断炉丝。基于上述分析可知，避免炉丝氧化和升华的固体颗粒物的落入是需要解决的主要问题。因此，需要提供一种能够确保避免炉丝氧化并且防止升华的固体颗粒物的落入加热管内的加热炉。
技术实现思路
为了解决上述技术问题中的至少一个方面，本专利技术的实施例提供了一种氧化锆氧分析仪加热炉，该氧化锆氧分析仪加热炉包括：炉芯管，其内设置有加热丝，用于对位于炉芯管内腔中的氧化锆氧敏感元件进行加热；第一端板，其用于支承炉芯管的第一端部；第二端板，其用于支承炉芯管的第二端部；以及连接杆件，其用于将第一端板和第二端板紧固在一起，由此将炉芯管夹持在第一端板与第二端板之间，其中，炉芯管的设置有加热丝的加热腔由填充材料灌封，炉芯管的第一端部和第二端部通过密封材料密封，进一步地，填充材料和密封材料均由液体料和固体料混合制得，液体料包括能够长时间耐受1250℃以上高温的水性高温绝缘涂料，固体料包括绢云母粉末。根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的填充材料和密封材料具有高温绝缘性能，其以水性高温绝缘涂料为粘结剂，以绢云母粉末为主料。绢云母提供了隔水和隔气性以及绝缘性。利用这种填充材料和密封材料制成的根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉具有较好的高温稳定性，填充材料和密封材料在高温状态下既不会发生化学变化，也不会产生较大的物理变化，因此不会由于长期处于高温下而在密封位置处发生变形或开裂的风险，由此大大延长了加热炉的使用寿命。根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的一个优选的实施例，液体料还包括水和乙醇。在根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的另一个优选的实施例中，液体料的各组分按照重量百分比的含量分别为：85％-95％的水性高温绝缘涂料、0-10％的水以及0-5％的乙醇。根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的再一个优选的实施例，液体料的各组分按照重量百分比的含量分别为：94％的水性高温绝缘涂料、4％的水以及2％的乙醇。在根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的还一个优选的实施例中，在制备液体料时，将水和乙醇进行均匀混合，并在对所述水性高温绝缘涂料进行搅拌的同时将混合溶液均匀地喷洒到水性高温绝缘涂料中，喷洒完成后继续进行充分搅拌。根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的又一个优选的实施例，固体料还包括刚玉和硅酸镁铝纤维。在根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的另一个优选的实施例中，固体料的各组分按重量百分比的含量分别为：80％-90％的绢云母粉末、0-10％的刚玉以及0-10％的硅酸镁铝纤维。根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的再一个优选的实施例，固体料的各组分按重量百分比的含量分别为：90％的绢云母粉末、5％的刚玉以及5％的硅酸镁铝纤维。在根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的还一个优选的实施例中，在制备固体料时，将按照所需配比关系称量的绢云母粉末、刚玉和硅酸镁铝纤维置于密闭容器内，在密闭容器内放入直径为5mm-15mm的不锈钢球，并使密闭容器滚摇10-20分钟，以获得混合均匀的固体料。根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的又一个优选的实施例，制备填充材料时将固体料与液体料以1∶9的重量比例进行混合。在根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的另一个优选的实施例中，制备密封材料时将固体料与液体料以7∶43的重量比例进行混合。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果中的至少一个：(1)根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的填充材料和密封材料具有长时间高温稳定性，通过填充材料对加热炉的炉芯管的加热腔进行填充，从而对加热腔内的加热丝起到保护作用，同时密封材料能够将加热炉的炉芯管的两端进行良好的密封，确保加热丝不会接触空气，从而避免了加热丝的氧化，并且防止炉芯管内物质的升华，同时也避免了升华物质的落入。(2)根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的填充材料和密封材料以水性高温绝缘涂料为粘结剂，以绢云母粉末为主料，添加刚玉和硅酸镁铝纤维制备而成。绢云母提供了隔水和隔气性以及绝缘性，刚玉和硅酸镁铝纤维具有绝缘特性，在提升耐温温度的同时，可使最终干燥物更加致密，由此防止填充材料中残余空气以及密封材料出现开裂的问题，延长了加热炉的使用寿命。(3)制备填充材料和密封材料所采用的原材料均为市售商品，获取容易，因此该氧化锆氧分析仪加热炉的制造工艺简单可靠，制造成本可控。附图说明通过下文中参照附图对本专利技术所作的描述，本专利技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本专利技术有全面的理解。图1为根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的分解立体图。图2为根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的炉芯管的立体图。图3为根据本专利技术的氧化锆氧分析仪加热炉的炉芯管的剖切立体图。需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种利用具有长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化锆氧分析仪加热炉，包括：炉芯管，所述炉芯管内设置有加热丝，用于对位于炉芯管内腔中的氧化锆氧敏感元件进行加热；第一端板，所述第一端板用于支承所述炉芯管的第一端部；第二端板，所述第二端板用于支承所述炉芯管的第二端部；以及连接杆件，所述连接杆件用于将所述第一端板和所述第二端板紧固在一起，由此将所述炉芯管夹持在所述第一端板与所述第二端板之间，其中，所述炉芯管的设置有加热丝的加热腔由填充材料灌封，所述炉芯管的第一端部和第二端部通过密封材料密封，其特征在于，所述填充材料和所述密封材料均由液体料和固体料混合制得，所述液体料包括能够长时间耐受1250℃以上高温的水性高温绝缘涂料，所述固体料包括绢云母粉末。

【技术特征摘要】
1.一种氧化锆氧分析仪加热炉，包括：炉芯管，所述炉芯管内设置有加热丝，用于对位于炉芯管内腔中的氧化锆氧敏感元件进行加热；第一端板，所述第一端板用于支承所述炉芯管的第一端部；第二端板，所述第二端板用于支承所述炉芯管的第二端部；以及连接杆件，所述连接杆件用于将所述第一端板和所述第二端板紧固在一起，由此将所述炉芯管夹持在所述第一端板与所述第二端板之间，其中，所述炉芯管的设置有加热丝的加热腔由填充材料灌封，所述炉芯管的第一端部和第二端部通过密封材料密封，其特征在于，所述填充材料和所述密封材料均由液体料和固体料混合制得，所述液体料包括能够长时间耐受1250℃以上高温的水性高温绝缘涂料，所述固体料包括绢云母粉末。2.根据权利要求1所述的氧化锆氧分析仪加热炉，其特征在于，所述液体料还包括水和乙醇。3.根据权利要求2所述的氧化锆氧分析仪加热炉，其特征在于，所述液体料的各组分按照重量百分比的含量分别为：85％-95％的水性高温绝缘涂料、0-10％的水以及0-5％的乙醇。4.根据权利要求3所述的氧化锆氧分析仪加热炉，其特征在于，所述液体料的各组分按照重量百分比的含量分别为：94％的水性高温绝缘涂料、4％的水以及2％的乙醇。5.根据权利要求2所述的氧化锆氧分析仪加热炉，其特征在于，在制备所述液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维华，贾铁军，丛中斗，王学山，李艳壮，刘志刚，韩月奇，黄继东，高会玲，尹卫，向蓝翔，张谦，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11