锡液在线连续测氧装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种对锡液含氧量，特别是浮法玻璃成型设备锡槽锡液含氧量在线连续测定装置，该装置由于采用了在锡液中能长期稳定地工作并敏感地感知锡液含氧量变化的测氧探头，保证使探头参比电极空间氧浓度保持恒定的参比气系统及微机数据处理系统，能自动检测锡液含氧量的连续变化，故特别适用于浮法玻璃锡液含氧量的在线检测。（*该技术在2001年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种对锡液含氧量，特别是浮法玻璃成形设备锡槽锡液含氧量的在线连续测定装置。浮法工艺是目前生产平板玻璃的最先进的生产工艺，其关键设备是成形设备锡槽，其底部充满称之为锡液的熔融状态的锡，生产玻璃时高温玻璃带漂浮锡液表面而前进，锡液的作用是对玻璃进行热抛光和冷却，欲生产出表面质量优异的浮法玻璃，必须保持锡液表面光亮如镜，即不能使其被氧化，但溶入锡液的氧使锡液发生氧化，使玻璃表面的质量变坏，如发生沾锡、划伤、钢化虹彩等缺陷，同时也导致价钱昂贵的金属锡的大量消耗。因此，浮法玻璃的生产要求严格控制锡槽锡液的含氧量，但目前还没有锡液含氧量，特别是锡槽锡液含氧量的在线连续测定装置。对熔融金属液体含氧量的传统测定方法，有真空熔融抽气法、库仑定氧法、中子活化法等，都属间歇式测定方法。美国专利US3，932，135提出的量热法也是间歇式测定方法。这些方法都不能应用于锡槽锡液含氧量的检测，因为每次测定都要破坏锡槽保护气氛的还原特性。美国专利US3，668，099；US3，864，231以及日本公开特许63－249048等提出的金属熔体含氧量的测定方法都是基于氧离子迁移性固体电解质浓差电池原理而提出的专利技术，其应用对象主要为钢液。这些测定装置虽然可以进行连续测定，但其使用寿命比较短，难以应用于锡槽锡液含氧量的在线连续测定。美国专利US3，711，394提出的是为测定钠液含氧量而专利技术的测定探头，由于采用空气参比和对钠液惰性的金属材料制成，其使用寿命相对长一些。但这种探头也不适用于锡液含氧量的测量，因为还没有找到一种金属材料能在高温锡液中不形成锡合金而长期稳定工作的。本技术的目的是提供一种锡液含氧量，特别是锡槽锡液含氧量的在线连续测定装置，其测氧探头在锡液中能够长期稳定地工作，及时检测并显示和记录生产过程中锡液含氧量的连续变化。这种装置主要应用于浮法玻璃的生产控制，但也可以应用于锡冶炼等生产过程中的锡液含氧量的在线检测方面。本技术是由测氧探头、参比气系统和微处理系统三部分组成。测氧探头则由测氧电池和测温热电偶组成，而前者是由电池管、参比电极和回路电极组成。电池管是用一种低温内阻较小而且在锡液中长期稳定的氧离子迁移性固体电解质，如ZrO2－Y2O3系统氧离子空穴型尖晶石结构晶体制成。参比电极是用稳定性较好的镍丝做成螺旋弹簧状，其表面再镀有高温抗氧化性能极好的铂或黄金，以保证与电池管内表面导电层长期保持良好的电接触。回路电极由对锡液不发生化学作用而且导电性良好的非金属材料，如石墨制成。测氧探头是本装置的最重要部分，其功能主要是通过固体电解质建立氧浓差电位。参比气系统是由参比气源、送气泵、节流阀、流量计、送气导管及微形导气管组成。这部分的功能是将含有一定比例氧的稳定气流不间断地送入测氧探头的电池管，使其内部参比极空间的氧浓度保持恒定。测氧时将探头的前端浸没于锡液之中，这时由于测氧电池电池管内外表面氧浓度的差别，在氧化学位的推动下发生氧离子的迁移，最后形成一个平衡浓差电位，其大小遵从Nernst公式。由于参比极空间气氛的氧浓度是已知的，根据Nernst公式，进行对数换算，可以计算出锡液含氧量。微处理系统由前置放大、数值运算、存贮、显示、记录和稳压六个部分构成。由测氧探头感知的热电势和氧浓差电势在这部分经过放大，数据处理，换算成不同时间锡液温度和对应于该时间该温度的锡液氧浓度，被存贮、显示和记录下来或送至总控制室。本技术由于具有上述技术特征，能自动地检测出锡液含氧量的连续变化，测氧探头的寿命很长，可达600小时以上，且更换方便。特别适合于浮法玻璃生产中锡槽锡液含氧量的在线检测(测量范围0～500PPM；测量精度＜10％)。本技术的具体结构由以下实施例及附图给出图1是根据本技术提出的锡液在线连续测氧装置系统示意图，图2是根据本技术提出的测氧探头的结构示意图，图3是在浮法玻璃成形设备锡槽六个测氧探头的安装位置示意图。以下结合附图说明，根据本技术提出的具体装置的细节，本装置包括测氧探头(A)、参比气供给系统(B)和微处理系统(C)三大部分。测氧探头(A)主要由电池管(1)、参比电极(2)、回路电极(28)、微型进气管(8)和微型热电偶(7)组成。电池管(1)是一种氧离子迁移性固体电解质，可以是ZrO2－Y2O3系统或ThO2－Y2O3系统氧离子空穴型尖晶石结构固溶体。这种固体电解质在锡槽锡液温度范围(500－1000℃)具有良好的氧离子导电性。电池管(1)内表面镀有高温抗氧化性极好的微孔状铂涂层，使电池管内表面具有长期稳定良好的导电性能及对氧的吸附性能。通过高温密封材料(3)以及定位环(4)将电池管(1)封接于具有良好耐热冲击性的非金属双层保护套管(5)内，而后者则借助于非金属高温密封材料(9)固定于耐热钢定位套管(10)内。回路电极(28)的前端直接插入锡液部分是用不与锡液发生化学作用的石墨圆棒(12)制成，石墨圆棒(12)与耐热钢管(14)是借助于高温导电密封泥(13)紧密相接，以保证高温条件下良好的电接触。参比电极(2)是用导电性和化学稳定性较好的镍丝做成螺旋弹簧状，对其表面再镀以高温抗氧化性能极好的铂涂层。采用这种结构能够保证在高温条件下电池管(1)内表面与参比电极(2)之间的长期良好电接触。微型热电偶(7)是用来测定锡液温度，由于没有直接插入锡液，所测温度比实际温度低若干度，但这个差值在微处理系统中得到了补偿，不影响测试结果。参比气供给系统(B)是由参比气源(21)、送气泵(20)、节流阀(19)、浮球流量计(18)、导气管(17)和微型进气管(8)组成。参比气源(21)可以是含有恒定含氧量的对系统无有害作用的任何混合气体。本实施例中采用的是空气，得到调节的恒定流量的参比气体是通过微型进气管(8)导入电池管内部。微型进气管(8)是用高温抗氧化性良好的微细刚玉管制成，不仅经久耐用，而且其内径长期不变。在测氧探头(A)中导电性良好的参比电极(2)、回路电极(28)和具有氧离子导电性的固体电解质电池管(1)构成测氧电池。由测氧电池和热电偶(7)等引出的导线通过接线座(11)和(15)分别连接于微处理系统(C)之前置放大器(22)，这样由测氧探头(A)感知的热电势和氧电势在前置放大器(22)得到适当倍数的放大之后，送入数值运算器(23)，分别转换成不同时刻的锡液温度和该时刻该温度下的锡液氧浓度，在存贮器(24)被存贮，或送入显示器(25)按一定时间间隔显示或送入打印机(26)进行打印。这几部分单元的电源是由内装稳压电源(27)供给。图3示意了在浮法玻璃成形设备锡槽中六个测氧探头安装位置实施例。a、b点锡液温度为530～580℃；c、d点为630～680℃；e、f点为700～750℃。由这六个测氧探头发出的温度信号和氧信号可同时送入微处理系统，分别进行运算、显示和打印。权利要求1.对锡液含氧量，特别是浮法玻璃成型设备锡槽锡液含氧量的在线连续测定装置，该装置由测氧探头(A)、参比气系统(B)和微处理系统(C)构成，其特征为a.测氧探头(A)是由电池管(1)、参比电极(2)、微型导气管(8)和回路电极(28)组成；b.参比电极(2)的形状采用螺旋弹簧状；c.回路电极(28)是由非金属材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
对锡液含氧量，特别是浮法玻璃成型设备锡槽锡液含氧量的在线连续测定装置，该装置由测氧探头（Ａ）、参比气系统（Ｂ）和微处理系统（Ｃ）构成，其特征为：ａ．测氧探头（Ａ）是由电池管（１）、参比电极（２）、微型导气管（８）和回路电极（２８）组成； ｂ．参比电极（２）的形状采用螺旋弹簧状；ｃ．回路电极（２８）是由非金属材料制成；ｄ．微型导气管（８）是由陶瓷管制成；ｅ．参比气系统（Ｂ）是由参比气源（２１）、送气泵（２０）、节流阀（１９）、浮球流量计（１８）和送气导管（１７ ）组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志清，尹成东，李雷，
申请(专利权)人：国家建材局秦皇岛玻璃研究院，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]