專利名稱：一種四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種用四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置，特別是提供了一種符合利用電橋測量熔鹽電導(dǎo)的一種操作簡便易于實(shí)現(xiàn)的測量頭。
背景技術(shù)：
高溫熔鹽的電導(dǎo)率相對于常溫液體的測量較難，影響因素和限制較多。這就導(dǎo)致了高溫熔鹽的電導(dǎo)率測量裝置一直都是實(shí)驗(yàn)人員自己組裝設(shè)計(jì)的電導(dǎo)池，沒有商品化電導(dǎo)池的出現(xiàn)。原因在于以下幾個(gè)方面(I)高溫對于電導(dǎo)池材料提出了更嚴(yán)格的要求，常溫下測量用材料或電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于與熔鹽間相互作用、溫度變化造成的材料變形等問題而不能適應(yīng)測量要求；(2)熔鹽的電導(dǎo)率變化范圍較大，有的遠(yuǎn)超出商品化電導(dǎo)率儀測量范圍；(3)由于獲得高溫設(shè)備提供恒溫區(qū)大小限制，使得一些可以提高測試精度的手段不能達(dá)到，比如增加電導(dǎo)池測量極之間的長度；(4)加熱設(shè)備對于電導(dǎo)率測量的電磁干擾等等。因此，一種簡單的、適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室高溫環(huán)境的電導(dǎo)率測量設(shè)備是必要的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于發(fā)明一種四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置，能夠通過數(shù)字電橋與這一裝置的連用，能在絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室條件下方便地實(shí)現(xiàn)對熔鹽電導(dǎo)率的測量工作。一種四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置包括測量頭、密封管式加熱爐；其中測量頭包括測量電極位移夾具、坩堝以及由測量電極、測溫?zé)犭娕?、隔熱耐火材料板組、出氣口和爐管上部密封塞；隔熱耐火材料板組固定在爐管上部密封塞下部；測量電極通過測量電極位移夾具上下移動(dòng)，測量電極穿過爐管上部密封塞和隔熱耐火材料板組后，位于坩堝上方；測溫?zé)犭娕脊潭ㄔ跔t管上部密封塞和隔熱耐火材料板組上，并且測溫?zé)犭娕枷露私]入坩堝的熔鹽中；出氣口開在爐管上部密封塞上；密封管式加熱爐包括加熱爐主體、爐管下部密封塞、進(jìn)氣口和耐火材料下托；熱爐主體對坩堝進(jìn)行加熱，坩堝置于耐火材料下托上，爐管下部密封塞與爐管上部密封塞分別位于加熱爐主體的下部和上部；進(jìn)氣口穿過爐管下部密封塞和耐火材料下托進(jìn)入加熱爐主體內(nèi)。測量電極共有四根外接引線，接到數(shù)字電橋?qū)?yīng)端，分別為電壓端和電流端；測量電極外部包有固定桿，固定桿連接到絕緣固定塊，所述的測量電極的四根外接引線分別連接到電壓端電極和電流端電極；電壓端電極和電流端電極置于熔鹽中。一種四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置，由以下幾個(gè)部份組成測量頭，包括測量電極、測溫?zé)犭娕肌⒏魺崮突鸩牧习褰M、出氣口和爐管上部密封塞；測量電極位移夾具；坩堝以及加熱爐主體及其它附屬裝置，包括進(jìn)氣口和爐管下部密封塞。[0013]由測量電極位移夾具、坩堝以及由測量電極、測溫?zé)犭娕?、隔熱耐火材料板組、出氣口和爐管上部密封塞組成的測量頭及加熱爐主體、爐管下部密封塞、進(jìn)氣口組成的密封管式加熱爐。測量電極與爐管上部密封塞之間通過橡膠密封，測量電極可以上下移動(dòng)。測溫?zé)犭娕脊潭ㄔ跔t管上部密封塞上并且其下端浸沒入熔鹽中。隔熱耐火材料板組固定在爐管上部密封塞下部，利用剛玉圓片制成，以氧化鋁管和耐熱合金線穿繞制成。測量電極共有四根引線，接到數(shù)字電橋?qū)?yīng)端，分別為電壓端和電流端；其固定桿為四孔剛玉管，連接到絕緣固定塊，其中的引線分別連接到電壓端電極和電流端電極。測量電極夾持在測量電極位移夾具上，上下移動(dòng)電極測量電極，可以間接通過測量電極位移夾具的刻度觀察電極插入熔鹽的深度。加熱爐主體的爐膛內(nèi)襯有耐熱合金管或石墨管，用于屏蔽外部加熱元件對測量的電磁干擾，尤其是避免鐵鉻鋁絲 加熱材質(zhì)高溫爐的加熱線圈所產(chǎn)生感應(yīng)電勢的影響。測量電極連接至數(shù)字電橋的引線外部有屏蔽層，固定桿外層涂覆有一層屏蔽層。兩個(gè)電壓端電極和電流端電極為2X2陣列布置。外接引線所接為交流數(shù)字電橋，其工作頻率、交流電壓值等參數(shù)與熔鹽性質(zhì)有關(guān)。爐體的內(nèi)腔以高溫耐熱合金或石墨內(nèi)襯管為電磁屏蔽層，以防止外部電磁干擾。內(nèi)腔通入惰性氣氛。測量頭的電極部份夾持在標(biāo)有刻度的測量電極位移夾具上。坩堝中盛入熔鹽，而電壓端、電流端電極與測溫?zé)犭娕挤湃肴埯}內(nèi)。電極四根外接屏蔽引線與數(shù)字電橋相連。采用上述裝置，在坩堝中盛入適量待測樣品后放入爐膛中，裝配好裝置部件，首先通入高純惰性氣體，緩慢加熱升溫至坩堝內(nèi)為573K，保溫一段時(shí)間后繼續(xù)緩慢升溫至所需溫度。將測量電極引線連接至數(shù)字電橋，并通過移動(dòng)測量電極位移夾具使電極下降至熔鹽液面。當(dāng)四個(gè)電極接觸熔鹽時(shí)，數(shù)字電橋測量電阻值會迅速下降，此時(shí)記下測量電極位移夾具所示刻度。之后下降電極一定距離，即可測量熔鹽的電阻值。通過測定常溫下用KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液測得的電導(dǎo)池常數(shù)，最終計(jì)算出熔鹽的電導(dǎo)率值。本實(shí)用新型具有以下主要特點(diǎn)I、該裝置提供一套完整簡便的熔鹽電導(dǎo)率測定方案。2、該裝置的電流端電極與電壓端電極為2X2陣列布置，適應(yīng)一般精確控溫加熱設(shè)備為管式爐膛的特點(diǎn)。有利于在較小爐膛空間和較短恒溫帶內(nèi)的測定操作。3、該裝置上部采用剛玉圓片制成的隔熱耐火材料板組，防止上部爐溫過高，并且有效防上部部件裝卸時(shí)上部一般采用的輕質(zhì)耐火材料刮落掉落污染待測樣品。4、該裝置可精確定位四電極插入熔鹽深度，在操作得當(dāng)情況下，所測電導(dǎo)率受每次測量坩堝形狀誤差、待測樣品放入量變化、電極對中的影響不大?！佰釄逡恢行碾姌O法”需要知道測定溫度時(shí)熔鹽體積，測定熔鹽密度等時(shí)容易產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)誤差，該裝置測量時(shí)無需精確控制熔鹽體積，降低了對熔鹽加入量精確度的要求，從而減少了測量結(jié)果的誤差。5、該裝置采用了電磁屏蔽措施，有效避免了高溫設(shè)備常有的電磁干擾對裝置的影響。下面，結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例圖。[0024]熔鹽測溫?zé)犭娕?I)、出氣口(2)、爐管上部密封塞(3 )、加熱爐主體(4 )、爐管下部密封塞(5)、進(jìn)氣口(6)、測量電極位移夾具(7)、隔熱耐火材料板組(8)、測量電極(9)、坩堝
(10)、耐火材料下托(11)。圖2為測量電極(9)詳圖。外接引線(12)、四孔剛玉管固定桿(13)、絕緣固定塊(14)、電壓端電極(15)、
(16)、電流端(17)、(18)。圖3為測量頭詳圖。
具體實(shí)施方式
圖I所示的測量裝置由熔鹽測溫?zé)犭娕糏、出氣口 2、爐管上部密封塞3、加熱爐主 體4、爐管下部密封塞5、進(jìn)氣口 6、測量電極位移夾具7、隔熱耐火材料板組8、測量電極9、坩堝10、耐火材料下托11組成。其中測量電極9、測溫?zé)犭娕糏、隔熱耐火材料板組8、出氣口 2和爐管上部密封塞3組成測量頭。待測樣品盛在坩堝10中，測量頭的測溫?zé)犭娕糏在熔鹽中指示爐膛中熔鹽的測量溫度。在惰性氣氛下經(jīng)過特定升溫步驟至待測溫度，利用測量電極位移夾具7將四電極15 18放入熔鹽中固定的深度。設(shè)定電橋參數(shù)，經(jīng)保溫一段時(shí)間后，即可通過數(shù)字電橋讀出該樣品的電阻值。通過測量標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液在指定溫度下的電阻值，計(jì)算出電導(dǎo)池常數(shù)，即可計(jì)算出測量熔鹽的電導(dǎo)率值。
權(quán)利要求1.一種四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置，其特征在于裝置包括測量頭、密封管式加熱爐；其中測量頭包括測量電極位移夾具(7)、坩堝(10)以及由測量電極(9)、測溫?zé)犭娕?I)、隔熱耐火材料板組(8)、出氣口(2)和爐管上部密封塞(3);隔熱耐火材料板組(8)固定在爐管上部密封塞(3)下部；測量電極(9)通過測量電極位移夾具(7)上下移動(dòng)，測量電極(9)穿過爐管上部密封塞(3)和隔熱耐火材料板組(8)后，位于坩堝(10)上方；測溫?zé)犭娕?O固定在爐管上部密封塞(3)和隔熱耐火材料板組(8)上，并且測溫?zé)犭娕?I)下端浸沒入坩堝(10)的熔鹽中；出氣口(2)開在爐管上部密封塞(3)上； 密封管式加熱爐包括加熱爐主體(4)、爐管下部密封塞(5)、進(jìn)氣口(6)和耐火材料下托(11);熱爐主體(4)對坩堝(10)進(jìn)行加熱，坩堝(4)置于耐火材料下托(11)上，爐管下部密封塞(5)與爐管上部密封塞(3)分別位于加熱爐主體(4)的下部和上部；進(jìn)氣口(6)穿過爐管下部密封塞(5)和耐火材料下托(11)進(jìn)入加熱爐主體(4)內(nèi)； 測量電極(9)共有四根外接引線，接到數(shù)字電橋?qū)?yīng)端，分別為電壓端和電流端；測量電極(9)外部包有固定桿(13)，固定桿(13)連接到絕緣固定塊(14)，所述的測量電極(9)的四根外接引線分別連接到電壓端電極(15)、(16)和電流端電極(17)、(18);電壓端電極(15)、(16)和電流端電極(17)、(18)置于熔鹽中。
2.如權(quán)利要求I所述的四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置，其特征在于所述的固定桿(13)為四孔剛玉管。
3.如權(quán)利要求2所述的四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置，其特征在于所述的測量電極位移夾具(7)上有刻度，測量電壓端電極(15、16)和電流端電極(17、18)插入熔鹽的深度。
4.如權(quán)利要求I所述的四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置，其特征在于所述的加熱爐主體(4)的爐膛內(nèi)襯有耐熱合金管或石墨管。
5.如權(quán)利要求I所述的四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置，其特征在于所述的測量電極(9)連接至數(shù)字電橋的引線外部有屏蔽層，固定桿(13)外層涂覆有一層屏蔽層。
6.如權(quán)利要求3所述的四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置，其特征在于所述的電壓端電極(15)、(16)和電流端電極(17)、(18)為2X2陣列布置。
7.如權(quán)利要求2所述的四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置，其特征在于所述的外接引線(12)所接為交流數(shù)字電橋。
專利摘要一種四電極法測量熔鹽電導(dǎo)率的裝置，屬于實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域。本裝置包括由熔鹽測溫?zé)犭娕?1)、出氣口(2)、爐管上部密封塞(3)、加熱爐主體(4)、爐管下部密封塞(5)、進(jìn)氣口(6)、隔熱耐火材料板組(8)、耐火材料下托(11)組成的加熱密封裝置和測量電極位移夾具(7)、測量電極(9)、坩堝(10)。測量電極(9)共有四根引線接到數(shù)字電橋，分別為電壓端和電流端；本裝置利用改進(jìn)的方形陣列布置四電極(15)~(18)與數(shù)字電橋連用測定熔鹽電導(dǎo)率。本裝置所需恒溫帶長度較短，有利于熔鹽溫度的準(zhǔn)確控制；不需要計(jì)算熔鹽密度、體積，減少了計(jì)算造成的誤差；電極插入深度控制方便；電極設(shè)計(jì)適用于較小管式爐。
文檔編號G01R27/22GK202512173SQ201220005899
公開日2012年10月31日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者劉俊昊, 周國治, 李麗芬, 虞自由, 陳志遠(yuǎn) 申請人:北京科技大學(xué)