專利名稱：在玻璃熔液或鹽熔液中進(jìn)行電化學(xué)測(cè)量所用的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在玻璃熔液或鹽熔液中進(jìn)行電化學(xué)測(cè)量所用的裝置，具有至少一個(gè)測(cè)量電極和一個(gè)參考電極裝置。
這類裝置已反復(fù)被公開(kāi)，例如已由專利GB 2057695A公開(kāi)。在該專利公開(kāi)的裝置中，利用一個(gè)電化學(xué)的測(cè)量元件，亦稱之為參考電極裝置，對(duì)氧分壓進(jìn)行測(cè)量，該測(cè)量元件經(jīng)過(guò)一個(gè)常規(guī)的指示裝置和/或計(jì)值裝置(測(cè)量系統(tǒng))而與一個(gè)對(duì)應(yīng)電極(亦稱測(cè)量電極)相連接。采用鉑絲作測(cè)量電極，鉑絲被引導(dǎo)穿過(guò)一個(gè)氧化鋁體。鉑絲在氧化鋁體的尖端是顯露的，所以一當(dāng)對(duì)應(yīng)電極浸入熔液中，鉑絲便能立即與熔液接觸。氧化鋁體被夾持在一根氧化鋁管中。在實(shí)際工作中已證明在鉑電極和氧化鋁體之間不可能實(shí)現(xiàn)氣密。因此，氧氣從熔液上方的大氣中一直滲入到與熔液相接觸的測(cè)量電極部分，致使在那里測(cè)得的值與熔液中的實(shí)際情況不符，測(cè)量因此有誤差。
類似的測(cè)量裝置例如還在專利DE 38 11 915A1中公開(kāi)過(guò)。在這里，測(cè)量電極也是用鉑做的。
例如在《Glastechnische Berichte》(玻璃技術(shù)報(bào)導(dǎo))68(1995)NO.9，S.273 ff上介紹了利用三個(gè)電極進(jìn)行電計(jì)量分析以測(cè)定玻璃熔液中的鐵、硫或鉻。但在這里也出現(xiàn)了所述及的問(wèn)題。為此例如必須準(zhǔn)確地知道處在玻璃熔液中的電極表面的大小。
本發(fā)明的任務(wù)是根據(jù)從現(xiàn)有技術(shù)所公開(kāi)的裝置出發(fā)，提高在玻璃熔液或鹽熔液中進(jìn)行例如氧分壓測(cè)量的測(cè)量精度。
仿照本發(fā)明，上述任務(wù)是采用下述措施加以解決的測(cè)量電極的被定作浸入熔液中的尖端是用銥或含有其它貴金屬的一種銥合金做成的，并氣密地夾持在一支耐熱管的一端中，其中，測(cè)量電極被引導(dǎo)穿過(guò)該耐熱管(從熔液中引出一直引到計(jì)值裝置)。所謂氣密的夾持意味著沒(méi)有足以影響測(cè)量結(jié)果的氧氣量通過(guò)耐熱管從外部滲入到待測(cè)量的熔液(特別是玻璃熔液)。銥或銥合金是具有高熔點(diǎn)的，因此可以通過(guò)熱處理而與耐熱管實(shí)現(xiàn)氣密性的連接。用石英玻璃管做耐熱管是有利的，當(dāng)然也可以用陶瓷管，例如氧化鋁陶瓷管。在采用陶瓷管的情況下，自然有必要做到所用的材料在大約1000至1500℃時(shí)不會(huì)成為離子或電子導(dǎo)體。
最好是將銥或銥合金燒結(jié)在或熔封在耐熱管中。銥的熔點(diǎn)達(dá)2447℃，因此它能耐高溫加熱，如為了熔化或致密燒結(jié)氧化鋁或者為了軟化石英玻璃所需用的高溫。
可以設(shè)想，測(cè)量電極熔接在石英玻璃管中，主要是為了實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)測(cè)量，而熔封在氧化鋁陶瓷管中的測(cè)量電極也可以用于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)測(cè)量(配用所謂的連續(xù)性探針)。
可取的做法是，測(cè)量電極和耐熱管之間的連接點(diǎn)應(yīng)氣密地處于耐熱管的確定用于浸入熔液中的尖端上。向后，從熔液中出來(lái)，耐熱管可以是開(kāi)口的。用銥或一種銥合金做的測(cè)量電極尖端在耐熱管中最好同一根測(cè)量絲相連，該測(cè)量絲最好用鉬、鎢或一種鉻-鎳合金(例如Cronix)做成。這樣可使得用作為電極的銥絲的長(zhǎng)度短一些，以達(dá)到節(jié)省銥的目的。
在用鉬或鎢做測(cè)量絲時(shí)，可在用銥或銥合金做的測(cè)量電極尖端和測(cè)量絲之間安置一個(gè)用鉬做的金屬條。銥和測(cè)量絲之間的連接點(diǎn)可以熔封在耐熱管中。特別是所熔封的鉬金屬條確保了幾乎是絕對(duì)的氣密性。
鉻-鎳絲不可熔封在耐熱管中，這是因?yàn)樵谒璧臏囟认滤腥刍奈ｋU(xiǎn)；為此，連接點(diǎn)最好安置在耐熱管中的熔封點(diǎn)后面。
為了獲得高的測(cè)量精度，有利的做法是在一支一端封閉的固化電解質(zhì)小管中安置一個(gè)參考電極，該小管以它的背向其封閉端的那一端夾持在一支陶瓷管中，參考電極被引過(guò)該陶瓷管；在固體電解質(zhì)小管中的參考電極端部被一種參考物質(zhì)包圍，這種參考物質(zhì)是一種金屬-金屬氧化物粉末混合物，最好是一種鎳-鎳氧化物粉末混合物；參考電極本身最好用一種鉻-鎳合金制成。
此外，一種有利的做法是耐熱管和陶瓷管都用剛玉填充。再者，最好將耐熱管和陶瓷管夾持在一根共同的支承管中，該支承管最好用陶瓷制成，而且在它的背向浸入端的那一端上有一個(gè)普通的連接件，借以實(shí)現(xiàn)測(cè)量電極和參考電極同一測(cè)量系統(tǒng)的機(jī)械性耦聯(lián)和連接。支承管可用氧化鋁制成，并填充剛玉球粒。
下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
附圖所示

圖1本發(fā)明的裝置的示意圖；圖2本發(fā)明的裝置的縱剖面圖；圖3被熔封在耐熱管中的測(cè)量電極的一個(gè)縱剖面圖；及圖4具有三個(gè)電極的裝置的截面圖。
圖1中所示用于測(cè)量氣分壓的裝置具有一個(gè)用氧化鋁制做的支承管1。在支承管的背向浸入端的那一端上安置了一個(gè)連接件2，連接件插在一個(gè)圖中未示出的夾持件例如一金屬套中。被引過(guò)支承管1的金屬絲、測(cè)量絲3和參考電極4均經(jīng)過(guò)連接件2而與一測(cè)量系統(tǒng)即一常規(guī)指示單元和/或計(jì)值單元相連。在支承管1內(nèi)，測(cè)量絲3和參考電極4被引過(guò)一石英玻璃小管5，并埋入剛玉球粒6內(nèi)。
在支承管1的朝向本裝置浸入端的那一端上，安置了參考電極裝置7和作為耐熱管的石英管8。參考電極裝置7有一根氧化鋁陶瓷管9，參考電極4被引過(guò)該陶瓷管，一直被引入到固體電解質(zhì)小管10中。固體電解質(zhì)小管10是用氧化鋯做的，在其內(nèi)部有一種鎳-鎳氧化物粉末混合物，用鉻-鎳合金(Cronix)做成的參考電極4便是夾持在這種混合物中。測(cè)量電極連同測(cè)量絲3被引過(guò)石英管8。測(cè)量電極的尖端11是用銥絲做的，它也可用一種合金即主要含有銥和其它的貴金屬的合金做成。用銥做的尖端11一直伸入到石英玻璃管8中。尖端11被氣密地熔封在石英玻璃管8的端部12中，熔接的區(qū)段約為2cm(厘米)。然后改換測(cè)量電極的材料。為了節(jié)省頗為昂貴的銥絲，測(cè)量電極的其余部分是用Cronix(一種鉻-鎳合金)做的測(cè)量絲3。代替Cronix，例如也可以用鉬或鎢做測(cè)量絲3。
還有一個(gè)制做測(cè)量電極的可能性，見(jiàn)圖3中所示。在這里，用銥做的尖端11在石英玻璃管8內(nèi)同一鉬條13相連，該鉬條的另一端則與測(cè)量絲3相連。在這種條件下，測(cè)量絲3例如可以用鉬或鎢做成。在所示的實(shí)施例中，鉬條13完全被熔封在石英玻璃管8的端部12中。這樣便能獲得完善的氣密性。
圖中未示出的可能性是，將鉬條13從石英玻璃管8的熔封的端部12中引出來(lái)，然后在開(kāi)著的管中與測(cè)量絲3相連。在這種情況下，還是可用Cronix做測(cè)量絲3的。
石英玻璃管8和陶瓷管9都填充了剛玉球粒，借以固定金屬絲在上述管子中的位置。
圖4中所示的裝置適用于例如對(duì)玻璃熔液中的鐵的、硫的或鉻的含量進(jìn)行電計(jì)量測(cè)量。為此所采用的測(cè)量方法例如在《GlastechnischeBerichte》68(1995)NO.9，S.273 ff上做了介紹。在用氧化鋁陶瓷做的支承管1中安置了一個(gè)測(cè)量電極和一個(gè)參考電極4。測(cè)量電極的尖端11是用銥做的，并被熔封在一石英玻璃管8中。參考電極4是用鉑做的，并被安置在一陶瓷管9中，在支承管1的浸入端上安置了一個(gè)用鉑做的對(duì)應(yīng)電極14。
用上述裝置進(jìn)行測(cè)量可以獲得極可靠的結(jié)果，尤其在瞬時(shí)測(cè)量中。由于本裝置的制造成本很合算，所以作為一次性探針制造是可行的。在采用耐熱的氧化鋁陶瓷管8的情況下，還可進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量。
權(quán)利要求
1.用于在玻璃熔液或鹽熔液中進(jìn)行電化學(xué)測(cè)量的裝置，具有至少一個(gè)測(cè)量電極和一個(gè)參考電極裝置，其特征在于，測(cè)量電極的用于浸入熔液中的尖端(11)是用銥或含有其它貴金屬的一種銥合金做成的，并氣密地被夾持在一耐熱管(8)中，其中，測(cè)量電極被引過(guò)該耐熱管(8)。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，耐熱管(8)是一石英玻璃管。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，銥或銥合金是被燒結(jié)在或被熔封在耐熱管(8)中。
4.按照權(quán)利要求1至3的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，測(cè)量電極和耐熱管(8)之間的連接點(diǎn)是氣密地處于耐熱管(8)的被定作浸入熔液中的端部(12)上。
5.按照權(quán)利要求1至4的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，測(cè)量電極的用銥做的尖端(11)在耐熱管(8)內(nèi)同一測(cè)量絲(3)相連。
6.按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在測(cè)量電極的用銥做的尖端(11)和測(cè)量絲(3)之間設(shè)置了一個(gè)用鉬做的金屬條(13)。
7.按照權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，測(cè)量絲(3)是用鉬或鎢做的。
8.按照權(quán)利要求5至7的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在銥和測(cè)量絲(3)之間的連接點(diǎn)是熔封在耐熱管(8)中的。
9.按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，測(cè)量絲(3)是用一種鉻-鎳合金做的。
10.按照權(quán)利要求1至9的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，參考電極(4)安置在一個(gè)一端封閉的固化電解質(zhì)小管中，該小管以它的與封閉端相對(duì)的一端夾持在一陶瓷管(9)中，參考電極(4)被引過(guò)該陶瓷管，在固體電解質(zhì)小管(10)中的參考電極(4)的端部被一種參考物質(zhì)所包圍，該參考物質(zhì)是由一種金屬-金屬氧化物粉末混合物，最好是鎳-鎳氧化物粉末混合物構(gòu)成的。
11.按照權(quán)利要求1至10的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，參考電極(4)是用一種鉻-鎳合金做的。
12.按照權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征在于，耐熱管(8)和陶瓷管(9)中填充有剛玉球粒。
13.按照權(quán)利要求10至12的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，耐熱管(8)和陶瓷管(9)被支承在一共同的支承管(1)中，該支承管最好用陶瓷做成，在它的背向浸入端的端部上有一連接件(2)，借以使測(cè)量電極和參考電極(4)同一測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械性耦聯(lián)和連接。
14.按照權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，支承管(1)是用氧化鋁做的，它填充有剛玉球粒(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在玻璃熔液或鹽熔液中進(jìn)行電化學(xué)測(cè)量的裝置,該裝置具有至少一個(gè)測(cè)量電極和一個(gè)參考電極裝置。為了能實(shí)現(xiàn)甚精確的測(cè)量,測(cè)量電極的確定用于浸入熔液中的尖端是用銥或一種含有其它貴金屬的銥合金做成的,并氣密地用一耐熱管支承著;其中,測(cè)量電極被引過(guò)該耐熱管。
文檔編號(hào)G01N27/30GK1177103SQ97112720
公開(kāi)日1998年3月25日 申請(qǐng)日期1997年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月14日
發(fā)明者J·J·普列沙斯, M·斯蒂德曼斯 申請(qǐng)人:赫羅伊斯電氣夜間有限公司