RU1824565C

RU1824565C - Cell for measuring electric conductivity of metals

Info

Publication number: RU1824565C
Application number: SU914930757A
Authority: RU
Inventors: Михаил Моисеевич Корсунский
Original assignee: М.М.Корсунский
Priority date: 1991-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1993-06-30

Abstract

Использование, аналитическое приборостроение . Сущность изобретени : чейка дл измерений электропроводности металлов на основе керамической трубки с суженным в средней части осевым каналом содержит центральный изол тор, преимущественно , в виде цилиндрической трубки, изготовленной из оптически прозрачного материала. Каждый конец центрального цилиндрического изол тора расположен в осевом канале полого световода, который установлен в канале втулки-световода, котора расположена в периферийном расширении канала указанной керамической трубки. Материал одного или двух световодов отличаетс от материалов других отмеченных изол торов 1 илUse, analytical instrumentation. SUMMARY OF THE INVENTION: A cell for measuring the electrical conductivity of metals based on a ceramic tube with an axial channel narrowed in the middle contains a central insulator, mainly in the form of a cylindrical tube made of optically transparent material. Each end of the central cylindrical insulator is located in the axial channel of the hollow fiber, which is installed in the channel of the fiber sleeve, which is located in the peripheral expansion of the channel of the ceramic tube. The material of one or two optical fibers differs from the materials of the other marked insulators 1 il

Description

Изобретение относитс к технике высоких давлений и физико-технического анализа , может примен тьс при измерени х электропроводности жидкостей и газов при высоких температурах и давлени х.The invention relates to techniques for high pressures and physical and technical analysis, can be used for measuring the electrical conductivity of liquids and gases at high temperatures and pressures.

Цель изобретени - увеличение точности измерений и количества измер емых параметров , улучшение условий измерени электрофизических параметров веществ и расширение диапазона измер емых сопротивлений .The purpose of the invention is to increase the accuracy of measurements and the number of measured parameters, improve the conditions for measuring the electrophysical parameters of substances and expand the range of measured resistances.

На чертеже представлен элемент дл измерений электропроводности при высоких температурах и давлени х. Он содержит керамическую трубку 1, например, из окиси алюмини с добавкой окиси магни , с суженным участком осевого канала в ее центральной части и размещенные в периферийных част х канала трубки вставные втулки-световоды 2 и 3 Цилиндрическа периферийна часть каждого из световодов заканчиваетс коническим сужением. В каналах указанных световодов 2 и 3, из оптически прозрачных материалов, в том числе типа корунда, граната или кварца, размещены центральные цилиндрические полые изол торы 4 и 5. Потенциальные металлические электроды 6 и 7 размещены около концов керамической трубки 1 и вместе с уплотнени ми вл ютс герметизирующими элементами между трубкой 1 и световодами 2 и 3The drawing shows an element for measuring conductivity at high temperatures and pressures. It contains a ceramic tube 1, for example, of aluminum oxide with the addition of magnesium oxide, with a narrowed section of the axial channel in its central part and insertion sleeves-optical fibers 2 and 3 located in the peripheral parts of the pipe channel. The cylindrical peripheral part of each of the optical fibers ends with a conical narrowing. In the channels of the indicated optical fibers 2 and 3, of optically transparent materials, including corundum, garnet or quartz, central cylindrical hollow insulators 4 and 5 are placed. Potential metal electrodes 6 and 7 are placed near the ends of ceramic tube 1 and together with seals are sealing elements between tube 1 and optical fibers 2 and 3

Токовые электроды 8 и 9 размещены в зазорах между концами изол торов-световодов 2 и 3 и световодов 4 и 5, и вл ютс герметизирующими элементами В центральной и периферийных част х трубки Т размещены нагреватели 10, 11, 12. на концах отмеченной керамической трубки размещены теплосъемники 13 и 14 Элемент помещен в теплоизол тор 15 и стальной чехол 16 Внутренн полость центральной части трубки заполнена исследуемым провод щим веществом 17, например, ртутью, тонкий слой которого в зазорах между световодами 2 и 3 и центральнымиThe current electrodes 8 and 9 are placed in the gaps between the ends of the insulators-optical fibers 2 and 3 and the optical fibers 4 and 5, and are sealing elements. In the central and peripheral parts of the tube T, heaters 10, 11, 12 are placed. At the ends of the marked ceramic tube are placed heat sinks 13 and 14. The element is placed in a heat insulator 15 and a steel case 16. The inner cavity of the central part of the tube is filled with the studied conductive substance 17, for example, mercury, a thin layer of which in the gaps between the optical fibers 2 and 3 and the central

ЁYo

0000

оabout

ел ел eaten eaten

полыми световодами 4, 5 образует электрические тоководы с толщиной пор дка 0,15 0.25 мм к токовым электродам, а слои между керамической трубкой 1 и световодами 2 и 3 - электрические тоководы к потенциальным электродам.hollow fibers 4, 5 form electrical current conductors with a thickness of the order of 0.15 0.25 mm to current electrodes, and the layers between the ceramic tube 1 and optical fibers 2 and 3 form electric current conductors to potential electrodes.

Изол торы 4 и 5 могут быть изготовлены , .преимущественно, из оптически прозрачных материалов, которые могут отличатьс от материалов световодов 2 и 3. Ториы всех световодов полированные.The insulators 4 and 5 can be made predominantly of optically transparent materials, which may differ from the materials of the optical fibers 2 and 3. The tori of all optical fibers are polished.

В центральной части модификации керамической трубки изготовлен выступ 18, по обе стороны которого расположены шейки 19. Каналы трубки имеют конические расширени 20. В модификаци х трубки диаметр цилиндрического выступа.18 в центральной части трубки 1 превышает, например, диаметр периферийных частей отмеченной трубки.A protrusion 18 is made in the central part of the ceramic tube modification. On its both sides there are necks 19. The tube channels have conical extensions 20. In the tube modifications, the diameter of the cylindrical protrusion 18 in the central part of the tube 1 is greater than, for example, the peripheral parts of the marked tube.

Периферийные части трубки 1 могут быть сопр жены с выступом 18, а диаметры периферийных частей керамической трубки одинаковыми по всей длине вплоть до герметизированных концов.The peripheral parts of the tube 1 can be mated with the protrusion 18, and the diameters of the peripheral parts of the ceramic tube are the same along the entire length up to the sealed ends.

В модификаци х элементов дл измерений электропроводности в каналах центральных полых световодов 4 и 5 расположен трубчатый изол тор 21, дополнительные металлические электроды 22 и 23 вместе с системой уплотнений вл ютс герметизирующими элементами изол тора 21. В канал отмеченного трубчатого изол тора 21 могут быть введены термопара, источник гамма излучени , или дополнительный нагреватель . Применимость разных сортов корунда , в том числе рубина, дл изготовлени световодов определ лась с использованием пол ризованного света.In versions of elements for measuring conductivity in the channels of the central hollow optical fibers 4 and 5, a tubular insulator 21 is located, additional metal electrodes 22 and 23 together with the sealing system are sealing elements of the insulator 21. A thermocouple can be introduced into the channel of the marked tubular insulator 21 , a gamma radiation source, or an additional heater. The applicability of various grades of corundum, including ruby, for the manufacture of optical fibers was determined using polarized light.

Элемент работает следующим образом.The element works as follows.

Заполненный исследуемым веществом, например, ртутью, элемент герметизируетс в камере высокого давлени , котора затем заполн етс сжатым газом. При измерени х электропроводности четырех- электродным методом ток пропускаетс через электроды 8, 9 и исследуемое вещество, наход щеес в зазорах втулками-световодами 2 и 3 и световодами 4, 5 и в полости 17. Нагреватели, например, 10, 11, 12 обеспечивают посто нство температуры в зоне измерений. Теплосьемники 13 и 14 обеспечивают охлаждение твердых электродов 6, 7, 8, 9. При этом обзспечиваютс изотермические услови при изменении давлени .Filled with a test substance, e.g. mercury, the cell is sealed in a high pressure chamber, which is then filled with compressed gas. When measuring the electrical conductivity by the four-electrode method, current is passed through the electrodes 8, 9 and the test substance, which are in the gaps by the sleeve-fibers 2 and 3 and the fibers 4, 5 and in the cavity 17. Heaters, for example, 10, 11, 12 provide a constant temperature in the measurement zone. The heat sinks 13 and 14 provide cooling of the solid electrodes 6, 7, 8, 9. In this case, isothermal conditions under pressure change are detected.

Улучшение термостатировани достигаетс в зоне измерений с большим объемом вещества, при ширинр кольцевого зазора между трубкой 1 и изол тором 21 равнойImproved temperature control is achieved in the measurement zone with a large volume of substance, with the width of the annular gap between the tube 1 and the insulator 21 equal

диаметру цилиндрического сужени канала трубки 1, отмеченного прототипа. Улучшение изотермичности достигаетс введением дополнительного нагревател в канал изол тора21 .the diameter of the cylindrical narrowing of the channel of the tube 1 marked prototype. Improving isothermality is achieved by introducing an additional heater into the channel of the insulator 21.

Положительный эффект св зан с возможностью использовани двух различных излучений в системах с световодами из различных веществ. A positive effect is associated with the possibility of using two different emissions in systems with fibers of different substances.

в модификаци х элемента центральный цилиндрический изол тор 21 изготовлен из оптически прозрачного материала. В наиболее простых модификаци х элемента отмеченный световод 21 непосредственноin element modifications, the central cylindrical insulator 21 is made of optically transparent material. In the simplest modifications of the element, the marked light guide 21 is directly

5 устанавливаетс в каналах втулок-изол торов 2 и 3,5 is installed in the channels of the bushings 2 and 3,

Дополнительное преимуществе изобретени определ етс уменьшением в указанных услови х электрического сопро0 тивлени измер емого участка вещества, например, ртути, и св занного с этим расширением диапазона измер емых сопротивлений упом нутого вещества при высоких температурах и сверхвысоких дав5 лени х. Это преимущество используетс в простых модификаци х элемента со сплошным изол тором 21.An additional advantage of the invention is determined by the reduction in the indicated electrical resistance of the measured portion of the substance, for example, mercury, and the associated expansion of the range of measured resistances of the substance at high temperatures and ultrahigh pressures. This advantage is used in simple modifications of the solid insulator element 21.

Обеспечиваютс новые возможности дл одновременного измерени электриче0 ских, термодинамических, оптических параметров , в требуемых диапазонах давлений и температур, и термоЭДС, с использованием изолированных дополнительных микрозондов между изол торами 2, 4 или 3, 5.New opportunities are provided for the simultaneous measurement of electrical, thermodynamic, optical parameters, in the required pressure and temperature ranges, and thermoEMF, using isolated additional microprobe between insulators 2, 4 or 3, 5.

5 Введение термопары в трубке-изол торе 2Т, например, из окиси берилли , через сквозные каналы изол торов 4 и 5, сваренной встык, спаем в середину нагреваемой до максимальных температур зоны керамиче0 ской трубки 1, позвол ет увеличить точность .измерений температуры исследуемого вещества , без контакта спа с этим веществом .5 The introduction of a thermocouple in a 2T insulator tube, for example, from beryllium oxide, through the through channels of insulators 4 and 5, welded end-to-end, we sleep in the middle of the zone of ceramic tube 1 heated to maximum temperatures, which makes it possible to increase the accuracy of temperature measurements of the test substance without spa contact with this substance.

Изобретение не ограничиваетс опи5 санными модификаци ми элемента, объем изобретени ограничиваетс формулой изобретени .The invention is not limited to the described modifications of the element; the scope of the invention is limited by the claims.

Claims

Significant advantages of the invention are associated with an increase in the accuracy of temperature or electrical conductivity measurements, and an additional opportunity for the use of nuclear methods for diagnostics, including using the influence of gamma radiation from a source introduced into the tubular insulator 5 on the electrophysical parameters of liquid metals and semiconductors in the near-critical area. SUMMARY OF THE INVENTION 1. A cell for measuring the electrical conductivity of metals at high temperatures and pressures, comprising heaters and heat exchangers, a ceramic pipe with a cylindrical channel having extensions in the peripheral parts of the cell, in which extending to the periphery of the tube sleeve fibers, in the channels of which central transparent elements are located, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, through channels are made in the central elements, in which is installed along the entire length of the cell ilindric insulator.

2. A cell according to claim 1, characterized in that the cylindrical insulator is made of an optically transparent material, which differs in optical properties from the material of the central elements.

3. The cell according to claims 1 and 2, characterized in that the cylindrical IEO / 1NF is hollow .- -;

4. A cell according to claims 1 m 2, with the exception that the cylindrical insulator is made in the form of a solid rod.

G; , / SJ I /

/

q

TU

20 17

II 15 12

14

/

q

; , / SJ I /

/

X

nineteen