Ячейка для измерения электропроводности металлов

(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1385052, кл. 6 01 Н 27/02, 1987.Авторское свидетельство СССРЬВ 1550397, кл, 6 01 М 27/02, 1989.(54) ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ(57) Использование: аналитическое приборостроение. Сущность изобретения; ячейкадля измерений электропроводности металИзобретение относится к технике высоких давлений и физико-технического анализа, может применяться при измерениях электропроводности жидкостей и газов при высоких температурах и давлениях,Цель изобретения - увеличение точности измерений и количества измеряемых параметров, улучшение условий измерения электрофизических параметров веществ и расширение диапазона измеряемых сопротивлений.На чертеже представлен элемент для измерений электропроводности при высоких температурах и давлениях. Он содержит керамическую трубку 1, например, из окиси алюминия с добавкой окиси магния, с суженным участком осевого канала в ее центральной части и размещенные в периферийных частях канала трубки вставные втулки-световоды 2 и 3, Цилиндрическая периферийная часть каждого иэ световодов заканчивается коническим сужением, В каналах указанных световодов 2 и 3, из оптио).Й 2 пи 1 824565 А 1 лов на основе керамической трубки с суженным в средней части осевым каналом содержит центральный изолятор, преимущественно, в виде цилиндрической трубки, изготовленной из оптически прозрачного материала. Каждый конец центрального цилиндрического изолятора расположен в осевом канале полого световода, который установлен в канале втулки-световода, которая расположена в периферийном расширении канала указанной керамической трубки. Материал одного или двух световодов отличается от материалов других отмеченных изоляторов, 1 ил. чески прозрачных материалов, в том числе типа корунда, граната или кварца, размещены центральные цилиндрические полые изоляторы 4 и 5. Потенциальные металлические электроды 6 и 7 размещены около концов керамической трубки 1 и вместе с уплотнениями являются герметиэирующими элементами между трубкой 1 и световодами 2 и 3.Токовые электроды 8 и 9 размещены в зазорах между концами изоляторов-световодов 2 и 3 и световодов 4 и 5, и являются герметизирующими элементами, В центральной и периферийных частях трубкиразмещены нагреватели 10, 11, 12, на концах отмеченной керамической трубки размещены теплосьемники 13 и 14, Элемент помещен в теплоизолятор 15 и стальной чехол 16, Внутренняя полость центральной части трубки заполнена исследуемым проводящим веществом 17, например, ртутью, тонкий слой которого в зазорах между световодами 2 и 3 и центральнымиФ50 55 полыми световодлми 4, 5 образует электрические тоководы с толщиной порядка 0,150,25 мм к токовым электродам, а слои междукерамической трубкой 1 и световодами 2 и3 - электрические тоководы к потенциальным электродам.Изоляторы 4 и 5 могут быть изготовленыпреимущественно, из оптически прозрачных материалов, которые могутотличаться от материалов световодов 2 и 3.Торцы всех световодов полированные.В центральной части модификации керамической трубки изготовлен выступ 18, пообе стороны которого расположены шейки19, Каналы трубки имеют конические расширения 20. В модификациях трубки диаметрцилиндрического выступа,18 в центральнойчасти трубки 1 превышает, например, диаметр периферийных частей отмеченнойтрубки.Периферийные части трубки 1 могутбыть сопряжены с выступом 18, а диаметрыпериферийных частей керамической трубкиодинаковыми по всей длине вплоть до герметиэированных концов,В модификациях элементов для измерений электропроводности в каналах центральных полых световодов 4 и 5 расположентрубчатый изолятор 21, дополнигельныеметаллические электроды 22 и 23 вместе ссистемой уплотнений являются герметизирующими элементами изолятора 21, В каналотмеченного трубчатого изолятора 21 могутбыть введены термопара, источник гаммаизлучения, или дополнительный нагреватель. Применимость разных сортов корунда, в том числе рубина, для изготовлениясветоводов определялась с использованиемполяризованного света,Элемент работает следующим образом.Заполненный исследуемым веществом,например, ртутью, элемент герметизируется в камере высокого давления, которая затем заполняется сжатым газом. Приизмерениях электропроводности четырехэлектродным методом ток пропускается через электроды 8, 9 и исследуемое вещество,находящееся в зазорах втулками-световодами 2 и 3 и световодами 4, 5 и в полости17. Нагреватели, например, 10, 11, 12обеспечивают постоянство температуры взоне измерений, Теплосъемники 13 и 14обеспечивают охлаждение твердых электродов 6, 7, 8, 9. При этом обеспечиваютсяизотермические условия при изменениидавления,Улучшение термостатирования достигается в зоне измерений с большим объемомвещества, при ширине кольцевого зазорамежду трубкой 1 и изолятором 21 равной45 санными модификациями элемента, объемизобретения ограничивается формулой изобретения.Существенные преимущества изобретения связаны с увеличением точности измерений температуры или электропроводности, и дополнительной возможностью для применения ядерных методов для диагностики, в том числе с использованием влияния гамма излучения вводимого в трубчатый изолятор 21 источника на электрофизические параметры жидких металлов и полупроводников в околокритической области.Формула изобретения 1. Ячейка для измерения электропроводности металлов при высоких температудиаметру цилиндрического сужения каналатрубки 1, отмеченного прототипа, Улучшение иэотермичности достигается введениемдополнительного нагревателя в канал иэо 5 лятора 21.Положительный эффект связан с воэможностью использования двух различныхизлучений в системах с световодами из различных веществ.10 В модификациях элемента центральныйцилиндрический изолятор 21 изготовлен иэоптически прозрачного материала. В наиболее простых модификациях элемента отмеченный световод 21 непосредственно15 устанавливается в каналах втулок-изоляторов 2 иЗ,Дополнительное преимущество изобретения определяется уменьшением вукаэанных условиях электрического сопро 20 тивления измеряемого участка вещества,например, ртути, и связанного с этим расширением диапазона измеряемых сопротивлений упомянутого вещества привысоких температурах и сверхвысоких давлениях, Это преимущество используется впростых модификациях элемента со сплошным изолятором 21,Обеспечиваются новые возможностидля одновременного измерения электриче 30 ских, термодинамических, оптических параметров, в требуемых диапазонах давленийи температур, и термоЭДС, с использованием изолированных дополнительных микрозондов между изоляторами 2, 4 или 3, 5.35 Введение термопары в трубке-изоляторе21, например, из окиси бериллия, черезсквозные каналы изоляторов 4 и 5, сваренной встык, спаем в середину нагреваемой домаксимальных температур эоны керамиче 40 скойтрубки 1, позволяетувеличитьточность,измерений температуры исследуемого вещества, без контакта спая с этим веществом.Изобретение не ограничивается опи1824565 тержня. 16 10 5 12 оставитель М. Корсунскийехред М,Моргентал ректор С. Пекарь дакто Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аз 2222 ВНИИП изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 рах и давлениях. содержащая нагреватели и теплообменники, керамическую трубу с цилиндрическим каналом. имеющим расширения в периферийных частях ячейки, в которых установлены расширяющиеся к периферии трубки втулки-световоды, в каналах которых расположены центральные прозрачные элементы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения точности измерений, в центральных элементах выполнены сквозные каналы, в которых установлен по всей длине ячейки цилиндрический изолятор. 2. Ячейка по п,1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что цилиндрический изолятор иэготов.лен иэ оптически прозрачного материала, который отличается по оптическим свойст вам от материала центральных элементов. 3. Ячейка по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что цили рически ы, ю полнен полым,Я .1, " 0 4. Ячейка по и 1 м 2, о т л и ч а ю ща яс я тем, что цили рический изолятор выполнен в виде сплошного с