一種測(cè)量鋁電解質(zhì)溫度和初晶溫度的雙傳感器探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鋁電解溫度測(cè)量裝置，特別涉及一種測(cè)量鋁電解質(zhì)溫度和初晶溫度的雙傳感器探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬鋁是通過電化學(xué)法還原溶解在冰晶石熔體中的氧化鋁來生產(chǎn)的；生產(chǎn)過程中需要測(cè)量鋁電解質(zhì)的溫度和初晶溫度。近年來，已經(jīng)相繼問世了多種用于同時(shí)測(cè)量鋁電解質(zhì)溫度和初晶溫度的方法，這些方法大體可分成兩類:單溫度傳感器技術(shù)和雙溫度傳感器技術(shù)。
[0003]相對(duì)于單溫度傳感器探頭，雙溫度傳感器技術(shù)對(duì)拐點(diǎn)的分辨度更高，特別適合用于測(cè)試電解質(zhì)中氟化鋁含量高于8%的電解質(zhì)的初晶溫度；但是這兩種傳感器都存在一個(gè)共同的缺點(diǎn)，由于冷卻過程中冷卻速度太大，造成測(cè)定的電解質(zhì)初晶溫度與實(shí)際值相比偏低；并且測(cè)量結(jié)果受環(huán)境影響較大，重現(xiàn)性較差；還有再次測(cè)量時(shí)，必須將樣品杯中的電解質(zhì)清除干凈，除了操作比較麻煩，還將影響探頭的壽命。
[0004]授權(quán)公告號(hào)CN 102494789 B的中國(guó)專利提供了一種雙溫度傳感器裝置，其原理是測(cè)量升溫曲線來判斷電解質(zhì)的初晶溫度和過熱度；但是該裝置仍然一定程度上存在重復(fù)測(cè)量時(shí)會(huì)有電解質(zhì)附著，尤其是測(cè)量高速熔體或波動(dòng)較大的熔體的情況下，造成測(cè)量初晶溫度的重現(xiàn)性較低和降低傳感器使用壽命等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種測(cè)量鋁電解質(zhì)溫度和初晶溫度的雙傳感器探頭，通過在探頭的保護(hù)套管底端設(shè)置取樣室，使溫度傳感器底端位于取樣室內(nèi)，保護(hù)溫度傳感器不受熔體流動(dòng)的影響，便于操作，延長(zhǎng)保護(hù)套管的壽命。
[0006]本實(shí)用新型的測(cè)量鋁電解質(zhì)溫度和初晶溫度的雙傳感器探頭包括探頭I和探頭II，每個(gè)探頭由一個(gè)溫度傳感器和一個(gè)保護(hù)套管組成；溫度傳感器的上部固定在保護(hù)套管內(nèi)；其中探頭I的底部固定有一個(gè)取樣室，取樣室由中間槽和測(cè)量筒組成，中間槽內(nèi)壁上方與探頭I的保護(hù)套管外壁相配合并固定在一起；中間槽和測(cè)量筒之間設(shè)有通道，探頭I的傳感器通過該通道插入測(cè)量筒內(nèi)。
[0007]上述裝置中，探頭II的保護(hù)套管底端設(shè)有封閉的小孔，探頭II的傳感器底端與小孔底壁接觸；小孔孔徑與探頭II的傳感器的外徑的差< 3mm。
[0008]上述裝置中，探頭I的溫度傳感器的底端延伸出取樣室的測(cè)量筒內(nèi)壁1~9毫米。
[0009]上述裝置中，取樣室的測(cè)量筒內(nèi)徑在2~10毫米。
[0010]上述裝置的兩個(gè)溫度傳感器的水平高度差< 30mm。
[0011]上述裝置中，探頭I的保護(hù)套管的頂端封閉。
[0012]上述裝置中，保護(hù)套管的材質(zhì)選用鐵、鎳、銅或不銹鋼；所述的不銹鋼為310s、304,316或316L不銹鋼。
[0013]上述的溫度傳感器為K型鎳鉻-鎳硅熱電偶或S型鉑銠-鉑熱電偶。
[0014]上述的測(cè)量鋁電解質(zhì)溫度和初晶溫度的雙傳感器探頭的使用方法為:
[0015]1、將測(cè)量鋁電解質(zhì)溫度和初晶溫度的雙傳感器探頭與分析儀器連接，組成測(cè)量鋁電解質(zhì)溫度和初晶溫度的裝置；所述的分析儀器為與計(jì)算機(jī)裝配在一起的熱電偶模塊、與計(jì)算機(jī)裝配在一起的電位差計(jì)或與計(jì)算機(jī)裝配在一起的萬用表；
[0016]2、將兩個(gè)探頭快速插入到熔融的電解質(zhì)中測(cè)量電解質(zhì)的溫度，通過分析儀器記錄兩個(gè)探頭的溫度，并建立溫度-時(shí)間關(guān)系曲線；當(dāng)兩個(gè)探頭測(cè)量到的溫度都恒定不變時(shí)，停止記錄;
[0017]3、將兩個(gè)探頭從電解質(zhì)中取出，空冷至溫度< 300°C，準(zhǔn)備下次進(jìn)行測(cè)量；
[0018]4、建立溫度差-溫度曲線，其中溫度差坐標(biāo)為同一時(shí)刻探頭I與探頭II測(cè)得的溫度差，溫度坐標(biāo)為探頭II測(cè)得的溫度；溫度差-溫度曲線中停止記錄時(shí)溫度差為0，該處對(duì)應(yīng)的探頭II測(cè)得的溫度即為電解質(zhì)溫度；溫度差-溫度曲線中電解質(zhì)溫度前第一個(gè)峰值點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的探頭II測(cè)得的溫度即為電解質(zhì)的初晶溫度。電解質(zhì)的過熱度為電解質(zhì)溫度與初晶溫度的差值。
[0019]本實(shí)用新型的裝置方法適用于各種成分的電解質(zhì)溫度測(cè)量；探頭I底端的取樣室可保護(hù)傳感器不受熔體流動(dòng)的影響，重復(fù)測(cè)量不需要處理附著的電解質(zhì)，便于操作且有利于延長(zhǎng)保護(hù)套管的壽命。本實(shí)用新型的裝置及方法具有測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，重復(fù)測(cè)量穩(wěn)定，便于操作的效果。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中的探頭I結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中的探頭II結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖中，1、溫度傳感器I，2、保護(hù)套管I，3、取樣室，4、溫度傳感器11，5、保護(hù)套管II，6、小孔，7、通道；
[0023]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1中獲得的溫度差-溫度曲線圖；圖中A為電解質(zhì)溫度T1, B為電解質(zhì)的初晶溫度Tb。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)用新型實(shí)施例中采用的溫度傳感器的測(cè)量誤差< 0.5%。
[0025]本實(shí)用新型實(shí)施例中采用的電位差計(jì)和萬用表的電位測(cè)量精度為6位半。
[0026]實(shí)施例1
[0027]測(cè)量鋁電解質(zhì)溫度和初晶溫度的雙傳感器探頭包括探頭I和探頭II，每個(gè)探頭由一個(gè)溫度傳感器和一個(gè)保護(hù)套管組成；溫度傳感器的上部固定在保護(hù)套管內(nèi)；其中探頭I的底部固定有一個(gè)取樣室，取樣室由中間槽和測(cè)量筒組成，中間槽內(nèi)壁上方與探頭I的保護(hù)套管外壁相配合并固定在一起；中間槽和測(cè)量筒之間設(shè)有通道，探頭I的傳感器通過該通道插入測(cè)量筒內(nèi)；測(cè)量筒為筒狀結(jié)構(gòu)；中間槽為槽型結(jié)構(gòu)；
[0028]探頭II的保護(hù)套管底端設(shè)有封閉的小孔，探頭II的傳感器底端與小孔底壁接觸；小孔孔徑與探頭II的傳感器的外徑的差為0.5mm ;
[0029]探頭I的溫度傳感器的底端延伸出取樣室的測(cè)量筒內(nèi)壁I毫米；
[0030]取樣室的測(cè)量筒內(nèi)徑在2毫米；
[0031]兩個(gè)溫度傳感器的水平高度差< 30mm ；
[0032]探頭I的保護(hù)套管的頂端封閉；
[0033]保護(hù)套管的材質(zhì)選用鐵；
[0034]溫度傳感器為S型鉑銠-鉑熱電偶；
[0035]上述的測(cè)量鋁電解質(zhì)溫度和初晶溫度的雙傳感器探頭的使用方法為:
[0036]1、將測(cè)量鋁電解質(zhì)溫度和初晶溫度的雙傳感器探頭與分析儀器連接，組成測(cè)量鋁電解質(zhì)溫度和初晶溫度的裝置；所述的分析儀器為與計(jì)算機(jī)裝配在一起的熱電偶模塊；
[0037]2、將兩個(gè)探頭快速插入到熔融的電解質(zhì)中測(cè)量電解質(zhì)的溫度，通過分析儀器記錄