[發明專利]高溫鉛鉍熔體中自動化控氧/腐蝕裝置及方法

有效

• 申請號: 201610812327.8
• 申請日: 2016-09-08
• 公開（公告）號: CN106323855B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 常海龍;王志光;姚存峰;孫建榮;張宏鵬;李炳生;盛彥斌;魏孔芳;徐瑚珊
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G05D11/13;G05D23/22
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 張真

1.一種高溫鉛鉍熔體中自動化控氧/腐蝕裝置，其特征在于包括有儲料罐，在儲料罐上設有真空系統、溫控系統、冷卻系統、氧濃度控制系統、樣品腐蝕實驗系統以及自動化控制與數據處理系統；所述的儲料罐為柱形真空密封容器，在罐體上設有上蓋，上蓋和罐體之間設有密封圈，在罐體的側部設有管式馬弗爐外加熱器，爐體外側包覆隔熱材料，在加熱器溫度持續在1200℃時外殼溫度在40℃以下；在罐體的底部設有耐高溫泄流閥；所述的真空系統由真空級聯泵組通過真空抽氣通道、電阻規真空測量元件和粗抽角閥與儲料罐的上蓋聯接；儲料罐中的真空度最高可達到1.0×10^-2Pa；溫控系統在上蓋上設有鉛鉍主控溫度熱電偶及鉛鉍主控溫度熱電偶電動升降組件，采用第一波紋管進行電動升降，升降組件配有第一備標尺和第一上限位器、第一下限位器；升降行程為0-215mm；冷卻系統的循環式水冷機出水口連接至1#氧探頭、2#氧探頭、攪拌器的磁力傳動軸以及罐體上蓋的水冷套進行冷卻，經回水口進入水冷機的水槽，水槽內的水溫為5-35℃；在水冷機的出水口管路上設有水流量保護開關，其流量信號反饋到計算機，當冷卻水流量≤20L/min時，輸出報警信號，計算機將通過軟件自動切斷加熱器電源，停止加熱，并升起氧探頭和攪拌器至上限位處，起到保護作用；所述的氧濃度控制系統還包括有在上蓋上設有1#氧探頭及氧探頭電動升降組件、2#氧探頭及氧探頭電動升降組件；1#氧探頭采用第二波紋管進行電動升降，升降組件由第二備標尺和第二上限位器、第二下限位器組成，確定1#氧探頭位置并控制行程范圍，升降行程為0-160mm；2#氧探頭采用第三波紋管進行電動升降，升降組件由第三備標尺和第三上限位器、第三下限位器組成，確定2#氧探頭位置并控制行程范圍，升降行程為0-160mm；所述的自動化控制與數據處理系統為連接儲料罐、真空系統、溫控系統、冷卻系統、氧濃度控制系統以及樣品腐蝕實驗系統的計算機及軟件，以實現對各系統軟硬件的控制，數據的采集、記錄、保存、處理與分析，自動執行程序化的實驗過程，跟蹤記錄控制動作與事件順序，監測安全、故障及輸出報警，并生成系統日志和數據報表；與鉛鉍熔體接觸的部件，包括罐體、攪拌器、磁力傳動軸、攪拌器葉片、噴嘴、樣品架，以及鉛鉍主控溫度熱電偶外殼、1#氧探頭套管、2#氧探頭套管，采用316L不銹鋼材料。

2.如權利要求1所述的高溫鉛鉍熔體中自動化控氧/腐蝕裝置，其特征在于還包括有在上蓋上設有與氧濃度控制系統的出氣管路共用的進氣管路，經三通接頭連接至截止閥，通入罐體中高純Ar氣沖洗罐體或維持Ar氛圍以保護鉛鉍的污染與氧化；在上蓋上設有用于監測鉛鉍上方的氣體壓力的氣體壓力表；在上蓋的下方設有多層隔熱板。

3.如權利要求1所述的高溫鉛鉍熔體中自動化控氧/腐蝕裝置，其特征在于所述的儲料罐還包括有在上蓋設有整體電動升降裝置。

4.如權利要求1所述的高溫鉛鉍熔體中自動化控氧/腐蝕裝置，其特征在于溫控系統由罐體中的鉛鉍主控溫度熱電偶、加熱電源、可控硅、智能溫控器以及計算機及控制軟件組成；鉛鉍主控溫度熱電偶為雙支鎧裝熱電偶；溫控系統將鉛鉍溫度控制在RT-650℃。

5.如權利要求1所述的高溫鉛鉍熔體中自動化控氧/腐蝕裝置，其特征在于溫控系統還設有上蓋貼片式熱電阻、馬弗爐爐體溫度監控探頭以及罐體中氣體測溫熱電偶；溫控系統實時監控上蓋貼片式熱電阻的溫度信號，如果超過設定值時，輸出報警信號，加熱器自動停止加熱，溫控系統還實時監測爐體和罐體中氣體的溫度。

6.如權利要求1所述的高溫鉛鉍熔體中自動化控氧/腐蝕裝置，其特征在于所述的氧濃度控制系統，由氧濃度控制設備與1#氧探頭、2#氧探頭、氧濃度分析儀、進氣管路、噴嘴以及出氣管路組成；氧濃度控制設備由進氣管路經過氣體調節閥后穿過罐體的側壁連接至噴嘴，罐體內側的進氣管上設有卡套接頭，噴嘴位置為罐體底部的鉛鉍中或鉛鉍液面上方，噴出氣體經反應后從出氣管路排出；在氣體調節閥后端設有單向閥。