RU2709436C1 - Device for determining smoke formation in a laboratory electric furnace - Google Patents

Device for determining smoke formation in a laboratory electric furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2709436C1
RU2709436C1 RU2019105586A RU2019105586A RU2709436C1 RU 2709436 C1 RU2709436 C1 RU 2709436C1 RU 2019105586 A RU2019105586 A RU 2019105586A RU 2019105586 A RU2019105586 A RU 2019105586A RU 2709436 C1 RU2709436 C1 RU 2709436C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric furnace
smoke
vacuum
vacuum hose
smoke sensor
Prior art date
Application number
RU2019105586A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Степанович Цепелев
Аркадий Моисеевич Поводатор
Владимир Викторович Вьюхин
Виктор Васильевич Конашков
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2019105586A priority Critical patent/RU2709436C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2709436C1 publication Critical patent/RU2709436C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to engineering physics, particularly to determination of parameters of metal melts. Smoke detecting device in laboratory electric furnace, which is part of water-cooled vacuum furnace, filled with inert gas, comprises electric furnace branch pipe, vacuum hose and pump, smoke detector, which comprises at least one photosensor, the output of which is connected to a communication channel, the output of which is connected to the computer, the transparent tubular element on which the smoke detector is placed, is located between the vacuum hose and the electric furnace branch pipe.EFFECT: technical result is possibility of functioning and preservation of objectivity of assessment of smoke optical characteristics when studying sample without damage of smoke detector.5 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к технической физике, а именно, к устройствам для фотометрических измерений физических параметров образцов металлических высокотемпературных, до tпл = 2000°С, расплавов, основанных на изучении упругих крутильных колебаний цилиндрического тигля с расплавом, размещенных в подвешенном на упругой закручиваемой нити тигле объемом в единицы см3, и предназначено для бесконтактного определения термозависимостей преимущественно кинематической вязкости ν(t) и удельного электросопротивления ρ(t) образцов этих расплавов в водоохлаждаемой вакуумной электропечи, заполненной инертным газом. Изобретение может быть использовано в лабораторных исследованиях на металлургических предприятиях и/или в вузах. The present invention relates to technical physics, in particular, to devices for photometric measurements of the physical parameters of high-temperature metal samples, up to t PL = 2000 ° C, melts based on the study of elastic torsional vibrations of a cylindrical crucible with a melt placed in a crucible suspended from an elastic twisted thread volume of units cm 3 , and is intended for non-contact determination of temperature dependences of predominantly kinematic viscosity ν (t) and electrical resistivity ρ (t) of samples of these melts in a water-cooled vacuum electric furnace filled with an inert gas. The invention can be used in laboratory research at metallurgical enterprises and / or universities.

Измерение физических параметров металлических расплавов и шлаков, преимущественно высокотемпературных, до tпл = 2000°С, например на основе Fe, Co, Ni, позволяет проводить прогностический анализ материалов и давать рекомендации для получения сплавов с заданными характеристиками. При этом используют способы и устройства определения температурных зависимостей преимущественно кинематической вязкости ν(t) и/или удельного электросопротивления ρ(t) образцов расплавов в водоохлаждаемой электропечи вертикального типа, заполненной после ее вакуумирования инертным газом, с использованием нагреваемого образца известной массы m, помещенного в тигле в зоне нагрева этой электропечи. Значения параметров ν(t), ρ(t) в большинстве случаев взаимосвязаны, необходимы и достаточны для характеристики исследуемого металлического сплава. В основном используют бесконтактный фотометрический способ определения этих параметров на основе изучения траектории отраженного от зафиксированного на упругой нити зеркала светового луча - «зайчика», посредством определения затухания крутильных колебаний упругой нити с подвешенным на ней в электропечи тиглем с этим образцом – см. пат. РФ № 2457473 – аналог. Измерение параметров ν(t), ρ(t) проводят для каждой температурной точки tj. с получением значений в виде электрических сигналов, после чего производят аналогичное измерение этих же параметров в следующей температурной точке tj+1 и т. д., после чего полученные термозависимости анализируют.Measurement of the physical parameters of metallic melts and slags, mainly of high temperature, up to t pl = 2000 ° С, for example, based on Fe, Co, Ni, allows one to carry out prognostic analysis of materials and give recommendations for producing alloys with desired characteristics. In this case, methods and devices are used to determine the temperature dependences of the predominantly kinematic viscosity ν (t) and / or electrical resistivity ρ (t) of the melt samples in a vertical-type water-cooled electric furnace, filled after its evacuation with an inert gas, using a heated sample of known mass m placed in crucible in the heating zone of this electric furnace. The values of the parameters ν (t), ρ (t) in most cases are interconnected, necessary and sufficient to characterize the studied metal alloy. Basically, a non-contact photometric method is used to determine these parameters based on the study of the trajectory of a light ray “bunny” reflected from a mirror fixed on an elastic filament, by determining the attenuation of torsional vibrations of an elastic filament with a crucible with this specimen suspended on it in an electric furnace - see US Pat. RF № 2457473 - analogue. The parameters ν (t), ρ (t) are measured for each temperature point t j . obtaining values in the form of electrical signals, after which a similar measurement of the same parameters is carried out at the next temperature point t j + 1 , etc., after which the obtained temperature dependences are analyzed.

Известно устройство для определения свободной поверхностной энергии, плотности и вязкости жидких металлов, которое использует электромагнитное устройство со шторками для предохранения смотровых окон от запыления и нагрева – см. В.И. Ниженко, Н.Ф. Данько «Установка для определения свободной поверхностной энергии, плотности и вязкости жидких металлов». В кн. «Методы исследования и свойства границ раздела контактирующих фаз». Киев, Наукова думка, 1977, с. 46, 47 – аналог. A device is known for determining free surface energy, density and viscosity of liquid metals, which uses an electromagnetic device with shutters to protect the viewing windows from dust and heating - see V.I. Nizhenko, N.F. Danko "Installation for determination of free surface energy, density and viscosity of liquid metals." In the book. "Research methods and properties of the interfaces of the contacting phases." Kiev, Naukova Dumka, 1977, p. 46, 47 - analogue.

Прототипом предлагаемого устройства является устройство определения задымления в лабораторной электропечи, входящее в состав водоохлаждаемой вакуумной электропечи, заполненной инертным газом, содержащее патрубок электропечи, вакуумные шланг и насос, датчик задымления, который содержит по меньшей мере один фотосенсор, выход которого подключен к каналу связи, выход которого соединен с компьютером – см. пат. РФ № 2663321. The prototype of the proposed device is a smoke detection device in a laboratory electric furnace, which is part of a water-cooled vacuum electric furnace filled with an inert gas, containing an electric furnace pipe, a vacuum hose and a pump, a smoke sensor that contains at least one photosensor, the output of which is connected to the communication channel, the output which is connected to a computer - see US Pat. RF number 2663321.

Недостатками вышеуказанных устройств являются уменьшение достоверности и помехозащищенности измерений из-за возможного задымления внутри сначала вакуумированной, а затем заполненной инертным газом электропечи. Такое задымление возникает в ряде экспериментов, особенно в области высоких температур. Задымление различной интенсивности всегда заполняет всю электропечь, в том числе область смотрового окна, и влияет на динамику эксперимента. Оно непредсказуемо и практически неизбежно для ряда сплавов. При этом в электропечи образуются непрозрачные взвеси, аэрозоли, пары внутри нее, вследствие испарения абсорбированных газов, термоугара компонентов расплава и их испарения. Кроме того, молибденовый нагреватель электропечи и защитные экраны также окисляются с образованием окисла МоО, который интенсивно испаряется при температурах выше 900°С. Они не только частично оседают на смотровом стекле – см. вышеуказанный аналог В.И. Ниженко, Н.Ф. Данько, но и обусловливают ухудшение определения параметров образца за счет распространения по всему внутреннему объему электропечи и затенения отраженного от зеркала светового «зайчика». Использование датчика задымления при его размещении внутри электропечи, в области высоких и максимальных температур tj, неизбежных в процессе исследования вышеуказанных высокотемпературных сплавов, может приводить к потере данных, уменьшению достоверности получаемых от датчика задымления результатов и возрастанию вероятности срыва эксперимента. Уменьшается точность управления моментом включения/выключения вакуумного насоса и/или подачей инертного газа в электропечь, которая может длиться всего 1-2 минуты, а в конечном итоге, возможность осуществления штатной процедуры эксперимента. В этом случае объем полезной информации о параметрах ν(t) и/или ρ(t) уменьшается, но появляются недостоверные и необъективные результаты Кроме того, вследствие отсутствия прямого доступа к датчику задымления из-за его размещения внутри электропечи, становится невозможным его повторное тестирование и тем более его замена, которые не могут быть реализованы в возможно возникший непредсказуемый момент эксперимента. Такие действия могут быть осуществлены только после вынужденного завершения эксперимента. Это повлечет за собой приведение изучаемого образца в негодность и осуществление экспериментов заново, с новой калибровкой и многочасовыми подготовительными работами.The disadvantages of the above devices are the decrease in the reliability and noise immunity of the measurements due to the possible smoke inside the first vacuumized and then filled with an inert gas electric furnace. Such smoke arises in a number of experiments, especially in the high temperature region. Smoke of varying intensity always fills the entire electric furnace, including the area of the viewing window, and affects the dynamics of the experiment. It is unpredictable and almost inevitable for a number of alloys. At the same time, opaque suspensions, aerosols, and vapors inside it are formed in the electric furnace due to the evaporation of absorbed gases, thermal attack of the components of the melt and their evaporation. In addition, the molybdenum electric furnace heater and protective shields also oxidize to form MoO oxide, which rapidly evaporates at temperatures above 900 ° C. They not only partially settle on the sight glass - see V.I. Nizhenko, N.F. Danko, but also cause a deterioration in the determination of the parameters of the sample due to the spread throughout the internal volume of the electric furnace and the shading of the light "bunny" reflected from the mirror. The use of a smoke sensor when it is placed inside an electric furnace, in the region of high and maximum temperatures t j that is inevitable during the study of the above high-temperature alloys, can lead to data loss, a decrease in the reliability of the results obtained from the smoke sensor, and an increase in the probability of failure of the experiment. The accuracy of controlling the moment of turning on / off the vacuum pump and / or the inert gas supply to the electric furnace, which can last only 1-2 minutes, and, ultimately, the possibility of carrying out a standard experiment procedure, is reduced. In this case, the amount of useful information about the parameters ν (t) and / or ρ (t) decreases, but unreliable and biased results appear. In addition, due to the lack of direct access to the smoke sensor due to its placement inside the electric furnace, it becomes impossible to retest it and even more so, its replacement, which cannot be realized at the possibly unpredictable moment of the experiment. Such actions can be carried out only after the forced completion of the experiment. This will entail bringing the studied sample into disrepair and carrying out the experiments anew, with a new calibration and many hours of preparatory work.

Изобретение направлено на решение технической проблемы, а именно, обеспечение и сохранение возможности оценки влияния характеристик задымления при высокой температуре в электропечи, заполненной инертным газом, на процесс управления работой вакуумного насоса и поступления инертного газа в электропечь при изучении расплава, и таким образом, устранение повреждающего влияния высокой температуры в электропечи на датчик задымления, а в конечном итоге, обеспечение осуществления штатной процедуры эксперимента.The invention is aimed at solving a technical problem, namely, providing and maintaining the possibility of assessing the influence of smoke characteristics at high temperature in an electric furnace filled with an inert gas on the process of controlling the operation of a vacuum pump and the inert gas entering the electric furnace when studying the melt, and thus eliminating the damaging the influence of high temperature in an electric furnace on a smoke detector, and, ultimately, ensuring the implementation of a standard experiment procedure.

Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого устройства, заключается в устранении влияния температуры в электропечи на функционирование датчика задымления при оценке оптических и физических характеристик задымления, обеспечении увеличения надежности и достоверности управления работой вакуумного насоса и подачей инертного газа в электропечь, а в конечном итоге, объективизации оценки характеристик задымления, обеспечении осуществления штатной процедуры эксперимента.The technical result achieved by the implementation of the inventive device is to eliminate the influence of temperature in the electric furnace on the functioning of the smoke sensor when evaluating the optical and physical characteristics of the smoke, providing increased reliability and reliability of controlling the operation of the vacuum pump and the inert gas supply to the electric furnace, and, ultimately, objectification evaluation of smoke characteristics, ensuring the implementation of the standard experiment procedure.

При осуществлении заявляемого устройства решается проблема отсутствия устройств данного назначения и, соответственно, достигается технический результат, который заключается в реализации назначения устройства.When implementing the inventive device, the problem of the lack of devices for this purpose is solved and, accordingly, a technical result is achieved, which consists in realizing the purpose of the device.

Указанная проблема решается с помощью предлагаемого изобретения – устройства определения задымления в лабораторной электропечи. This problem is solved using the present invention is a device for determining smoke in a laboratory electric furnace.

Заявляется устройство определения задымления в лабораторной электропечи, входящее в состав водоохлаждаемой вакуумной электропечи, заполненной инертным газом, содержащее патрубок электропечи, вакуумные шланг и насос, датчик задымления, который содержит по меньшей мере один фотосенсор, выход которого подключен к каналу связи, выход которого соединен с компьютером. A device for detecting smoke in a laboratory electric furnace, which is part of a water-cooled vacuum electric furnace filled with an inert gas, comprising an electric furnace pipe, a vacuum hose and a pump, a smoke sensor, which contains at least one photosensor, the output of which is connected to a communication channel, the output of which is connected to by computer.

От прототипа устройство отличается тем, что в него введен прозрачный трубчатый элемент, на котором размещен датчик задымления, а этот элемент расположен между вакуумным шлангом и патрубком электропечи.The device differs from the prototype in that a transparent tubular element is introduced into it, on which a smoke sensor is placed, and this element is located between the vacuum hose and the electric furnace pipe.

Кроме того, прозрачный трубчатый элемент выполнен в виде прозрачного вакуумного шланга, преимущественно поливинилхлоридного. In addition, the transparent tubular element is made in the form of a transparent vacuum hose, mainly polyvinyl chloride.

Кроме того, датчик задымления выполнен в виде тепловизора.In addition, the smoke sensor is made in the form of a thermal imager.

Кроме того, датчик задымления выполнен в виде фотовидеокамеры. In addition, the smoke sensor is made in the form of a video camera.

Кроме того, датчик задымления выполнен в виде гаджета, преимущественно смартфона.In addition, the smoke sensor is made in the form of a gadget, mainly a smartphone.

Таким образом, при реализации изобретения достигается уменьшение влияния температуры в электропечи на функционирование датчика задымления, при оценке оптических и физических характеристик задымления в процессе изучения образца расплава, обеспечивается объективизация характеристик задымления и степени его влияния на эксперимент, оптимизация процедур устранения задымления и осуществления продолжения эксперимента, уменьшение количества непредсказуемых срывов эксперимента, а в конечном итоге, при появлении задымления достигается обеспечение возможности продолжения фотометрии характеристик ν(t), ρ(t) образца расплава. Thus, when implementing the invention, a reduction in the influence of temperature in the electric furnace on the functioning of the smoke detector is achieved, when evaluating the optical and physical characteristics of smoke during the study of the melt sample, objectification of the characteristics of smoke and the degree of its influence on the experiment, optimization of procedures for eliminating smoke and the continuation of the experiment are ensured, a decrease in the number of unpredictable breakdowns of the experiment, and ultimately, when smoke appears, about espechenie possibility of continuing characteristics photometry ν (t), ρ (t) of the sample melt.

Предлагаемое изобретение поясняется фигурой - Фиг. 1, на которой изображена блок-схема устройства определения задымления. Оно содержит электропечь 1, цилиндрический электронагреватель 2, патрубок 3 электропечи 1, вакуумный шланг 4, водяной шланг 5, прозрачный трубчатый элемент 6, датчик задымления 7, канал связи 8, тепловой защитный экран 9, водяное охлаждение электропечи 10. The invention is illustrated by the figure - Fig. 1, which shows a block diagram of a smoke detection device. It contains an electric furnace 1, a cylindrical electric heater 2, a nozzle 3 of the electric furnace 1, a vacuum hose 4, a water hose 5, a transparent tubular element 6, a smoke sensor 7, a communication channel 8, a heat shield 9, water cooling of the electric furnace 10.

Электропечь 1 мощностью 20 кВА выполнена в виде цилиндрической, преимущественно вертикальной, конструкции с водяным охлаждением 10. Цилиндрический электронагреватель 2 обеспечивает изотермическую зону нагрева. Внутри него коаксиально размещен подвешенный на упругой проволоке тигель с образцом расплава (на схеме не показаны). Этот электронагреватель 2 выполнен из тугоплавкого немагнитного материала, преимущественно из двух полуколец листового молибдена. Патрубок 3 электропечи 1 стальной. Вакуумный шланг 4 выполнен из толстостенной вакуумной резины или, предпочтительно, прозрачного вакуумного ПВХ- шланга. Водяной шланг 5 выполнен дюритовым или из армированной резины. Прозрачный полый элемент 6 выполнен преимущественно в виде трубки из стекла или оргстекла. Датчик задымления 7 закреплен вблизи прозрачного трубчатого элемента 6, например, зафиксирован на этом элементе 6 и представляет собой фотосенсор, например оптрон на основе светодиода и фототранзистор. Он реагирует на изменение прохождения или отражения светового излучения светодиода сквозь прозрачный трубчатый элемент 6 – см. «Википедия», статья «Пожарный извещатель». Датчик задымления 7 производит сигнал и в то же время реагирует на изменение задымлённости. При уменьшении задымленности он отключает выходной сигнал, при увеличении задымленности вырабатывает выходной сигнал. Кроме того, фотосенсор может быть выполнен как датчик дыма, например серого или черного. Датчик задымления 7 может быть также выполнен в виде портативного тепловизора, например HT826 производства КНР, в виде гаджета, например смартфона, либо цифрового фотоаппарата с видеорежимом, например фирмы Panasonic. Канал связи 8 соединяет датчик задымления 7 с управляющим компьютером (на схеме не показано) и может быть выполнен проводным, например usb, или беспроводным на основе wi-fi канала. Тепловой цилиндрический защитный экран 9 содержит несколько слоев молибдена и высокотемпературной керамики. Водяное охлаждение различных узлов электропечи 10 производят посредством парных подводящих и отводящих водяных шлангов 5 от водной магистрали проточной водой или посредством циркуляционной замкнутой системы охлаждения. Вакуумный насос, совместно с системой контроля «Мерадат» (на схеме не показаны), обеспечивает откачивание газов из электропечи 1 до уровня 10-2 мм Hg посредством коммутируемого вакуумного шланга 4, через который после перекоммутации инертный газ, преимущественно гелий, подают из баллона при манометрическом контроле (на схеме не показано). The electric furnace 1 with a capacity of 20 kVA is made in the form of a cylindrical, mainly vertical, structure with water cooling 10. A cylindrical electric heater 2 provides an isothermal heating zone. A crucible with a melt sample suspended on an elastic wire (not shown in the diagram) is coaxially placed inside it. This electric heater 2 is made of refractory non-magnetic material, mainly of two half rings of sheet molybdenum. Branch pipe 3 of the electric furnace 1 steel. The vacuum hose 4 is made of thick-walled vacuum rubber or, preferably, a transparent vacuum PVC hose. The water hose 5 is made of dyuritovy or of reinforced rubber. The transparent hollow element 6 is made mainly in the form of a tube of glass or plexiglass. The smoke sensor 7 is mounted near the transparent tubular element 6, for example, is fixed on this element 6 and is a photosensor, for example an optocoupler based on an LED and a phototransistor. It reacts to a change in the passage or reflection of light emitting an LED through a transparent tubular element 6 - see Wikipedia, article “Fire Detector”. The smoke sensor 7 produces a signal and at the same time responds to a change in smoke. When smoke decreases, it turns off the output signal; when smoke increases, it generates an output signal. In addition, the photosensor can be implemented as a smoke detector, for example gray or black. The smoke sensor 7 can also be made in the form of a portable thermal imager, for example, HT826 manufactured by the PRC, in the form of a gadget, for example a smartphone, or a digital camera with video mode, for example, Panasonic. Communication channel 8 connects the smoke sensor 7 to the control computer (not shown in the diagram) and can be wired, for example usb, or wireless based on a wi-fi channel. Thermal cylindrical protective screen 9 contains several layers of molybdenum and high-temperature ceramics. Water cooling of the various components of the electric furnace 10 is carried out by means of paired inlet and outlet water hoses 5 from the water main by running water or by means of a circulating closed cooling system. The vacuum pump, together with the Meradat control system (not shown in the diagram), ensures the evacuation of gases from the electric furnace 1 to the level of 10 -2 mm Hg by means of a switched vacuum hose 4, through which, after reconnection, an inert gas, mainly helium, is supplied from the cylinder at manometric control (not shown in the diagram).

Определение задымления в лабораторной электропечи осуществляют посредством вышеописанного устройства следующим образом. Подготавливают изучаемый образец, определяют его массу, после чего помещают его в тигель, который подвешивают коаксиально в электронагревателе 2 в центре зоны нагрева. Прозрачный трубчатый элемент 6 и датчик задымления 7 пристыковывают к патрубку 3 электропечи 1 с одной стороны и вакуумному шлангу 4 с другой. Электропечь 1 вакуумируют, для чего используют вакуумный насос и коммутируемый вакуумный шланг 4, подключая этот шланг 4 к насосу. Потом электропечь 1 заполняют гелием посредством этого же шланга 4, перекоммутированного к баллону с гелием (на схеме не показан). Затем начинают эксперимент, в ходе которого изучают фотометрическим методом ν(t), ρ(t) образца, при этом в ходе эксперимента непрерывно осуществляют пороговое контролирование задымления в электропечи 1.  The determination of smoke in a laboratory electric furnace is carried out by means of the above device as follows. Prepare the test sample, determine its mass, and then place it in a crucible, which is suspended coaxially in the electric heater 2 in the center of the heating zone. The transparent tubular element 6 and the smoke sensor 7 are docked to the pipe 3 of the electric furnace 1 on one side and the vacuum hose 4 on the other. The electric furnace 1 is evacuated, for which a vacuum pump and a switched vacuum hose 4 are used, connecting this hose 4 to the pump. Then the electric furnace 1 is filled with helium by means of the same hose 4, switched to a cylinder with helium (not shown in the diagram). Then the experiment is started, during which the ν (t), ρ (t) samples are studied by the photometric method, and during the experiment, threshold monitoring of smoke in the electric furnace 1 is continuously carried out.

Задымление происходит менее чем за одну минуту внутри всего объема электропечи 1 и имеет практически аналогичные характеристики в различных местах внутри этого объема, в том числе у смотрового окна (на схеме не показано), в патрубке 3 электропечи 1, прозрачном трубчатом элементе 6, стыке этого элемента и вакуумного шланга 4. Поскольку датчик задымления 7 закреплен, например зафиксирован, на прозрачном трубчатом элементе 6, он вырабатывает сигналы, зависящие от задымления, эквивалентные тому, как если бы он находился внутри электропечи 1, например, непосредственно в зоне нагрева тигля с расплавом или около смотрового окна. Эти сигналы через канал связи 8 и компьютер (на схеме не показан) управляют работой вакуумного насоса. Работоспособность датчика задымления 7 в данном случае не зависит от высокой температуры внутри электропечи, что обеспечивает надежность и стабильность его параметров. После появления задымления в данной температурной точке tj останавливают эксперимент, в течение нескольких минут, преимущественно 1 - 2 минуты, вакуумируют электропечь 1, уменьшают задымление и количество инертного газа в электропечи. Затем компенсируют уменьшение количества этого газа его докачиванием из баллона до величины давления газа в начале эксперимента, после чего прекращают докачивание газа, отключают этот баллон и продолжают эксперимент, при этом осуществляют последующие операции способа. Smoke occurs in less than one minute inside the entire volume of the electric furnace 1 and has almost the same characteristics in various places inside this volume, including at the viewing window (not shown in the diagram), in the pipe 3 of the electric furnace 1, a transparent tubular element 6, the junction of this element and vacuum hose 4. Since the smoke sensor 7 is mounted, for example, fixed on a transparent tubular element 6, it generates smoke-dependent signals equivalent to if it were inside the electric furnace 1, for example ep, directly into the heating zone of the crucible or the melt around the inspection window. These signals through the communication channel 8 and a computer (not shown in the diagram) control the operation of the vacuum pump. The efficiency of the smoke sensor 7 in this case does not depend on the high temperature inside the electric furnace, which ensures the reliability and stability of its parameters. After the appearance of smoke at a given temperature point t j , the experiment is stopped, for several minutes, mainly 1 to 2 minutes, vacuum the electric furnace 1, reduce the smoke and the amount of inert gas in the electric furnace. Then, the decrease in the amount of this gas is compensated by pumping it from the cylinder to the gas pressure at the beginning of the experiment, after which gas pumping is stopped, the cylinder is turned off and the experiment is continued, while the subsequent steps of the method are carried out.

Предложенное техническое решение, независимо от высоких температур в электропечи, обеспечивает возможность функционирования и отсутствия повреждения датчика задымления, и сохранения объективности оценки оптических характеристик задымления при изучении образца. Это расширяет функциональные возможности устройства, обеспечивает возможность получения данных о начале задымления, динамике его устранения и продления исследования. Таким образом, возрастает помехозащищенность фотометрии при изучении образцов, а в конечном итоге, сохраняется достоверность и точность определения физических параметров исследуемого образца высокотемпературного металлического расплава.The proposed technical solution, regardless of the high temperatures in the electric furnace, provides the possibility of functioning and the absence of damage to the smoke detector, and to maintain the objectivity of evaluating the optical characteristics of smoke in the study of the sample. This extends the functionality of the device, provides the ability to obtain data about the beginning of smoke, the dynamics of its elimination and extension of the study. Thus, the noise immunity of photometry increases during the study of samples, and ultimately, the reliability and accuracy of determining the physical parameters of the studied sample of high-temperature metal melt remain.

Claims (5)

1. Устройство определения задымления в лабораторной электропечи, входящее в состав водоохлаждаемой вакуумной электропечи, заполненной инертным газом, содержащее патрубок электропечи, вакуумные шланг и насос, датчик задымления, который содержит, по меньшей мере, один фотосенсор, выход которого подключен к каналу связи, выход которого соединен с компьютером, отличающееся тем, что в него введен прозрачный трубчатый элемент, на котором размещен датчик задымления, а этот элемент расположен между вакуумным шлангом и патрубком электропечи.1. A device for determining smoke in a laboratory electric furnace, which is part of a water-cooled vacuum electric furnace filled with an inert gas, containing an electric furnace pipe, a vacuum hose and a pump, a smoke sensor that contains at least one photosensor, the output of which is connected to the communication channel, the output which is connected to a computer, characterized in that a transparent tubular element is inserted into it, on which a smoke sensor is placed, and this element is located between the vacuum hose and the nozzle of the electric furnace. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что прозрачный трубчатый элемент выполнен в виде прозрачного вакуумного шланга, преимущественно поливинилхлоридного.2. The device according to p. 1, characterized in that the transparent tubular element is made in the form of a transparent vacuum hose, mainly polyvinyl chloride. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик задымления выполнен в виде тепловизора.3. The device according to claim 1, characterized in that the smoke sensor is made in the form of a thermal imager. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик задымления выполнен в виде фотовидеокамеры.4. The device according to p. 1, characterized in that the smoke detector is made in the form of a video camera. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик задымления выполнен в виде гаджета, преимущественно смартфона.5. The device according to p. 1, characterized in that the smoke detector is made in the form of a gadget, mainly a smartphone.
RU2019105586A 2019-02-27 2019-02-27 Device for determining smoke formation in a laboratory electric furnace RU2709436C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105586A RU2709436C1 (en) 2019-02-27 2019-02-27 Device for determining smoke formation in a laboratory electric furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105586A RU2709436C1 (en) 2019-02-27 2019-02-27 Device for determining smoke formation in a laboratory electric furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2709436C1 true RU2709436C1 (en) 2019-12-17

Family

ID=69006977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019105586A RU2709436C1 (en) 2019-02-27 2019-02-27 Device for determining smoke formation in a laboratory electric furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2709436C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841534A (en) * 1994-04-22 1998-11-24 Gerhard Lorenz Innovative Technik + Messgeratebau Apparatus for determining the density, size or size distribution of particles
RU2349898C1 (en) * 2007-06-28 2009-03-20 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" Contactless viscosity measuring method for high-temperature metal melt and related device (versions)
RU2355650C2 (en) * 2002-10-01 2009-05-20 Витро Глобал, С.А. Control system for supply control with burning of dusty fuel in glass furnace
RU2663321C1 (en) * 2017-06-19 2018-08-03 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) Method and device for determining surface tension and/or density of molten metals

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841534A (en) * 1994-04-22 1998-11-24 Gerhard Lorenz Innovative Technik + Messgeratebau Apparatus for determining the density, size or size distribution of particles
RU2355650C2 (en) * 2002-10-01 2009-05-20 Витро Глобал, С.А. Control system for supply control with burning of dusty fuel in glass furnace
RU2349898C1 (en) * 2007-06-28 2009-03-20 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" Contactless viscosity measuring method for high-temperature metal melt and related device (versions)
RU2663321C1 (en) * 2017-06-19 2018-08-03 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) Method and device for determining surface tension and/or density of molten metals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103884677A (en) Gas analyzer sample gas chamber apparatus with characteristic of easy optical path adjustment
JP2014163777A (en) Tension testing device with high temperature furnace
RU2709436C1 (en) Device for determining smoke formation in a laboratory electric furnace
CN106766913A (en) Novel high-frequency stove and infrared carbon sulfur analyzer
RU2685074C1 (en) Apparatus for testing mechanical properties of dielectric materials at high temperature
CN109341871A (en) A method of infrared radiometer signal-to-noise ratio is improved using internal temperature control technique
DuBridge et al. Photoelectric and thermionic properties of palladium
RU2517770C1 (en) Method to distribute density of metal melts
RU2663321C1 (en) Method and device for determining surface tension and/or density of molten metals
CN110207854A (en) A kind of sensitivity in-situ check and test method for roads and tunnels heat detector
CN106841254A (en) A kind of temperature loading device for neutron scattering experiment
CN111060406A (en) High-precision creep fatigue crack propagation testing machine
RU150382U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING SURFACE TENSION AND / OR DENSITY OF LIGHT-MELTING METAL MELTS
RU2498267C1 (en) Rapid diagnostics method of homogeneity of high-temperature molten metals
JP2013185960A (en) Adjustment method of digital radiography inspection
RU178676U1 (en) A device for studying the physical properties of drop-like samples of metal melts
CN107655833B (en) Method and system for measuring high-temperature hemispherical emissivity of low-thermal-conductivity non-conductor material
CN108871516B (en) Full-automatic ice crystal collecting device for femtosecond laser induced snow
Liu et al. Nondestructive testing of porcelain post insulators using active infrared thermography
JP2013053893A (en) X-ray analyzer
RU131180U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING DENSITY OF METAL MELTS
JP2015111166A (en) Fluorescent x-ray analyzer
TW202011028A (en) Method for determining oxygen or carbon in semiconductor material
CN108020580A (en) The measuring device and method of metal material phase transition temperature
RU2799896C1 (en) Method for identifying cristobalite in quartz glass products using thermal imaging control