Установка для вимірювання питомого електричного опору вуглецевих матеріалів при високих температурах

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Установка для вимірювання питомого електричного опору вуглецевих матеріалів при високих температурах, що містить порожнистий циліндр, у якому досліджуваний матеріал затиснений за допомогою графітових електродів зверху та знизу з необхідним зусиллям, потенціальні виводи, засоби для вимірювання температури у центрі та на боковій поверхні матеріалу, яка відрізняється тим, що додатково на порожнистому циліндрі розміщений нагрівник у вигляді спіралі, електроди та спіральний нагрівник оточені відповідно торцевою та радіальною теплоізоляцією.

Текст

Дивитися

Реферат: Установка для вимірювання питомого електричного опору вуглецевих матеріалів при високих температурах містить порожнистий циліндр, у якому досліджуваний матеріал затиснений за допомогою графітових електродів зверху та знизу з необхідним зусиллям, потенціальні виводи, засоби для вимірювання температури у центрі та на боковій поверхні матеріалу. Додатково на порожнистому циліндрі розміщений нагрівник у вигляді спіралі, електроди та спіральний нагрівник оточені відповідно торцевою та радіальною теплоізоляцією. UA 73401 U (12) UA 73401 U UA 73401 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області вимірювальної техніки і може бути використана для вимірювання питомого електричного опору зернистого та порошкового вуглецевого матеріалу. Відома установка для вимірювання питомого електричного опору описана в ГОСТ 4668-75 "Метод измерения удельного электрического сопротивления порошка" і являє собою установку УЭСП-1, виготовлену по кресленнях Державного науково-дослідного інституту електродної промисловості (ДержНДІЕП), що складається з важільно-гвинтового преса, який забезпечує тиск (5,88±0,03) МПа. Дійсний стандарт поширюється на кам'яновугільні, нафтові, пековий і сланцевий кокси, антрацит, термоантрацит і штучний графіт і дозволяє вимірювати питомі -55-11 електричні опори в інтервалі 10 10 Ом·м. Установка дозволяє вимірювати питомий електричний опір по падінню напруги на ділянці стовпчика вуглецевого матеріалу із розмірами зерен 0,315-0,400 мм, поміщеного у матриці між двома пуансонами під тиском при проходженні постійного струму. Недоліками пропонованої стандартом установки являються обмеження по гранулометричному складу (тільки для порошків) та відсутність можливості вимірювання у високотемпературному діапазоні. Також відома установка УЭСМЕТР-6 [2], розроблена ВАТ "Уральський електродний інститут" та призначена для вимірювання питомого електричного опору вуглецевих пересипочних і теплоізоляційних матеріалів, а також сумішей та окремих фракцій коксів i термоантрацитів у лабораторних умовах. Установка складається із горизонтальної циліндричної матриці, що перебуває на станині, із пристосуванням, що забезпечує підпресування порошкоподібного зразка, і вимірювального пристрою, що стабілізує струм силою 0,02 або 0,06 А та вимірює падіння напруги на зразку, що потім автоматично перераховується в питомий електричний опір і виводиться на цифрове табло. Матриця, призначена для формування зразка, складається із циліндра, двох бічних пуансонів, через які передається тиск та електричний струм на зразок, і потенціальних всередині матеріалу. Недоліком даної установки являється непридатність для високотемпературних вимірювань питомого електричного опору. Найбільш близька по технічній суті до пропонованої установки установка для вимірювання питомого електричного опору зернистих та порошкових вуглецевих матеріалів, розроблена Лутковим А.І. [3], яка відрізняється тим, що дозволяє вимірювати в інтервалі температур 302530 °C. Для здійснення вимірювань питомого електричного опору при високих температурах автор пропонує використовувати графітові струмопідводи, що затискують матеріал в порожнистому циліндрі нітриту бора. Циліндр з досліджуваним матеріалом розміщується у вакуумній водоохолоджуваній камері. Досліджуваний матеріал нагрівається пропусканням через нього змінного струму. Для забезпечення задовільного контакту між частинками створюється тиск 5 кПа за допомогою вольфрамових вантажів, установлюваних на заплечиках верхнього графітового електроду. Падіння напруги вимірюється на робочій ділянці, для чого в циліндрі із нітриду бора просвердлені радіальні отвори, в які вводяться зонди із піролітичного графіту, що має високу міцність та електропровідність. Недоліком запропонованої Лутковим А.І. установки є значна втрата теплоти через бічні стінки порожнистого циліндра, що спричинюють значні перепади температури по об'єму засипки та збільшення похибки вимірювання питомого електричного опору. До недоліків можна також віднести складність конструкції установки з використанням вакуумної водоохолоджуваної камери. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення точності вимірювання питомого електричного опору вуглецевих матеріалів в діапазоні температур 20-1000 °C з гранулометричним складом від 0 до 20 мм за рахунок підтримування рівномірного температурного поля по об'єму досліджуваного матеріалу на всьому інтервалі вимірюваних температур та спрощення конструкції шляхом використанням торцевої та радіальної теплоізоляції. Поставлена корисною моделлю задача досягається тим, що установка для вимірювання питомого електричного опору вуглецевих матеріалів, що містить порожнистий циліндр, у якому досліджуваний матеріал затиснутий за допомогою графітових електродів зверху та знизу з необхідним зусиллям, потенціальні виводи, засоби для вимірювання температури у центрі та на боковій поверхні матеріалу, новим є те, що додатково на порожнистому циліндрі розміщений нагрівник у вигляді спіралі, електроди та спіральний нагрівник оточені відповідно торцевою та радіальною теплоізоляцією. Суть корисної моделі пояснюється схемою установки. На кресленні зображено запропоновану схему установки визначення питомого електричного опору зернистих та порошкових вуглецевих матеріалів. Розроблена експериментальна установка виконана циліндричної форми i представляє собою вертикальну керамічну трубу (порожнистий циліндр), ззовні якої розміщений спіральний нагрівник 3, і яка утворює вимірювальну чарунку 1, всередині якої досліджуваний вуглецевий 1 UA 73401 U 5 10 15 20 25 30 35 40 матеріал затискується зверху і знизу графітовими електродами 2 з певним зусиллям F. Електроди виконані з розмірами, що відповідають перерізу труби, і піддаються навантаженню ззовні стискуючим механізмом. Вимірювальна чарунка оточена торцевою теплоізоляцією 6 для зменшення теплових втрат в осьовому напрямку та радіальною теплоізоляцією 4, яка розміщена із зовнішньої сторони спірального нагрівника, для зменшення теплових втрат у радіальному напрямку. Досягнення необхідного температурного режиму та рівномірного температурного поля по об'єму засипки здійснюється за допомогою регулювання експериментально визначених потужностей спірального нагрівника 3 та внутрішнього джерела енергії досліджуваного матеріалу. Регулювання потужності спірального нагрівника включає в себе регулятор напруги 7. Регулювання струму, що проходить через досліджуваний матеріал здійснюється за допомогою регулятора 8. Температура досліджуваного зразка вимірюється хромель-алюмелевими термопарами 5, одна з яких установлюється на внутрішній стінці керамічної труби посередині досліджуваної ділянки, а друга - по осі труби. Вимірювання падіння напруги на вуглецевій засипці здійснюється з графітових електродів і при цьому виміряна величина відноситься до середньої температури матеріалу. Показання падіння напруги на торцях досліджуваного матеріалу та струму, що через нього проходить, надходять на блок збору та обробки даних, який складається з комутуючого пристрою 9, аналого-цифрового перетворювача 10 та блоку обробки і реєстрації даних (ПК) 11. Вимірювання питомого електричного опору () полягає в пропущенні через підпресований вуглецевий матеріал змінного струму I, вимірюванні падіння напруги U на ділянці фіксованої довжини l із площею поперечного перерізу S і обчисленні  по відомій формулі, що випливає із закону Ома U S   . I l Для вимірювання питомого електричного опору вуглецевого матеріалу на різних температурних режимах потужність спірального нагрівника та теплова потужність внутрішнього джерела теплоти, що виділяється досліджуваним матеріалом при пропусканні через нього струму, установлюються такими, щоб по перерізу матеріалу підтримувалося рівномірне температурне поле. Розроблена схема установки дозволяє визначати питомий електричний опір вуглецевих матеріалів в залежності від температури, тиску і гранулометричного складу. Для практичного використання даних виконуються наступні умови: - дослідження матеріалу гранулометричною фракцією до 20 мм; - температурний діапазон вимірювань від 20 до 1000 °C; - діапазон створюваних тисків від 0 до 80 кПа; - похибка вимірювання ПЕО не перевищує 5 %. Джерела інформації: 1. ГОСТ 4668-75 "Методы измерения удельного электрического сопротивления порошка". 2. Установка для измерения электрического сопротивления углеродных пересылочных и теплоизоляционных материалов УЭСМЕТР-6 [Електронний Ресурс]: Перечень средств и методов контроля углеродных материалов, производимых отделом ФХМИ ОАО "УРАЛЭЛЕКТРОДИН". - Режим доступу: htlp://www.uglerodpribor.ru/page0204.htm. 3. Лутков А.И. Тепловые и электрические свойства углеродных материалов. - М.: Металлургия, 1990. - 95-96 С. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 Установка для вимірювання питомого електричного опору вуглецевих матеріалів при високих температурах, що містить порожнистий циліндр, у якому досліджуваний матеріал затиснений за допомогою графітових електродів зверху та знизу з необхідним зусиллям, потенціальні виводи, засоби для вимірювання температури у центрі та на боковій поверхні матеріалу, яка відрізняється тим, що додатково на порожнистому циліндрі розміщений нагрівник у вигляді спіралі, електроди та спіральний нагрівник оточені відповідно торцевою та радіальною теплоізоляцією. 2 UA 73401 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Installation for measurement of specific electrical resistance of carbon materials at high temperatures

Автори англійською

Chyrka Taras Vsevolodovych, Vasylchenko Hennadii Mykolaiovych, Dudnik Yurii Volodymyrovych

Назва патенту російською

Установка для измерения удельного электрического сопротивления углеродных материалов при высоких температурах

Автори російською

Чирка Тарас Всеволодович, Васильченко Геннадий Николаевич, Дудник Юрий Владимирович

МПК / Мітки

МПК: G01R 27/02

Мітки: опору, вуглецевих, питомого, установка, температурах, вимірювання, високих, матеріалів, електричного

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/5-73401-ustanovka-dlya-vimiryuvannya-pitomogo-elektrichnogo-oporu-vuglecevikh-materialiv-pri-visokikh-temperaturakh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Установка для вимірювання питомого електричного опору вуглецевих матеріалів при високих температурах</a>

Подібні патенти