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原文传递一种高温玻璃熔体密度测量装置及方法

专利名称：	一种高温玻璃熔体密度测量装置及方法
摘要：	本发明公开了一种高温玻璃熔体密度测量装置及方法，包括：加热及控制系统，加热及控制系统包括加热炉底座、加热炉炉体、加热元件和实现加热控制的电偶组；密度测量系统，密度测量系统包括玻璃熔化容器、耐高温试件和称重装置；玻璃熔化容器置于加热炉炉体内，耐高温试件通过耐高温连接线连接在称重装置上；通过耐高温试件在玻璃熔体中的浮力变化，计算高温玻璃熔体的密度；本发明结构简单、原理简明、操作简便、测量周期小于4小时、测量精度和重复性好，可测量温度达1650℃、甚至更高温度的玻璃，以及金属材料的高温液体及有机熔体的密度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京工业大学
发明人：	田英良;刘亚茹;王辉;李通;王为;孙诗兵;呂锋;金晓冬
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910263026.8
公开号：	CN109975175A
代理机构：	北京汇信合知识产权代理有限公司
代理人：	姚瑶
分类号：	G01N9/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N9
申请人地址：	100124 北京市朝阳区平乐园100号
主权项：	1.一种高温玻璃熔体密度测量装置，其特征在于，包括：加热及控制系统，所述加热及控制系统包括加热炉底座、加热炉炉体、加热元件和实现加热控制的电偶组；密度测量系统，所述密度测量系统包括玻璃熔化容器、耐高温试件和称重装置；所述玻璃熔化容器置于加热炉炉体内，所述耐高温试件通过耐高温连接线连接在所述称重装置上；通过所述耐高温试件在玻璃熔体中的浮力变化，计算高温玻璃熔体的密度。 2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述加热炉炉体为中空筒状结构，所述加热炉炉体内安装有呈环形均布的所述加热元件。 3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述电偶组包括：控温热电偶，用于所述加热炉炉体内部空间的温度控制；测温热电偶，用于测量所述玻璃熔化容器的温度，以所述玻璃熔化容器的温度作为玻璃熔体的温度。 4.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述耐高温试件的耐热温度大于1700℃、密度大于3.8g/cm3。 5.如权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述玻璃熔化容器为坩埚，所述耐高温试件为圆柱锥体结构，所述耐高温连接线为铂金丝，所述称重装置为分析天平。 6.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括：升降传动系统，所述升降传动系统包括炉底升降机构和称重装置升降机构；所述炉底升降机构与所述加热炉底座相连，控制所述加热炉底座做升降运动；所述称重装置升降机构与所述称重装置相连，控制所述称重装置做升降运动。 7.如权利要求6所述的测量装置，其特征在于，还包括：机架及附件系统，所述机架及附件系统包括机架、加热炉顶盖和合金板；所述机架，用于支撑和固定所述加热及控制系统、密度测量系统和升降传动系统；所述加热炉顶盖盖在所述加热炉炉体的上开口处，所述加热炉顶盖中部设有供所述耐高温试件穿过的通孔；所述合金板位于所述加热炉顶盖的正上方。 8.一种基于如权利要求6所述的测量装置的测量方法，其特征在于，包括：将所述耐高温试件浸入所述玻璃熔化容器的高温玻璃熔体中；基于所述耐高温试件浸入前后的质量差，计算所述耐高温试件的浮力；基于所述耐高温试件的浮力和体积，计算该温度条件下的高温玻璃熔体的密度。 9.如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述将所述耐高温试件浸入所述玻璃熔化容器的高温玻璃熔体中，包括：将玻璃样品投放在所述玻璃熔化容器中，将所述玻璃熔化容器置于所述加热炉底座中；开启所述炉底升降机构，将所述加热炉底座和玻璃熔化容器送入所述加热炉炉体内；开启所述加热元件送入电能，按所述电偶组设定温度进行升温，将所述玻璃样品熔化成玻璃熔体；开启所述称重装置升降机构，将所述耐高温试件浸入所述玻璃熔化容器的高温玻璃熔体中。 10.如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，高温玻璃熔体的密度的计算公式为： ρ玻＝Ft/gVt Ft＝M-Mt 式中： ρ玻为该温度条件下的玻璃熔体密度； Ft为耐高温试件的浮力； M为耐高温试件与耐高温连接线浸入前的重质量； Mt为耐高温试件与耐高温连接线浸入后的重质量； g为重力加速度； Vt为在不同温度条件下浸入玻璃熔体的耐高温试件的体积。
所属类别：	发明专利