一种高温玻璃熔体密度测量装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109975175A(43)申请公布日2019.07.05(21)申请号201910263026.8(22)申请日2019.04.02(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人田英良刘亚茹王辉李通王为孙诗兵呂锋金晓冬(74)专利代理机构北京汇信合知识产权代理有限公司11335代理人姚瑶(51)Int.Cl.G01N9/08(2006.01)C03B5/16(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种高温玻璃熔体密度测量装置及方法(57)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。CN109975175ACN109975175A权利要求书1/2页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。2CN109975175A权利要求书2/2页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/gVtFt＝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。3CN109975175A说明书1/5页一种高温玻璃熔体密度测量装置及方法技术领域[0001]本发明涉及玻璃技术领域，具体涉及一种高温玻璃熔体密度测量装置及方法，可用于测量高温条件下的玻璃熔体密度，也可测量其他材料在高温条件下液体状态或熔体状态的密度参数。背景技术