SE457667B - Saett och anordning foer att oevervaka redox-tillstaandet hos ett eller flera aemnen i glas - Google Patents
Saett och anordning foer att oevervaka redox-tillstaandet hos ett eller flera aemnen i glasInfo
- Publication number
- SE457667B SE457667B SE8404366A SE8404366A SE457667B SE 457667 B SE457667 B SE 457667B SE 8404366 A SE8404366 A SE 8404366A SE 8404366 A SE8404366 A SE 8404366A SE 457667 B SE457667 B SE 457667B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- glass
- potential
- electrodes
- working electrode
- monitoring
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 53
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 claims description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 21
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 claims description 19
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 6
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 claims description 4
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 19
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 18
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000629 Rh alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 235000015243 ice cream Nutrition 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000005356 container glass Substances 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000011978 dissolution method Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/38—Concrete; Lime; Mortar; Gypsum; Bricks; Ceramics; Glass
- G01N33/386—Glass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/48—Systems using polarography, i.e. measuring changes in current under a slowly-varying voltage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
15 20 25 30 35 2 457 667 vakats med avseende på glaset efter det formats till den önskade produkten, antingen detta är skivglas eller ihåligt gods. övervakning åstadkoms indirekt genom optisk spektroskopi, röntgenstrâlefluorescensoch elektroniska paramagnetiska reso- nanstekniker. Som exempel när det gäller klart glas innehållan- de järn, beräknades de relativa andelarna ferri- . Sådan och ferrojoner som var närvarande från glasets genomsläpplighet med avseende på ljus med våglängder på 380 nm och 1050 nm och den totala järn- koncentrationen erhölls genom röntgenstrâlefluorescens.
Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att ge en snabbare indikering på redox-tillståndet hos glasets beståndsdelar, någon eventuell nödvändig korrektion i sin tur kan snabbare. så att företagas Enligt föreliggande uppfinning avses ett sätt att övervaka redox- tillståndet hos ett eller flera ämnen i glaset, utmärkes av att en arbetselektrod och en hjälpel i glaset under det att det senare är smält, anbringas på arbetselektroden, och uppfinningen ektrod nedsänkes av att en sveppotential en serie potentialpulser överlagras sveppotentialen och av att den resulterande strömmen mellan elektro- derna övervakas för att ge en antydan om redox-tillståndet för ett eller flera element i glaset.
Föreliggande uppfinning avser även en anordning för att genomföra ett sådant sätt och avser anordning för övervakning av redox-till- ståndet hos ämnen i glaset, och utmärkas av att en sådan anordning omfattar_en arbetselektrod och en hjälpelektrod lämplig för ned- sänkning i smält glas, anordningar för att anbringa en sveppoten- tial på arbetselektroden och att överlagra potentialpulser på sveppotentialen och anordningar för att övervaka resulterande strömflöde mellan elektroderna.
Genom att arbeta i enlighet med föreliggande uppfinning kan man erhålla en snabbare indikering på redox-tillstånde t hos glasbe- ståndsdelarna, så att eventuell nödvändig korrektion i sin tur kan ske snabbare och därmed medge en minsknin g i framställningen av glas med en icke önskad kvalitet. 10 15 20 25 30 35 4s7ee7å r 4 Eftersom sveppotentialen som anbringas på arbetselektroden varierar, är det klart att strömmen i det smälta glaset mellan denna arbetselektrod och den andra, hjälpelektroden, även kommer att variera. Strömmen genom 'cellen' som bildats av de tvâ elektroderna och den smälta glas-'elektrolyten' kan abstrakt uppdelas i tre komponenter: en första, kontinuerlig komponent, som beror på sveppotentialen som anbringas i något givet ögon- blick och två intermittenta komponenter beroende på de överlagrade pulserna, nämligen en kapacitiv komponent, som avtager exponen- tiellt och en faradisk komponent, som varar under pulsens varaktig- het och är omvänt proportionell mot kvadratroten pâ dess varaktig- het.
Betraktar man nu den faradiska strömkomponenten för sig, kommer den övervakade strömmen att uppvisa toppar utefter tidsaxeln allt eftersom sveppotentialen varierar. Sveppotentialen, vid vilken en sådan topp inträffar, kommer att vara karakteristisk för en särskild elektrokemisk reaktion och sålunda för redox-tillståndet hos ett särskilt ämne i glaset. Höjden på en sådan topp kommer att variera i direkt proportion till koncentrationen i glaset av det särskilda ämnet och i proportion till kvadraten på antalet överförda elektroner, under det att toppens bredd vid halva dess höjd kommer att vara omvänt proportionell mot antalet överförda elektroner.
Vid -520 mV sveppotential kommer det t.ex. att finnas en ström- topp svarande mot en reversibel redox-reaktion, där järn är in- blandat. genom -520 mv, är det möjligt att erhålla en direkt indikering Då sålunda sveppotentialskillnaden ökar (från noll) på järnjonernas koncentration i det smälta glaset. Från denna information och från den totala järnkoncentrationen i glaset kan man lätt härleda detta järns redox-tillstånd. Om det ej finnes något järn närvarande i glaset, kommer det naturligtvis ej att förekomma någon sådan topp. Den totala järnkoncentrationen i glaset tenderar till att förbli i huvudsak konstant under perio- der som varar flera dagar vid industriell produktion och utvärde- ras lätt efter det att glaset formats med klassiska sätt såsom röntgenstrâlefluorescens_ 10 15 20 25 30 35 s 457 .667 Genom hela denna beskrivning inbegripande patentkraven är hän-'" visningar till specifika potentialer (och potentialområden) hän- visningar till potentialer mätta med hänvisning till en stabili- serad ZrO2-referenselektrod såsom beskrives i en artikel "Formation of Bubbles by Electrochemical Processes in Glass", E. Plumat et al. i Journalof The American Ceramic Society, vol. 49, nr 10, oktober 1966, sid. S51 till S58.
Det inses att redox-tillståndet hos ämnen såsom järn kommer att ge en indikering på de oxiderande eller reducerande förhållanden, under vilka det smälta glaset bildades och från detta kan en nära uppskattning av redox-tillståndet för andra ämnen, t.ex. svavel, ehuru ej när det gäller dess koncentration, företagas. För att erhålla liknande data med avseende på andra ämnen skulle det vara nödvändigt att svepa genom den potential, som är lämplig för dessa ämnen.
Elektroderna kan nedsänkas i det smälta glaset vid något lämpligt läge i glassmältningsugnen, men det föredrages att sådan övervak- ning åstadkommes på smält glas, som har en temperatur mellan 5,2-punkten och 1,5-punkten och företrädesvis inom området mellan 3,3-punkten och 2,8-punkten. Dessa är temperaturer vid vilka 10-logaritmen för glasets viskositet har respektive punktvärde och värdena som givits svarar för soda områden på 9oo°c till i63o°c och före: Vid -kalk-glas mot temperatur- räaesvis 11so°c :in 12so°c. sådana temperaturer har glaset en tillräckli gt låg viskosi- tet för lätt övervakning, utan att vara så varma'sâ att det inne- bär stora svårigheter att tillverka elektroder, som är i stånd att motstå värmen under sådan övervakning.
Man föredrager att elektroderna är av platina eller platina- legering. Platinaelektroder är väl i stånd att motstå de korro- siva verkningarna från smält glas.
Sveppotentialen varierar företrädesvis linjärt med tiden. Detta underlättar övervakningen av den alstrade strömmen, särskilt över- vakning av den intermittenta faradiska komponenten för sig. Som exempel vid en praktisk utföringsform av uppfinningen varieras sveppotentialen med en konstant hastighet av 20 mv/s. 10 15 20 25 30 35 40 457 667 G Då sådan övervakning åstadkommas på soda-kalk-glas sveper svep-' potentialen med fördel över ett omrâde, som innefattar en eller flera av följande potentialer: +l20 mV, 0, -105 mV, -380 mV, -520 mv, -580 mV, -680 mv, -750 mv. soda-kalk-glas vid en som antydes i följande bort från noll.
Reaktioner har befunnits äga rum i smält temperatur av l200°C vid de potentialer, tabell, då potentialen svepes i riktning Potential Reaktivt ämne Sannolik reaktion +l20 mV selen Seo - 4e_ Éà Se4+ 0 krom -105 mV selen Se2_ - Ze- Éè Seo -380 mV svavel 84+ + 4e_ fà S° (ab- sorberat) -szo mv järn Paz* + ze" T-å Fe° -580 mV svavel 84+ + 4e_ :SG -680 mV svavel 56+ + 6e_ '“9 S° -750 mV krom Undersökning av strömtoppen vid någon av de angivna potentia- lerna kommer att ge en antydan om koncentrationen på det givna reaktiva ämnet under förutsättning att sveppotentialen sveper i riktning bort från noll. Reaktionerna som innebär järn vid -520 mV, svavel vid -380 mV och ~580 mV är reversibla. Då man sveper mot noll i potential, finns endast två toppar innebärande svavel.
Sveppotentialen sveper med fördel över ett område, som innefattar området 0 till -800 mv och som mest föredraget inbegriper en eller båda områdena 0 till +500 mV och 0 till -1000 mV och man föredrager att sveppotentialen bringas att svepa fram och till- baka i positiv- och negativ-gående riktningar. Svepning fram och tillbaka underlättar separeringen av faradiska strömtäthetskompo- nenttoppar beroende på olika elektrokemiska reaktioner, som äger rum under övervakningens förlopp.
Vid de mest föredragna utföringsformerna av uppfinningen utgöres Detta kan lätt åstadkommas genom att inbegripa en fyrkantvåggenerator i de överlagradepulserna av enhetliga fyrkantvågpulser. 10- 15 20 25 30 35 1 457 667 anordningen för överlagring av potentialpulserna. Användningen av fyrkantvågpulser underlättar beräkning av ämnenas koncentration på vars närvaro eventuell särskild strömtopp beror.
Den övervakade strömmen är med fördel skillnaden mellan den ström, som går omedelbart f öre slutet på en sådan puls och den ström, som omedelbart före början av denna puls. Under förutsättning variationshastigheten på sveppotentialen ej är alltför stor, den mätta strömmen är oberoende av pulsernas frekvens och går att att att pulslängden är tillräcklig för den alstrade kapacitiva ström- komponenten att avta, medger anpassningen till detta särdrag en tillräcklig noggrann och direkt avläsning av den intermittent alstrade faradiska strömkomponenten. För att säkerställa att den mätta strömmen är oberoende av pulsernas frekvens inställes puls- frekvensen att ligga inom ett frekvensomrâde, men befinnes ej variera. över vilket ström- Arbetselektroden är företrädesvis placerad mellan plåtar, som utgöres av hjälpelektroden,och elektroderna nedsänkes i glaset, så att sådana elektrodplâtar begränsar sidor i en kanal, genom vilken naturliga eller alstrade strömmar av smält glas kan strömma.
Anpassningen till detta föredragna särdrag har fördelen att man 'yäsentligen undviker någon verkansomriktningen eller hastigheten på sådana glasströmmar skulle kunna ha på den intermittent alst- rade elektriska strömmen.
Arbetselektroden är företrädesvis av i huvudsak cirkulär tvär- sektion och vid de mest föredragna utföringsformerna av uppfin- ningen omfattar arbetselektroden ett skaft och en förstorad arbetsdel för nedsänkning i glaset. Anpassningen till detta sär- drag minskar effekten som oönskade variationer i nedsänknings- djupet på arbetselektroden i det smälta glaset kommer att ha på den övervakade strömtätheten. Strömmen mellan elektroderna kommer i praktiken att vara proportionell mot den nedsänkta arean och omvänt proportionell mot cellens motstånd.
Det föredrages att anordningen för att övervaka strömflödet om- fattar en polarograf. 10 15 20 25 30 35 4s7ge67 8 Elektroderna är företrädesvis monterade på en arm, som är utförd som en kylmantel för anslutningsledningar. Detta hjälper till att skydda sådana ledningar från omgivningen i glassmältningsugnen.
Vid tillverkning av glas vid vilken uppfinningen tillämpas juste- ras mängdkompositionen och/eller bränsle/luftblandningen som matas till brännare för att smälta glaset och/eller insprutning av gas i smältan i beroende av redox-tillståndet hos en eller flera äm- nen i glaset, övervakat genom ett sätt såsom här definieras för att upprätthålla eller uppnå ett önskat redox-tillstånd för så- dant ämne eller ämnen.
Uppfinningen är tillämplig på tillverkningen av plant glas, t.ex. float- eller draget glas, på tillverkningen av andra glasprodukter, t.ex. rör och ihåligt gods såsom flaskor och på tillverkningen av klart eller färgat glas.
Föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas som exempel endast med hänvisning till bifogade schematiska ritningar, där: fig. l visar en perspektivvy av ett elektrodmontage; fig. 2 en sidovy av ett stöd för elektrodmontaget; fig. 3 en vy i detaljsektion av änden på elektrodstödet; fig. 4 ett diagram över anbringad potential på elektrodmontaget; fig. 5 kurvor över resulterande strömkomponenter alstrade mellan elektroderna; och I ' fig. 6 till 10 visar grafiska avsättningar av alstrade strömmar i glas av diverse olika sammansättningar vid olika anbringade potentialer.
I fig. l omfattar ett elektrodmontage l en första elektrod 2, till vilken potential skall anbringas och som skjuter ut från ett eld- fast isolerande rör 3. En förbindelseledning 4 för den arbetande elektroden 2 går genom det isolerande röret 3. En ledande hylsa 5 omger det isolerande röret 3 och uppbär i sin nedre ände en omvänd kvadratisk del 6 med U-sektion, vars sidoplåtar 7 utgör en hjälpelektrod.
Vid en specifik praktisk utföringsform utgöres arbetselektroden 10 15 20 25 30 35 9 457 6.67 2 av en tråd, l mm i diameter, gjord av platina, och det isole-Ü' rande röret 3 är av aluminiumoxid med inre och yttre diametrar av 3 mm och 6 mm resp. Den ledande hylsan 5 är av en platina- rodiumlegering och har inre och yttre diametrar av 6,6 mm och 7 mm resp. Delen 6 med U-sektion är av samma platina-rodiumlegering, 1 mm tjock, och är svetsad till hylsan 5. och en 35 mm långa och 30 mm höga och de är åtskilda från var- andra med 30 mm, med arbetselektroden 2 mitt emellan dem. taget är konstruerat så, Sidoplâtarna 7 är var Mon- att då sidoplâtarna 7 var och en är nedsänkta i smält glas till ett djup av 10 mm, är arbetselektroden 2 nedsänkt till ett djup av 5 mm.
Fig. 2 visar elektrodmontaget l uppburet av ett Stöd 8, S0m skjuter ut genom ett hål 9 i väggen på en del av en glassmält- ningsugn 10, så att elektroderna 2, 7 är nedsänkta i smält glas ll. Elektroderna kan t.ex. vara nedsänkta i glas i en fördel- ningskanal för en smältugn för planglas eller i en matare till en smältugn för behâllarglas.
Stödet 8 omfattar tvâ parallella rör 12, 13 förenade medelst ett huvud 14, från vilket elektrod- montaget sticker ned. 13 är monterade det ena ovanför det andra och uppbäres av en saxformad lyftanordning 15 för att höja och sänka stödet 8 Rören 12, , så att elektroderna 2, 7 på montaget l kan dragas ut ur och nedsänkas i det smälta glaset ll, och så att djupet på deras neddoppning kan varieras.' Huvudet 14 uppbär även ett termoelement 16 för att mäta temperaturen set nära elektrodmontaget l. Termoelementet 16 är lämpligen ett termoelement av platina och platina/(10 %)-rodium.
Huvudet 14 på stödet 8 visas mera detaljerat i fig. 3.
Vid drift inträder ett kylfluidum, såsom vatten, i huvudet 14 genom det nedre stödröret 13 och cirkulerar omkring en central kammare 17 för att lämna huvudet 14 genom det övre stödröret 12. stödröret 12 innehåller en ledning 18 för förbind (ej visade i fig. 16 (fig. 2).
Det övre elseledningar 3) för elektrodmontaget l och termoelementet Elektrodmontaget skjuter ut nedåt från en öppning 19 vid basen på den centrala kammaren 17 i huvudet.
Fig. 4 är ett diagram som visar en potential, som kan anbringas på arbetselektroden 2 i fig. l och 2, och visar en potential, som på det smälta gla- ° 10 15 20 25 30 35 457 667 lo sveper med en enhetlig hastighet, t.ex. varierande med 20 mV]sff på vilket pulser visade som en serie enhetliga fyrkantvâgpulser överlagras. Sådana pulser kan ha en amplitud av 10 mV, en var- aktighet av 88 ms och en frekvens av 2,5 Hz.
Fig. Sa visar den resulterande strömkomponenten, som beror på den grundläggande sveppotentialen, fig. 5b visar en kapacitiv strömkomponent beroende på laddning och urladdning av den konden- sator, som bildas omkring arbetselektroden och fig. 5c visar en faradisk strömkomponent beroende på elektrokemiska reaktioner initierade och upprätthållna av potentialpulserna. En direkt indikering på den faradiska strömkomponenten erhålles genom att omedelbart före början och omedel- åtskilja strömmarna som går bare före slutet av varje potentialpuls.
Strömmen som går i cellen bildad av elektroderna och det smälta glaset kommer att variera i proportion till den neddoppade elektrodarean, men skillnader i neddoppningsdjup hos elektroderna kan kompenseras, om cellens motstånd övervakas. Det är utom- ordentligt överraskande att flödeshastigheten på det smälta glaset förbi elektroderna ej synes ha någon inverkan på de erhållna resultaten.
Fig. 6, 7 och 8 visar grafiska framställningar av övervakade faradiska komponenter hos strömtäthet i förhållande till an- bringad potential i vanligt klart soda-kalk-glas vid en tempera- tur av 12oo°c. 4 ' I fig. 6, som erhölls genom att svepa från 0 V till -800 mV i ett lågsvavelhaltigt, järnhaltigt glas, finns en strömtäthets- Höj- den pâ denna topp är direkt proportionell mot järnjonernas kon- topp vid -520 mV, som svarar mot reduktionen av järnjoner. centration i det smälta glaset och svarar mot en total järnhalt i glaset på 0,384 vikt-% beräknat som ferrioxid. Glasets svavel- halt beräknat som S03 var faktiskt 0,022 vikt-%.
Fig. 7 visar ett liknande diagram med avseende på ett glas med låg järnhalt och innehållande svavel och man lägger märke till att det finns strömtäthetstoppar vid -380 mV och -580 mV svarandew 10 15 20 25 30 35 11 457-667 mot närvaron av svavel i tillståndet S4+. Toppens höjd vid -580 mV är proportionell till koncentrationen på det ämne, emot toppen vid var- -380 mv endast är proportionell mot den kon- centrationen för låga svavelkoncentrationer.
Fig. 8 visar ett liknande diagram uppritat med avseende på ett glas innehållande järn och svavel.
Då de data som erfordras för att up prita ett sådant diagram er- hållits, kan dessa data lätt behandlas matematiskt medelst en teknik känd i och för sig för att ge en indikation av förekoms- terna av de olika joniska ämnena i det smälta glaset. upplösning visas grafiskt i fig. 9.
En sådan I fig. 9 representerar den heldragna kurvan E det experimentellt härledda förhållandet mellan strömtäthet till spänning då man sveper från noll till minus. Denna kurva upplöses matematiskt i fyra gauss- kurvor A till D, av vilka: kurva A är centrerad vid tillståndet s4* I fördelninge- -380 mV antydande närvaron av svavel i kurva B är centrerad vid kurva C är centrerad vid tillståndet s4* och -520 mV antydande närvaron av järnjoner, -580 mV antydande närvaron av svavel i kurva D är centrerad vid -680 mV tillståndet 56+ antydande närvaron av svavel i Summan av dessa kurvor A till D visas i brutna linjer som_kurva S och under det att denna ej sammanfaller exakt med den experi- mentellt härledda kurvan E antyder den närliggande passningen mellan dem att detta upplösningssätt är ganska acceptabelt för praktiska ändamål och koncentrationen av det särskilda ämnet kan härledas med tillräcklig noggrannhet från de upplösta kur- vorna A till D.
Fig. l0a och l0b visar även diagram på strömtäthet i förhållande till spänning erhållna medelst ett sätt enli gt uppfinningen.
Kurvorna i fig. l0a och l0b erhölls genom mätningar gjorda i fördelningskanaler på kontinuerliga vannugnar innehållande sam- mansättningar på glas med olika koncentration er av svavel, var- vid det i fig. l0a innehöll svavel i en mängd av 0,258 % beräknat 10 l5 20 25 30 35 457 667 ,; som S03 och det i fig. l0b innehöll svavel i en mängd av 0,233”§ beräknat som S03. I dessa figurer är kurvorna med heldragna linjer erhållna genom att svepa med en potential, som varierar från noll till ökande negativa värden och kurvorna med brutna linjer genom att svepa i motsatt riktning mot noll. Man lägger märke till av dessa figurer att de heldragna kurvorna var och en visar tre distinkta toppar, under det att de brutna kurvorna endast visar tvâ.
Det mäste emellertid här betonas att denna uppfinning ej beror på någon förklaring som gives för de fenomen som äger rum, ej heller särskilt på några detaljer i jonreaktionerna, som vi för- står äger rum. Icke desto mindre förekommer faktiskt toppar i diagrammen för strömtäthet mot spänning vid vissa anbringade potentialer och dessa befinnas ge en indikation på mängden sär- skilda ämnen och på deras redox-tillstånd.
När en gång redox-tillståndet för järn och/eller svavel i glaset mätts, är det möjligt att modifiera detta tillstånd pâ ett reg- lerat sätt, t.ex. genom att ändra förhållandet mellan bränsle/ luft som matas in i ugnens brännare eller genom att ändra mängden oxiderande och/eller reducerande medel, som ingår i mängtill- satsen till ugnen.
Ett annat sätt att modifiera redox-tillståndet på glaset är att injicera en gas i smältan. Luft injiceras faktiskt ofta i smältan i en glassmältningsvanna för att ge en omrörande verkan och varierar man hastigheten med vilken sådan luft införes, kommer detta att ha en verkan på redox-tillståndet hos joner i glaset med variabel valens.
Mätningarna utföres vanligen i fördelnings- eller matningskana- len på en glassmältningsugn, ehuru de kan ha gjorts någon annan- 5123115 .
Man har funnit att de övervakade resultaten väsentligen är obe- roende av glassmältningsugnens utbyte.
Den anordning som användes för att åstadkomma mätningarna visas it* 10 15 20 25 30 '3 4157 667 B till 8 och utgjordes av en polarograf från Taéussel ”" (Frankrike), modell PRG S i fig. , som omfattar generatorer för svep- potential och fyrkantvâgpulser och en strömtäthetsmätare.
Som ett alternativ skulle utrustningen omfattande en kalkylator, en digital/analog-och analog/digitalomvandlare, en potentiometer, en strömmätningsenhet och en uppteckningsanordning kunna användas.
I ett särskilt exempel reglerar en databehandlare, "Exorset" 165 (varumärke) från Motorola, omvandlare, t.ex. en en digital-till-analog- som matar den erforderliga sveppotentialen med över- lagrade pulser till elektroderna nedsänkta i det smälta glaset.
Strömmen som går mellan elektroderna matas till en driftförstär- kare, som i sin tur matar en analog-till-digital-omvandlare med en signal, vars potential är proportionell till den övervakade strömmen. Den digitala signalen matas sedan till databehandlaren och kan lagras, t.ex. på diskett. Med en realtidbasenhet, en lämplig skrivare och lämplig programmering, kan ett diagram av den typ som visas i någon av fig. 6 till 10 framställas automa- tiskt efter önskan. Sådan anordning användes för att åstadkomma mätningarna som visas i fig. 9, l0a och l0b.
I en del fall är det nyttigt att ej endast mäta redox- på ett eller flera ämnen i glaset såsom beskrives, denna mätning samman med en analys av syrehalten (o i det smälta glaset. tillståndet utan att koppla ch på surheten) Detta kan utvärderas genom att mäta syre- aktiviteten med användning av en potentiometrisk sond. En sådan sond kan användas för att mäta partialtrycket på syre upplöst i det smälta glaset och kan omfatta tvâ elektroder, en stabiliserad zirkoniumdioxidreferenselektrod och en indikatorelektrod utformad av ett stycke platina nedsänkt i glaset.
Detta ger komplementär information beträffande smältans redox-tillstànd.
Claims (18)
1. Sätt att övervaka redox-tillståndet hos ett eller flera ämnen i glas, k ä n n e t e c k n a t av att en arbetselekt- rod och en hjälpelektrod nedsänkes i glaset under det att det senare är smält, av att en sveppotential anbringas på arbets- elektroden, en serie potentialpulser överlagras sveppotentia- len och av att den resulterande strömmen mellan elektroderna övervakas för att ge en indikation på redox-tillståndet för ett eller flera ämnen i glaset.
2. Sätt enligt krav 1, k ä n n ett e c k n a t av att sa- dan övervakning utföres på smält glas med en viskositet mellan 5,2-punkten och 1,5-punkten och företrädesvis i omrâdet mellan 3,3-punkten och 2,8-punkten.
3. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att sveppotentialen varierar linjärt med tiden.
4. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att sveppotentialen sveper över ett område, som innefattar omrâdet 0 till +500 mV.
5. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att sveppotentialen sveper över ett område, som innefattar omrâdet 0 till -100 mV.
6. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att sveppotentialen bringas att svepa fram och tillbaka i positiv- och negativ-gående riktningar.
7. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att sådan övervakning åstadkommes på soda-kalk- glas och att sveppotentialen sveper över ett område, som in- nefattar en eller flera av följande potentialer: +120 V, 0, -105 mV, -380 mV, -520 mV, -580 mV, -680 mV, -750 mV. 10 15 20 25 30 35 457 667 15
8. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av att de överlagrade pulserna ut göres av en- hetliga fyrkantvâgpulser.
9. t e lan och Sätt enligt något av de föregående kraven, c k n a t av att strömmen som övervakas är strömmen som går omedelbart före slutet av e strömmen som går omedelbart före början på s k ä n n e - skillnaden mel- n sådan puls âdan puls.
10. Sätt enligt något av de föregående kraven, t e c k n a t av att arbetselektrod tar, som utgörs av hjälpelektroden, i glaset, så att sådana elektrodplât kanal, genom vilken naturliga eller glas kan strömma. k ä n n e - en är placerad mellan plå- och elektroderna nedsänkes ar begränsar sidor på en
11. Anordning för att övervaka redox- glas, flöde mellan elektroderna.
12. Anordning enligt krav 11, k ä n n e t e_c k n ad -av att elektroderna är av platina eller en platinalegering.
13. Anordning enligt krav 11 eller 12, n a d av att arbetselektroden är placera rande hjälpelektroden. k ä n n e t e c k - d mellan plåtar utgö-
14. Anordning enligt något av kraven 11 - 13, k ä t e c k n a d av att arbetselektroden har i huvudsa tvärsektion.
15. Anordning enligt något av kraven 11 - 14, k ä n n e - t e c k n a d av att arbetselektroden omfattar ett skaft och en förstorad arbetsdel för nedsänkning i glaset. 10 457 667 16
16. Anordning enligt något av kraven 11 - 15, k ä n n e - t e c k n a d av att anordningen för att överlagra potential- pulserna omfattar en fyrkantvâggenerator.
17. Anordning enligt något av kraven 11 - 16, k ä n n e - t e c k n a d av att anordningen för att övervaka strömflödet omfattar en polarograf.
18. Anordning enligt något av kraven 11 - 17, k ä n n e - t e c k n a d av att elektroderna är monterade på en arm. som är utförd som en kylmantel för anslutningsledningar.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB838323519A GB8323519D0 (en) | 1983-09-01 | 1983-09-01 | Monitoring redox state of elements in glass |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8404366D0 SE8404366D0 (sv) | 1984-08-31 |
| SE8404366L SE8404366L (sv) | 1985-03-02 |
| SE457667B true SE457667B (sv) | 1989-01-16 |
Family
ID=10548211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8404366A SE457667B (sv) | 1983-09-01 | 1984-08-31 | Saett och anordning foer att oevervaka redox-tillstaandet hos ett eller flera aemnen i glas |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4557743A (sv) |
| JP (1) | JPS60155966A (sv) |
| AU (1) | AU566848B2 (sv) |
| BE (1) | BE900397A (sv) |
| BR (1) | BR8404417A (sv) |
| CA (1) | CA1216893A (sv) |
| CH (1) | CH659326A5 (sv) |
| DE (1) | DE3431987A1 (sv) |
| ES (2) | ES8600821A1 (sv) |
| FR (1) | FR2555753B1 (sv) |
| GB (2) | GB8323519D0 (sv) |
| IN (1) | IN161617B (sv) |
| IT (1) | IT1179080B (sv) |
| NL (1) | NL8402633A (sv) |
| SE (1) | SE457667B (sv) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2700393B1 (fr) * | 1993-01-14 | 1995-03-31 | Souchon Neuvesel Verreries | Procédé et dispositif de détermination de l'état d'oxydation d'un matériau ionique en fusion. |
| DE19955827B4 (de) * | 1999-11-20 | 2005-03-31 | Schott Ag | Verfahren zur Unterdrückung der Bildung von O2-Gasblasen an der Kontaktfläche zwischen einer Glasschmelze und Edelmetall |
| US7006228B2 (en) * | 2003-06-24 | 2006-02-28 | Corning Incorporated | Methods for quantifying the oxidation state of glass |
| US20060070405A1 (en) * | 2004-10-06 | 2006-04-06 | Anheuser-Busch, Inc. | Method for the production of amber glass with reduced sulfur-containing emissions |
| WO2008054334A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Kibol Viktor F | Plant for producing inorganic fibres from 'module kibol' rocks |
| JP5981398B2 (ja) * | 2013-07-12 | 2016-08-31 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 内燃機関のSOx濃度検出装置 |
| US11667555B2 (en) | 2020-02-12 | 2023-06-06 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Glass redox control in submerged combustion melting |
| US11912608B2 (en) | 2019-10-01 | 2024-02-27 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Glass manufacturing |
| EP4091999B1 (en) * | 2021-05-21 | 2026-04-08 | Schott Ag | Glass having high uv transmittance and high solarization resistance |
| EP4091998B1 (en) * | 2021-05-21 | 2026-02-18 | Schott Ag | Glass having high uv transmittance and high solarization resistance |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2766423A (en) * | 1951-09-08 | 1956-10-09 | Nat Res Dev | Polarographs |
| GB709826A (en) * | 1951-09-08 | 1954-06-02 | Nat Res Dev | Improvements in or relating to polarographs |
| GB820244A (en) * | 1958-03-18 | 1959-09-16 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to pulse filter circuits |
| US3295944A (en) * | 1963-01-02 | 1967-01-03 | Owens Illinois Inc | Method for controlling the rate of devitrification |
| US3298872A (en) * | 1963-01-02 | 1967-01-17 | Owens Illinois Inc | Means for generating an electromotive force |
| GB1401761A (en) * | 1971-04-01 | 1975-07-30 | Cambridge Scientific Instr Ltd | Polarographic apparatus |
| US3854919A (en) * | 1971-07-23 | 1974-12-17 | Owens Illinois Inc | Method of forming transparent glass ceramic with compression layer |
| GB1412545A (en) * | 1973-08-07 | 1975-11-05 | A C I Operations | Glass colour changes |
| DE2618392A1 (de) * | 1975-04-28 | 1976-11-11 | Mitsubishi Chem Ind | Voltammetrieanordnung |
| US4358305A (en) * | 1981-09-23 | 1982-11-09 | Ppg Industries, Inc. | Method of and apparatus for analyzing atmosphere of a combustion chamber |
| DD203397A1 (de) * | 1981-12-03 | 1983-10-19 | Volker Herrmann | Verfahren und pruefanordnung zur bestimmung des schmelzverhaltens von glas |
-
1983
- 1983-09-01 GB GB838323519A patent/GB8323519D0/en active Pending
-
1984
- 1984-08-10 AU AU31781/84A patent/AU566848B2/en not_active Ceased
- 1984-08-14 IN IN655/DEL/84A patent/IN161617B/en unknown
- 1984-08-21 BE BE1/11072A patent/BE900397A/fr not_active IP Right Cessation
- 1984-08-22 FR FR8413159A patent/FR2555753B1/fr not_active Expired
- 1984-08-28 IT IT67855/84A patent/IT1179080B/it active
- 1984-08-28 GB GB08421750A patent/GB2145829B/en not_active Expired
- 1984-08-29 ES ES535778A patent/ES8600821A1/es not_active Expired
- 1984-08-29 NL NL8402633A patent/NL8402633A/nl not_active Application Discontinuation
- 1984-08-29 ES ES535777A patent/ES8600820A1/es not_active Expired
- 1984-08-30 CH CH4159/84A patent/CH659326A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1984-08-30 DE DE19843431987 patent/DE3431987A1/de not_active Withdrawn
- 1984-08-31 US US06/646,443 patent/US4557743A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-08-31 SE SE8404366A patent/SE457667B/sv not_active IP Right Cessation
- 1984-08-31 JP JP59183621A patent/JPS60155966A/ja active Granted
- 1984-08-31 BR BR8404417A patent/BR8404417A/pt not_active IP Right Cessation
- 1984-08-31 CA CA000462284A patent/CA1216893A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2145829A (en) | 1985-04-03 |
| FR2555753B1 (fr) | 1989-01-13 |
| BR8404417A (pt) | 1985-07-30 |
| ES535777A0 (es) | 1985-10-16 |
| ES535778A0 (es) | 1985-10-16 |
| JPS60155966A (ja) | 1985-08-16 |
| NL8402633A (nl) | 1985-04-01 |
| GB8323519D0 (en) | 1983-10-05 |
| CH659326A5 (fr) | 1987-01-15 |
| SE8404366L (sv) | 1985-03-02 |
| ES8600821A1 (es) | 1985-10-16 |
| GB8421750D0 (en) | 1984-10-03 |
| AU566848B2 (en) | 1987-10-29 |
| FR2555753A1 (fr) | 1985-05-31 |
| IT8467855A1 (it) | 1986-02-28 |
| IT1179080B (it) | 1987-09-16 |
| BE900397A (fr) | 1985-02-21 |
| IN161617B (sv) | 1988-01-02 |
| US4557743A (en) | 1985-12-10 |
| JPH056661B2 (sv) | 1993-01-27 |
| CA1216893A (en) | 1987-01-20 |
| GB2145829B (en) | 1986-09-24 |
| IT8467855A0 (it) | 1984-08-28 |
| ES8600820A1 (es) | 1985-10-16 |
| SE8404366D0 (sv) | 1984-08-31 |
| AU3178184A (en) | 1985-03-07 |
| DE3431987A1 (de) | 1985-03-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4165630B2 (ja) | ガラスの品質を改良する方法 | |
| SE457667B (sv) | Saett och anordning foer att oevervaka redox-tillstaandet hos ett eller flera aemnen i glas | |
| DE1300709B (de) | Vorrichtung zur Ermittlung der Sauerstoffaktivitaet von in fluessigem Zustand befindlichen Metallen, insbesondere Eisen | |
| JP3398221B2 (ja) | イオン性溶融物における酸素分圧の電気化学的な測定用の照合電極 | |
| DE1906388C3 (de) | Einrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung des Sauerstoffgehalts schmelzflussiger Metalle | |
| EP0493878A2 (en) | Sensing components of metal melts | |
| EP1184345B1 (de) | Verfahren zur Unterdrückung der Sauerstoffblasenbildung in Glasschmelzen, eine Vorrichtung hierzu sowie die Verwendung des so erhaltenen Glases | |
| HU191839B (en) | Method and device for measuring continuously the solute alumina content of cryolite melts with alumina content during operation | |
| EP0733300B1 (de) | Verfahren und einrichtung zur regelung der position der spitze einer elektroofen-elektrode | |
| Iwase et al. | Evaluation of electrochemical oxygen probes for use in steelmaking | |
| DE3811864A1 (de) | Messvorrichtung zum messen des sauerstoffpartialdruckes in aggressiven fluessigkeiten hoher temperatur | |
| CN211206439U (zh) | 一种氧化物在氟化物熔盐中溶解度测定装置 | |
| JPS63191056A (ja) | 溶融金属中のシリコン濃度測定装置 | |
| Hussey | Electroanalytical Chemistry in Molten Salts | |
| Akbari et al. | Challenges in measuring of physical properties of liquid phases for material and process optimisation | |
| US2943984A (en) | Control of oxygen in metals of groups iv-b, v-b, vi-b, and their alloys | |
| DE19909614C1 (de) | Eintauchsensor, Meßanordnung und Meßverfahren zur Überwachung von Aluminium-Elektrolysezellen | |
| SU1047962A1 (ru) | Устройство контрол температуры металла в конвертере | |
| Mellberg et al. | An Electrochemical Study of Silica Diffusion in Liquid CaO-SiO2-Al2O3-CaF2 Slags | |
| GB2057695A (en) | Method and Apparatus for Measuring the Oxygen Potential of an Ionic Conducting Melt | |
| CN120064368A (zh) | 飞灰熔点的测试方法及测试装置 | |
| Lee et al. | A study of the Ag (s)/Ag2SO4 (l) high temperature reference electrode | |
| Keqin et al. | Investigations on commercially available MgO PSZ electrolytes with Y2O3 FSZ coating for low oxygen determination in liquid steel | |
| CN121110044A (zh) | 一种模块化二氧化碳熔盐电解装置 | |
| JPH0222690Y2 (sv) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NAL | Patent in force |
Ref document number: 8404366-0 Format of ref document f/p: F |
|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8404366-0 Format of ref document f/p: F |