[发明专利]一种高温玻璃熔体密度测量装置及方法

权利要求书

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＝F_t/gV_t

F_t＝M-M_t

式中：

ρ_玻为该温度条件下的玻璃熔体密度；

F_t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；

M_t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；

V_t为在不同温度条件下浸入玻璃熔体的耐高温试件的体积。