Уровень расплава стекла

[Degen1103]

В стекловаренной печи подача сырья регулируется по сигналу уровнемера. Измерение уровня расплава затруднено из-за высокой температуры и коррозионной активности среды, поэтому многие известные методы непригодны. Может, напр, применяться метод измерения уровня по значению давления воздуха, подающегося под слой расплава через платиновую трубочку, но точность его невелика. Известны высокоточные лазерные уровнемеры, но они требуют сквозных отверстий в стенках печи и применения защитных охлаждаемых экранов. Вопрос такой - нет ли физэффекта, позволяющего приблизиться к ТРИЗовскому "идеальному конечному результату", обеспечить простой и надёжный способ контроля уровня расплава?

[EUgeneUS]

Если нужно определять уровень дискретно, а не непрерывно, то
ва электрода и измерять сопротивление между ними. Расплав стекла - проводник.

[realeugene]

Ультразвук, запускаемый через какой-нибудь керамический жаростойкий волновод, встроенный в дно печи? Может быть и достаточно термостойкая пьезокерамика найдётся для преобразователя, если поискать? Какая предельная рабочая температура?

[Degen1103]

Что ультразвук, что лазер... хрен редьки не слаще...
По поводу проводимости расплава хотелось бы уточнить, не путаете ли с расплавом соли? Речь идёт о расплаве алюмоборосиликатного стекла, или Е-стекла. "Е" тут значит "електрический", т.е. стекло с высокими диэлектрическими показателями.

Мысль пришла по поводу упомянутой трубочки: а что если мерять не давление барботируемого газа, а сделать из трубочки этакий свисток, частота звука которого определяется длиной столба газа в тупиковом цилиндрическом резонаторе?... Т.е. мерять частоту. Не точней ли это окажется? Или ерунда?

[realeugene]

Если расплавленное стекло непрводящее, то, может быть, можно измерять емкость между пластинами конденсатора?

[EUgeneUS]

realeugene в сообщении #1240097 писал(а):

Речь идёт о расплаве алюмоборосиликатного стекла, или Е-стекла. "Е" тут значит "електрический", т.е. стекло с высокими диэлектрическими показателями.

Не знаю по конкретным маркам стекол, но вот по этому источнику электропроводность стекла и его расплава различается на 12-16 порядков.

-- 11.08.2017, 21:07 --

realeugene в сообщении #1240097 писал(а):

Если расплавленное стекло непрводящее, то, может быть, можно измерять емкость между пластинами конденсатора?

Это (емкостной датчик) имеет смысл даже если расплав стекла проводящий, но высока вероятность возникновения проводящего мостика между электродами из-за вязкости расплава и адгезии к стенкам\электродам датчика.

[wrest]

А какова температура? Давление? Поверхность спокойная или кипит-бурлит?
Диапазон измерений - десятки сантиметров\миллиметров? Погрешность нужна какая?

[Degen1103]

Да, с проводимостью разобраться надо, спасибо.

Температура - порядка 1500 гр, давление - около атмосферного. В принципе, может и бурлить, но считаем, что в гладкой зоне меряем. Что касается точности - возьмём за образец лазерный уровнемер, товарищи заявляют $+-0,1$, но можно и на порядок грубее.

[Sphinx Pinastri]

Можно взвешивать всю печь или только ванну со стеклом. Для калибровки, время от времени, измерять рассточние до поверхности стекла щупом. Касание определять по замыканию электрической цепи, так как расплавленное стекло проводящее, какими бы диэлектрическими свойствами оно ни обладало, когда холодное.

[Degen1103]

Взвешивать нереально, а вот с проводимостью разобраться очень интересно! Однако, вероятно, если б по замыканию можно было надёжно печкой управлять - все давно б так делали...

[Degen1103]

М.б., электроконтактному способу высокая вязкость препятствует? Мостики-сосульки-перемычки?...
Интересно, смачивает ли расплав платину?... Существует ли несмачиваемая стеклом электропроводная керамика?...

[realeugene]

Degen1103 в сообщении #1240250 писал(а):

М.б., электроконтактному способу высокая вязкость препятствует?

Высокая вязкость - это сколько? Стекло остаётся достаточно вязким и при полутора тысячах градусов? Оно же должно хорошо перемешиваться, чтобы исходные компоненты прореагировали в однородную массу.

А на поверхности не собирается всякая грязь? Если собирается, то вам нужно измерять уровень расплава, или его давление на какой-то глубине?

[Degen1103]

По вязкости: в литературе указано, что при температуре варки вязкость стекла в 10000 раз больше вязкости воды. [Плюс вероятная тиксотропия?...] Думаю, вполне могут быть сосульки-перемычки. Грязь пока не учитываем.

[wrest]

Все контактные методы с датчиком в среде упираются в то, что датчик должен работать при температуре расплава и не реагировать со стеклом, иначе вокруг датчика расплав будет с другими свойствами (или вообще застынет), а 1500 градусов и агрессивная среда это не шутки.

Так что мне кажется, что остаются бесконтактные: звук и свет (или шире -- электромагнитные колебания).
Из контактных способов наверное остаются такие, когда датчик не постоянно в среде. Например, периодически погружаемый в расплав щуп, типа как уровень масла в автомобильных двигателях меряют. Или щуп, который опускается до уровня расплава и потом его сразу поднимают -- для очистки, охлаждения и т.п.

Degen1103
А почему нельзя (или можно?) применять какие-то косвенные интегральные методы -- постоянно считать сколько материала загрузили и сколько выгрузили? Долговременной стабильности наверное не будет и будет нужна периодическая калибровка, но взвешивание на входе можно выполнять весьма точно. А на выходе можно более-мене точно измерять расход расплава?

[Degen1103]

На выработке стекло через фильеры вытекает, поэтому уровень=напор - критически важный технологический параметр. Косвенно никак не выйдет, т.к. влияет температура, вязкость, состав, условия на выработке...

Конечно, бесконтактные методы предпочтительней. Иной вопрос - какие тут могут быть использованы физэффекты?... На дальнейшем производстве и поглощение радиации успешно применяется, и автофокусировка изображения, а с уровнем этим проблема...