اندازه گیری هیدروژن مذاب

دستگاه اندازه گیری هیدروژن- Hydris

اندازه‌گیری هیدروژن مذاب توسط دستگاه Hydris (Hdrogen Direct Reading Immersion System) صورت می گیرد. عملکرد دستگاه بر مبنای تعادل می‌باشد بدین صورت که جریانی از گاز نیتروژن درون مذاب اعمال می‌گردد که بین مذاب و واحد پنوماتیک گردش می‌یابد. گاز نیتروژن در حین عبور از درون مذاب، گازهای هیدروژن حل شده در مذاب را جذب می‌نماید. هنگامی که بین هیدروژن محلول در مذاب و هیدروژن درون گاز حامل تعادل برقرار شود، اندازه‌گیری متوقف می‌گردد. میزان هیدروژن موجود در گاز نیتروژن، به وسیله آشکارساز رسانای گرمایی تعیین می‌شود و با استفاده از قانون Sievert غلظت مشخص می‌گردد.

در این رابطه:
H: غلظت هیدورژن (ppm)
PH2: فشار جزئی هیدروژن (hPa)
K: ثابت تعادل واکنش
f: ضریب اکتیویته هیدروژن

به منظور اندازه‌گیری میزان هیدروژن موجود در مذاب از پراب Hydris استفاده می‌شود که عملکرد آن بر مبنای تعادل ترمودینامیکی است. اجزای اصلی این پراب عبارتند از:
1- Bubbler Tube: از طریق این لوله، گاز نیتروژن به درون مذاب دمیده می‌شود.
2- لوله کوارتز: حاوی مواد فیلترکننده است که از کانکتور و کانتکت بلوک محافظت نموده و اجزای فرار را جمع‌آوری می‌کند.
3- سنگ متخلخل: گاز نیتروژن دمیده شده در مذاب، با عبور از این سنگ، بازیابی می‌شود.
4- کانکتور یا اتصال دهنده: کانکتور دارای حلقه O شکل، باعث اتصال Push-on/Pull-Off محکم پراب به لنس می‌شود.
5- کلاهک‌های محافظ: مانع از نفوذ سرباره به سنگ متخلخل می‌شود که شامل کلاهک کاغذی و فولادی است (در پراب‌های شمش (ingot) از کلاهک آلومینیومی استفاده می‌شود).
6- Refractory Sleeve: Sleeve برای پراب‌های تاندیش از الیاف سرامیکی ساخته شده ‌اند و برای پراب‌های پاتیل، از نوع حفاظت شده با ماسه هستند.
شکل زیر اجزای پراب هیدروژن، قبل از اعمال لوله مقوایی را نشان می‌دهد.