专利名称：在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置的制作方法
技术领域：
在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种电阻率测量的装置，特别是一种材料的电阻率测量的装置， 应用于在液体介质侵蚀环境下的材料电阻率测试技术领域。
背景技术：
[0002]电阻率测量方法包括两电极法、四电极法、交流阻抗法、范德堡等方法，高温环境 下的电阻率测试还包括连续改变电导池常数法，也称为CVCC法；其中，四电极法，也称为四 探针法，将电流电极与电压电极分开，使电流测量和电压测量分别构成回路。这样能使引 线电阻和接触电阻的影响降到最小程度，即使在测量电阻很小的情况也能获得很高的准确度。[0003]四电极法也常被用于液态金属、合金材料、氧化锆陶瓷以及混凝土电阻率测试中； 但在液体介质侵蚀环境下的固体材料电阻率测试鲜有报道，而在高温或超高温的熔渣、钢 液等介质侵蚀环境下的材料电阻率测量更未见文献记载。高温或超高温介质侵蚀下的材料 电阻率测量技术难点较多，如导线的连接、导线的防侵蚀等问题，目前还没有针对高温或超 高温介质侵蚀下的材料电阻率的测量的专用工具和测试仪器。实用新型内容[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种在侵蚀状态下材料电阻 率的测量装置，能够在液体介质侵蚀环境下进行材料电阻率测试，尤其有效地解决了高温 或超高温介质侵蚀下的电阻率测量问题，为在熔渣、钢液等介质侵蚀状态下的材料导电和 稳定情况提供科学的评价依据，为测量材料腐蚀提供了简捷的技术路径。[0005]为达到上述发明创造目的，本实用新型采用下述技术方案:[0006]一种在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，由四电极、四电极固定架和导线组成 电阻率测量系统，四电极在待测试样表面上排布，使四电极的测试端同时与待测试样的表 面电接触连接，四电极被固定在四电极固定架上，四电极固定架为绝缘材料制成，四电极分 别通过四根导线接入外接电源，四电极中外侧两个电极通入电流，内侧两个电极测量电压， 四根导线彼此绝缘，侵蚀介质被盛放在一个容器内，或者将待测试样制成容器来盛放侵蚀 介质，使待测试样的部分表面与侵蚀介质直接接触，且待测试样另有其他部分表面与四电 极的测试端电接触连接，保持电阻率测量系统与侵蚀介质隔离，使与侵蚀介质接触的待测 试样那部分表面经受侵蚀介质侵蚀，从而使待测试样处于被液态侵蚀状态下进行电阻率测 量。[0007]作为本实用新型的第一种优选技术方案，将待测试样至少一个表面浸入容器内的 侵蚀介质中进行侵蚀，侵蚀介质不侵蚀容器，容器带有容器盖，在容器盖和容器上缘之间形 成溢流口，待测试样为条形块状或条形板状，容器盖中心设有镂空的条形卡口，待测试样安 装在条形卡口内，溢流口位置高于待测试样下表面并低于待测试样上表面，保持侵蚀介质 达到溢出边界状态，使侵蚀介质完全充满容器内腔，由于侵蚀介质和四电极的测试端分别接触到待测试样的不同表面，使待测试样下表面经受侵蚀介质侵蚀，采用四电极固定板作 为四电极固定架，四电极固定板覆盖于待测试样上部，四电极的测试端同时与待测试样的 上表面电连接接触。[0008]作为本实用新型的第一种优选技术方案的改进，容器及其容器盖由石墨或陶瓷制得。[0009]作为本实用新型的第二种优选技术方案，待测试样为条形块状或条形板状，侵蚀 介质不侵蚀容器，容器底部设有卡槽状开口，待测试样被安装在卡槽状开口内，待测试样和 卡槽状开口之间密封连接，形成容器的底部一体封装构造，由于侵蚀介质和四电极的测试 端分别接触到待测试样的不同表面，使待测试样上表面经受侵蚀介质侵蚀，采用四电极固 定板作为四电极固定架，四电极固定板设置于待测试样下部，四电极的测试端同时与待测 试样的下表面电连接接触。[0010]作为本实用新型的第二种优选技术方案的改进，容器由石墨或陶瓷制得，待测试 样和容器底部的卡槽状开口之间间隙用高温水泥或溶胶密封。[0011]作为本实用新型的第三种优选技术方案，待测试样为条形块状或条形板状，设置 于导线外部的保护结构防止侵蚀介质侵蚀电阻率测量系统，且侵蚀介质不侵蚀四电极固定 架，四电极固定架一端与待测试样固定连接，通过操作四电极固定架的另一端，使待测试样 全部浸入侵蚀介质中，导线的末端引出形成四电极，由于侵蚀介质和导线的末端分别接触 到待测试样的不同位置处的表面，使与侵蚀介质直接接触的待测试样的浸湿表面经受侵蚀 介质侵蚀。[0012]作为本实用新型的第三种优选技术方案中更加优选的技术方案，导线外部的保护 结构由中空套管和保护套管构成，四电极固定架整体由三段中空套管形成倒“Y”形外部构 造，导线内置于四电极固定架的三段中空套管中，其中两段分支的中空套管开口端与保护 套管密封连接，四根导线首先同时从其中一段长的中空套管中穿过，然后以每两根导线为 一组从另外两段分支的中空套管中分别穿过，使导线的末端位于保护套管中，保护套管和 待测试样之间密封，保护导线与侵蚀介质相互隔离。中空套管和保护套管之间和保护套管 和待测试样之间的间隙最好皆用高温水泥或溶胶密封。[0013]作为本实用新型的第四种优选技术方案，当将待测试样制成容器来盛放侵蚀介质 时，由于侵蚀介质和四电极的测试端分别接触到待测试样形成容器的内外不同表面，使待 测试样制成的容器的内部被侵蚀介质侵蚀，在待测试样制成的容器的外部，四电极和四电 极固定板安装后，进行电阻率测量。[0014]作为本实用新型的第五种优选技术方案，当将待测试样制成容器来盛放侵蚀介质 时，待测试样制成的管式容器的内部被侵蚀介质侵蚀，在待测试样制成的容器的外部，四根 导线捆绑于待测试样制成的容器的外壁上，使侵蚀介质和导线的末端分别接触到待测试样 形成容器的内外不同表面，被四根导线捆绑的待测试样的位置的容器壁厚均匀。[0015]本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点:[0016]1.本实用新型提供了几种简单易行的侵蚀状态下电阻率测量的装置技术方案，有 效解决侵蚀状态下导线连接问题，有效避免导线侵蚀问题，尤其是高温恶劣侵蚀环境下电 阻率测试问题，操作简单易行，容器盖和电极固定板可重复利用，待测试样即插即用、方法 简便；[0017]2.本实用新型电阻率测量装置当待测材料位于侵蚀介质底部时，待测材料完全 被侵蚀，且无需容器盖，有效节省材料，此外，便于观察实验进展；3.本实用新型电阻率测量装置当四电极固定架呈倒“Y”型，侵蚀介质内可同时进 行多组测量，方便提离侵蚀介质，能精确控制侵蚀时间；4.本实用新型电阻率测量装置当待测材料制成槽式容器时，有效防止导线侵蚀， 可用于长时间测量；5.本实用新型电阻率测量装置当待测试样制成的管式容器时，有效防止导线侵 蚀，操作方便，易于捆绑。
图I是本实用新型实施例一在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置结构示意图。图2是图I的俯视图。图3是本实用新型实施例二在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置结构示意图。图4是本实用新型实施例三在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置结构示意图。图5是本实用新型实施例四在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置结构示意图。图6是本实用新型实施例五在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的优选实施例结合附图说明如下实施例一在本实施例中，参见图I和图2，一种在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，由四 电极I、四电极固定架和导线8组成电阻率测量系统，四电极I在待测试样3表面上排布， 使四电极I的测试端同时与待测试样3的表面电接触连接，四电极I被固定在四电极固定 架上，四电极固定架为绝缘材料制成，四电极I分别通过四根导线8接入外接电源，四电极 I中外侧两个电极通入电流，内侧两个电极测量电压，四根导线8彼此绝缘，侵蚀介质7被 盛放在一个容器6内，或者将待测试样3制成容器来盛放侵蚀介质7，使待测试样3的部分 表面与侵蚀介质7直接接触，且待测试样3另有其他部分表面与四电极I的测试端电接触 连接，保持电阻率测量系统与侵蚀介质7隔离，使与侵蚀介质7接触的待测试样3那部分表 面经受侵蚀介质7侵蚀，从而使待测试样3处于被液态侵蚀状态下进行电阻率测量。具体 为将待测试样3至少一个表面浸入容器6内的侵蚀介质7中进行侵蚀，侵蚀介质7 不侵蚀容器6，容器6带有容器盖4，在容器盖4和容器6上缘之间形成溢流口 5，待测试样 3为条形块状或条形板状，容器盖4中心设有镂空的条形卡口，待测试样3安装在条形卡口 内，溢流口 5位置高于待测试样3下表面并低于待测试样3上表面，保持侵蚀介质7达到溢 出边界状态，使侵蚀介质7完全充满容器6内腔，由于侵蚀介质7和四电极I的测试端分别 接触到待测试样3的不同表面，使待测试样3下表面经受侵蚀介质7侵蚀，采用四电极固定 板2作为四电极固定架，四电极固定板2覆盖于待测试样3上部，四电极I的测试端同时与 待测试样3的上表面电连接接触。在高温使用时，上述容器6及其容器盖4最好由石墨或 陶瓷制得。本实施例电阻率的测量装置有效解决侵蚀状态下导线连接问题，有效避免了测量过程中电极和导线受到侵蚀问题，达到侵蚀过程中电阻率变化动态测量的目的，尤其是 高温恶劣侵蚀环境下电阻率测试使用，操作简单易行，容器盖和电极固定板可重复利用，待 测试样即插即用、方法简便。侵蚀状态下电阻率测量不仅动态的反应了材料的导电和稳定 情况，也能有效地建立侵蚀与电性能的对应关系，为测量材料腐蚀提供了技术路径。本实施 例电阻率的测量装置适用的侵蚀介质可为一般溶液或渣、金属在高温下熔化而成的液态介 质。[0031]实施例二:[0032]本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于:[0033]在本实施例中，参见图3，待测试样3为条形块状或条形板状，侵蚀介质7不侵蚀容 器6，容器6底部设有卡槽状开口，待测试样3被安装在卡槽状开口内，待测试样3和卡槽状 开口之间密封连接，形成容器6的底部一体封装构造，由于侵蚀介质7和四电极I的测试端 分别接触到待测试样3的不同表面，使待测试样3上表面经受侵蚀介质7侵蚀，采用四电极 固定板2作为四电极固定架，四电极固定板2设置于待测试样3下部，四电极I的测试端同 时与待测试样3的下表面电连接接触。在高温使用时，上述容器6由石墨或陶瓷制得，待测 试样3和容器6底部的卡槽状开口之间间隙用高温水泥或溶胶密封。本实施例电阻率的测 量装置当待测材料位于侵蚀介质底部时，待测材料完全被侵蚀，且无需容器盖，有效节省材 料，此外，便于观察实验进展。[0034]实施例三:[0035]本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:[0036]在本实施例中，参见图4，待测试样3为条形块状或条形板状，设置于导线8外部的 保护结构防止侵蚀介质7侵蚀电阻率测量系统，且侵蚀介质7不侵蚀四电极固定架，四电极 固定架一端与待测试样3固定连接，通过操作四电极固定架的另一端，使待测试样3全部浸 入侵蚀介质7中，导线8的末端引出形成四电极1，由于侵蚀介质7和导线8的末端分别接 触到待测试样3的不同位置处的表面，使与侵蚀介质7直接接触的待测试样3的浸湿表面 经受侵蚀介质7侵蚀。具体为:[0037]导线8外部的保护结构由中空套管9和保护套管10构成，四电极固定架整体由三 段中空套管9形成倒“Y”形外部构造，导线8内置于四电极固定架的三段中空套管9中，其 中两段分支的中空套管9开口端与保护套管10密封连接，四根导线8首先同时从其中一段 长的中空套管9中穿过，然后以每两根导线8为一组从另外两段分支的中空套管9中分别 穿过，使导线8的末端位于保护套管10中，保护套管10和待测试样3之间密封，保护导线 8与侵蚀介质7相互隔离。在高温使用时，上述中空套管9和保护套管10之间和保护套管 10和待测试样3之间的间隙皆用高温水泥或溶胶密封。本实施例电阻率测量装置当四电极 固定架呈倒“Y”型，侵蚀介质内可同时进行多组测量，方便提离侵蚀介质，能精确控制侵蚀 时间。[0038]实施例四:[0039]本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:[0040]在本实施例中，参见图5，当将待测试样3制成容器来盛放侵蚀介质7时，由于侵蚀 介质7和四电极I的测试端分别接触到待测试样3形成容器的内外不同表面，使待测试样 3制成的容器的内部被侵蚀介质7侵蚀，在待测试样3制成的容器的外部，四电极I和四电极固定板2安装后，进行电阻率测量。本实施例电阻率测量装置当待测材料制成槽式容器 时，有效防止导线侵蚀，可用于长时间测量。[0041]实施例五:[0042]本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:[0043]在本实施例中，参见图6，当将待测试样3制成管式容器来盛放侵蚀介质7时，待 测试样3制成的容器的内部被侵蚀介质7侵蚀，在待测试样3制成的容器的外部，四根导线 8捆绑于待测试样3制成的容器的外壁上，使侵蚀介质7和导线8的末端分别接触到待测 试样3形成容器的内外不同表面，被四根导线8捆绑的待测试样3的位置的容器壁厚均匀。 本实施例电阻率测量装置当待测试样制成的管式容器时，有效防止导线侵蚀，操作方便，易 于捆绑。[0044]此五种形式的在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，侵蚀介质均可为一般溶液或 渣、金属在高温下熔化而成的液态介质。[0045]上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施 例，还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术 方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要 符合用于本实用新型在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置的结构和构造原理，都属于本实 用新型的保护范围。
权利要求1.一种在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，由四电极(I )、四电极固定架和导线(8) 组成电阻率测量系统，所述四电极(I)在待测试样(3)表面上排布，使所述四电极(I)的测试端同时与待测试样(3)的表面电接触连接，所述四电极(I)被固定在所述四电极固定架上，四电极固定架为绝缘材料制成，所述四电极(I)分别通过四根所述导线(8)接入外接电源，所述四电极(I)中外侧两个电极通入电流，内侧两个电极测量电压，四根所述导线(8) 彼此绝缘，其特征在于:侵蚀介质(7 )被盛放在一个容器(6 )内，或者将待测试样(3 )制成容器来盛放侵蚀介质(7)，使待测试样(3)的部分表面与侵蚀介质(7)直接接触，且待测试样(3)另有其他部分表面与所述四电极(I)的测试端电接触连接，保持所述电阻率测量系统与侵蚀介质(7)隔离，使与侵蚀介质(7)接触的待测试样(3)那部分表面经受侵蚀介质(7)侵蚀，从而使待测试样(3)处于被液态侵蚀状态下进行电阻率测量。
2.根据权利要求1所述的在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，其特征在于:将待测试样(3 )至少一个表面浸入所述容器(6 )内的侵蚀介质(7 )中进行侵蚀，侵蚀介质(7 )不侵蚀所述容器(6 )，所述容器(6 )带有容器盖(4 )，在所述容器盖(4 )和所述容器(6 )上缘之间形成溢流口(5)，待测试样(3)为条形块状或条形板状，所述容器盖(4)中心设有镂空的条形卡口，待测试样(3)安装在条形卡口内，所述溢流口(5)位置高于待测试样(3)下表面并低于待测试样(3)上表面，保持侵蚀介质(7)达到溢出边界状态，使侵蚀介质(7)完全充满所述容器(6)内腔，由于侵蚀介质(7)和所述四电极(I)的测试端分别接触到待测试样(3) 的不同表面，使待测试样(3)下表面经受侵蚀介质(7)侵蚀，采用四电极固定板(2)作为所述四电极固定架，所述四电极固定板(2)覆盖于待测试样(3)上部，所述四电极(I)的测试端同时与待测试样(3)的上表面电连接接触。
3.根据权利要求2所述的在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，其特征在于:所述容器(6)及其容器盖(4)由石墨或陶瓷制得。
4.根据权利要求1所述的在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，其特征在于:待测试样(3 )为条形块状或条形板状，侵蚀介质(7 )不侵蚀所述容器(6 )，所述容器(6 )底部设有卡槽状开口，待测试样(3 )被安装在卡槽状开口内，待测试样(3 )和卡槽状开口之间密封连接，形成所述容器(6)的底部一体封装构造，由于侵蚀介质(7)和所述四电极(I)的测试端分别接触到待测试样(3)的不同表面，使待测试样(3)上表面经受侵蚀介质(7)侵蚀，采用四电极固定板(2)作为所述四电极固定架，所述四电极固定板(2)设置于待测试样(3)下部，所述四电极(I)的测试端同时与待测试样(3)的下表面电连接接触。
5.根据权利要求4所述的在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，其特征在于:所述容器(6)由石墨或陶瓷制得，待测试样(3)和所述容器(6)底部的卡槽状开口之间间隙用高温水泥或溶胶密封。
6.根据权利要求1所述的在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，其特征在于:待测试样(3)为条形块状或条形板状，设置于所述导线(8)外部的保护结构防止侵蚀介质(7)侵蚀所述电阻率测量系统，且侵蚀介质(7)不侵蚀四电极固定架，所述四电极固定架一端与待测试样(3)固定连接，通过操作所述四电极固定架的另一端，使待测试样(3)全部浸入侵蚀介质(7 )中，所述导线(8 )的末端引出形成所述四电极(I)，由于侵蚀介质(7 )和所述导线(8 ) 的末端分别接触到待测试样(3)的不同位置处的表面，使与侵蚀介质(7)直接接触的待测试样(3)的浸湿表面经受侵蚀介质(7)侵蚀。
7.根据权利要求6所述的在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，其特征在于:所述导线(8)外部的保护结构由中空套管(9)和保护套管(10)构成，所述四电极固定架整体由三段中空套管(9)形成倒“Y”形外部构造，所述导线(8)内置于所述四电极固定架的三段中空套管(9)中，其中两段分支的中空套管(9)开口端与保护套管(10)密封连接，四根所述导线(8)首先同时从其中一段长的中空套管(9)中穿过，然后以每两根所述导线(8)为一组从另外两段分支的中空套管(9)中分别穿过，使所述导线(8)的末端位于所述保护套管(10)中， 所述保护套管(10)和待测试样(3)之间密封，保护所述导线(8)与侵蚀介质(7)相互隔离。
8.根据权利要求7所述的在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，其特征在于:所述中空套管(9)和所述保护套管(10)之间和所述保护套管(10)和待测试样(3)之间的间隙皆用高温水泥或溶胶密封。
9.根据权利要求1所述的在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，其特征在于:当将待测试样(3)制成容器来盛放侵蚀介质(7)时，由于侵蚀介质(7)和所述四电极(I)的测试端分别接触到待测试样(3)形成容器的内外不同表面，使待测试样(3)制成的容器的内部被侵蚀介质(7)侵蚀，在待测试样(3)制成的容器的外部，所述四电极(I)和所述四电极固定板(2)安装后，进行电阻率测量。
10.根据权利要求1所述的在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，其特征在于:当将待测试样(3)制成管式容器来盛放侵蚀介质(7)时，待测试样(3)制成的容器的内部被侵蚀介质(7)侵蚀，在待测试样(3)制成的容器的外部，四根所述导线(8)捆绑于待测试样(3)制成的容器的外壁上，使侵蚀介质(7)和所述导线(8)的末端分别接触到待测试样(3)形成容器的内外不同表面，被四根所述导线( 8)捆绑的待测试样(3)的位置的容器壁厚均匀。
专利摘要本实用新型公开了一种在侵蚀状态下材料电阻率的测量装置，由四电极、四电极固定架和导线组成电阻率测量系统，侵蚀介质被盛放在一个容器内，或者将待测试样制成容器来盛放侵蚀介质，使待测试样的部分表面与侵蚀介质直接接触，且待测试样另有其他部分表面与四电极的测试端电接触连接，保持电阻率测量系统与侵蚀介质隔离，使与侵蚀介质接触的待测试样那部分表面经受侵蚀介质侵蚀，从而使待测试样处于被液态侵蚀状态下进行电阻率测量。本实用新型电阻率测量装置有效地解决了高温或超高温介质侵蚀下的电阻率测量问题，为在熔渣、钢液等介质侵蚀状态下的材料导电和稳定情况提供科学的评价依据，为测量材料腐蚀提供了简捷的技术路径。
文档编号G01R27/02GK203164297SQ20132010359
公开日2013年8月28日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者唐磊, 郭艳玲, 张捷宇, 曾涛, 王耀杰, 吴广新, 王磊, 殷天, 赵坚 申请人:上海大学