Application of oxygen sensors in industrial glass melting tanks

摘要

Es wird über eine vergleichende Untersuchung von elektrochemischen Sauerstoffsensoren mit Zirkondioxid-Festelektrolyten für Glasschmelzen, die von den Schott Glaswerken und von der HVG entwickelt wurden, berichtet. Trotz ihrer unterschiedlichen Konstruktion ergaben die verschiedenen Sensoren, die in einem Feeder einer Grünglaswanne eingesetzt wurden, geringfügig unterschiedliche, aber reproduzierbare Ergebnisse. Für die Zirkondioxid-Elektroden ergab sich eine Lebenszeit von über einem Jahr bei 1200℃. Ihre in ausgedehnten Meßzeiten direkt verglichenen Potentiale stimmen innerhalb von 3 mV überein. Der Grund für Potentialdifferenzen der Platin-Meßelektroden waren Temperaturgradienten. Neu installierte Platin-Elektroden zeigen eine „Induktionsperiode", die durch die Equilibrierung von anhängender Oberflächenschmelze und Schmelze am Meßort durch Konvektion und Diffusion verursacht wird. Unerwartete, plötzliche Sauerstoffinhomogenitäten der Schmelzen wurden entdeckt und ihre Ursache aufgeklärt.%A comparative study of electrochemical oxygen sensors for glass melts employing zirconia solid electrolytes developed by Schott Glaswerke and by the HVG is reported. The sensors applied in a feeder channel of a melting tank producing green glass yielded slightly different but reproducible results despite different constructions. The zirconia reference electrodes achieved more than one year active lifetime at 1200℃. Their potentials directly compared over extended periods agreed within less than 3 mV. The potential differences of the platinum measuring electrodes were traced to temperature gradients. Newly installed platinum electrodes show "induction periods" caused by convectional and diffusional equilibration of adhering surface with bulk melt. Unexpected sudden oxygen inhomogeneities of the melt were detected and explained.