Устройство для определения температуры жидкого металла

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА по авт. СВ. 872981, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности и сокращения длительнос ,ти определения температуры металла, в него введены последовательно соединенные блок оценки знака ошибки прогнозирования сигнала, блок сглаживания и блок поднастройки ко ффициентов , при этом вход блока оценки знака ошибки прогнозирования сигнала подключен к второму выходу блока сравнения, a первый, второй и тий выходы блока поднастрсйки коэффициентов подключены соответственно к дополнительным входс1М блоков фильт рации, оценки производной сигнала и оценки величины сигнала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(:НИХ

РЕСПУБЛИК а9» (и»:

3(5g G 01 К 7/02 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 872981 (21) 3466800/18-10 (22) 09р07.82 (46) 23.08.83. Бюл. В 31 (72) A.Ô. Кузнецов, В.П. Авдеев, Е.Ф. Демич ев, Я.A. Гильдебрандт, A,À.Åðøîâ, Я.Г.Парпаров и A.Ã.Øåìåòîâ . (71) Сибирский ордена Трудового

Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе и

Кузнецкий ордена Левина, ордена . Октябрьской Революции, ордена Кутузова I степени, ордена Трудового

Красного. Знамени МЕталлургический комбинат им. В.И.Ленина (53} 536 ° 532(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР »» 872981 кл. G 01 К 7/02

1979 (прототип) ° (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА по авт. .св. У 872981, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и сокрашения длительности определения температуры металла, в него введены последовательно соединенные блок оценки знака ошибки прогнозирования сигнала, блок сглаживания и блок поднастройки коэффициентов, при этом вход блока оценки знака ошибки прогнозирования сигнала подключен к второмувыходу блока сравнения, а первый, второи и тре тий выходы блока поднастройки коэффициентов подключены соответственно к дополнительным входам блоков фильт-Е

Р, рации, оценки производной сигнала и оценки величины сигнала.

1037083

Устройство содержит последовательно соединенные термоэлектрический преобразователь 1, блок 2 предварительной обработки и блок 3 усреднения, выход которого подключен к третьему входу блока 4 сравнения, первый выход которого соединен с пер,вым входом регистратора 5, а второй Йыход — с блокам фильтрации б,вы40,ход которого подключен к первому вхо;. ду блока 7 оценки величины сигнала и входу блока 8 оценки производной сигнала ° Выход блока 8 подключен к второму входу блока 9 прогнозирования сигнала и первому входу блока 4 сравнения. Выход блока 9 подключен к второму входу блока 4 сравнения и второму входу блока 7 оценки величины сигнала, первый выход которого подключен к первому входу блока 9 прогнозиронания сигнала, а второй выход подключен к второму входу регистратора 5. Второй выход блока 4 сравнения подключен к входу блока 10 оценки знака ошибки прогнозирования сигнала, выход которого через блок 11 сглаживания подключен с+ к нходу блока 12 поднастройки коэффициентов. Первый выход блока 12 под настройки коэффициентов подключен, 60 к дополнительному входу блока 6 фильтрации, второй выход — к допол-, йительному входу блока 8 оценки про. изводной сигнала,а третий ныход-к дополнительному входу блока 7 оценg5 ки величины сигнала, Изобретение относится к тепловым измерениям и может быть использовано, в частности, в металлургии для контроля температуры жидкого металла посредством термоэлектрического преобразователя кратковременного погружения.

По основному авт.св. Р 872981 известно устройство для определения температуры жидкого металла,содержашее последовательно соединенные термоэлектрический преобразователь, блок предварительной обработки и блок усреднения сигнала, блок сравнения, регистратор, блок фильтрации, блок оценки величины сигнала, блок оценки производной сигнала и блок прогнозирования сигнала,пер.Вый вход которого подключен к первому выходу блока оценки величины сиг. нала, второй вход подключен к выходу блока оценки производной сигна ла и перВому входу блока сравнения, а выход соединен с вторым входом блока оценки величины сигнала и вто1 рым входом блока сравнения, первый выход которого подключен к первому входу регистратора, а второй выход через блок фильтрации подключен к входу блока оценки производной сиг нал и первому входу блока-оценки величины сигнала, второй выход которого соединен с вторым входом регистратора, причем выход блока усреднения сигнала подключен к третьему входу блока сравнения.

Б этом устройстве определение температуры жидкого металла осуществляется путем снятия и замеров в течение определенного интервала времени с последуюшей обработкой сигналов замеров, при которой путем оценки производной сигналов устанавливается наличие стационарного участка на температурной кривой, а окончательный результат измерения формируется путем обработки сигналов замеров, сделанных на этом участке, и сравнения с оценкой температуры для этого участка 1 .

Недостатком устройства является низкая точность определения температуры, связанная с тем, что оно не позволяет получать достоверные оценки температуры на тех замерах,где стационарный участок температурной кривой имеет небольшую длительность.

Наличие таких участков объясняется, апример, Повышенной инерционностью отдельных экземпляров термоэлектрйче ких преобразователей, замедленным погружением термопреобраэователя в металл и малым временем пребывания там быстрым сгоранием термопреобраэователей разового пользования. Вследствие того что оценка величины сигнала формируется с учетом оценки про иэводной сигнала, которая обладает инерцией при переходе с участка про-, грева термоэлектрического преобразователя к стационарному участку,н ходе всего замера наблюдается затянутый переходной процесс оценки сигнала относительно действительного значения, Наличие такого переходного процесса увеличивает длительность всего замера температуры.

Целью изобретения является повы10 шение точности и сокрашение длительности определения температуры металла. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определе15 ния температуры жидкого металла нведены последовательно соединенные блок оценки знака ошибки прогнозирования сигнала, блок сглаживания и блок поднастройки коэффициентон,при этом вход блока оценки знакг ошибки прогнозирования сигнала подключен к второму выходу блока сравнения, а первый, второй и третий выходы блока поднастройки коэффициентов подключены соответственно к дополнительным входам блокон фильтрации, оценки производной сигнала и оценки величины сигнала.

На чертеже приведена блок-схема .устройства.

1037083 выполненного в виде детектора знака равный +1 нли -1, в зависимости:от ,знака сигнала Ии3, поступает в блок ll, где осуществляется его преобразование типа экспоненциального сглаживания с настраиваемым коэффициентомс(из диапазона /0,05«-0 75/c .! ° 9 ™1= S>t."-11+ 51ЦИ 9 3-5 Гм-М (6)

Сигнал с выхода блока 11 сглажива-! ния поступает на вход блока 12 поднастройки коэффициентов, где рассчи.тываются иj с(«t q g u d Еи3 по выражениям

ЬСИ3= О + C S< и );

d. Ü «И «-С, „ ИЗ); с4. 1.И 3 4.И «-С4 Ь ).фи) }

Ъ. (7) где, g«è J — базовые значения настроек (постоянные коэффи ци ен ты); ( и С(— настраиваемые коэффициенты из диапазона (2,0т4р0).

Значение и )поступает на дополнительный вход настройки блока 6 фильтрации. Значение41 и3поступает на дополнительный вход настройки блока 7 величины сигнала, а значением ?М поступает на дополнительный вход настройки блока 8 оценки производной сигнала.

Искомое значение температуры принимается равным оценке сигнала С, и) при условии, что оценка производной сигнала С И меньше или равна установленному порогу на заданном числе 2 временных тактов отсчета сигнала, т.е. выполняется условие

lC СИ-kj у, . )(=O,1,q,..(Å 1) (8)

Сравнение текущей оценки произ — водной с уставкой выполняется в блоке сравнения, с выхода которого в

"определенный момент, соответствующий выполнению условия (8), подает-ся сигнал в регистратор на выдачу результата., Наличие в устройстве новых элементов — блока оценки знака ошибки прог,нозирования сигнала, блока сглаживания и блока поднастройки коэффициентов — позволяет обеспечить опре.:деление температуры на сравнительно коротких стационарных участках температурной кривой и тем самым повысйть точйбсть определения температуры жидкого металла, а также ускорить процесс определения темЦературы жидкого металла.

2 Ти аж 873 Подпйсное

Устройство работает следующим образом.

Сигнал термоэлектрического преобразователя 1 преобразуется в блоке 2 предварительной обработки в дискретный сигнал ) )3, j =1,2,... c 5 шагом квантования времени(fj и поступает в блок 3 усреднения сигнала, где производится обычное усреднение его, а также запоминание полученных оценок. дискретный сигнал Ü3 и= 10

=1,2,... с шагом квантования времени дй=йи-t 1, дИ» <(, сформированный! на выходе блока 3 усреднения, поступает на третий вход блока 4 сравне-: ния. На второй вход этого же блока подается прогнозируемое значение и сигнала И, определяемое в блоке 9 прогнозированиФ с- гнала по уравнению И =С„ И-«3+Д„С И-< l, 20

1 (1) где С ГИ-«3- оценка сигнала, определяемая в блоке. оценки вели-; чины сигнала на преды .дущем шаге;

ЯИ-1)- оценка производной сигна- 25 ла, определяемая в блоке « ..оценки производной сигна ла на предыдущем шаге.

Выходной сигнал с второго выхода блока 4 сравнения 30

L ELn3=37. - 7N3. (2) поступает в блок 6 фильтрации, где реализуется следующая функция

А / щ3; еьa1 5t a;

Е СЕСИН}= ЬЗ;з реМ; )ЕЬ3ррГИД, (3) где qgyp — некоторый параметр,определяющий свойство защи, ценности от влияния грубых измерений, который 40 рассчитывается в каждом и такте в блоках 10-12 (в известном устройстве величина РЕИ 3 постоян-. на для всех тактов измерения).

Определение величины С« и3в блоке

7 оценки величины сигнала производится по выражению С Tpg=C„K -«Ç+ä CäÒè- 3«(1СИИз((Си1), 50 а величины С Ь3в блоке 8 оценки производйой сигнала — по выражению . !

Сдан)=C<64 3+kg. Си 3 Ч>8И t>3), (5) где коэффициентыс(„ГиЛи (ГиЗподнастраиваются в каждом и-м такте в тех же блоках 10-12, что и ГАЗ °

Для осуществления поднастройки 60 коэффициентов (.«Ги1,Ы (И3и АЗИЗ в блок 10 оценки знака ошибки прогнозирования сигнала поступает со второВНИИПИ Заказ 5992 4 илиал ППП Патент го выхода блока 4 сравнения величина ошибки прогнозирования сигнала 1ГИ3Сйгнал Я1дп У(я,)с выхода блока 10,