Устройство для определения веса расходуемого электрода электротермической установки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

МЮа010 9 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВ / (21) 3531466/18-10 (22) 31.12.82 (46) 23.01 ° 84. Бюл. 9 3 (72 ) B. П. Рубцов.и T. Ю. Деревенко (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 681. 268 (088.8 ) (56) 1. Патент ФРГ М 115739, кл. 21 а 13/13, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 794387, кл. 8 01 G 9/00, 1979 (прототип).. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЕСА PACXOQVEMDIQ ЭЛЕКТРОДА. ЭЛЕКТРО"

ТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ, содержащее электродвигатель перемещения электрода, связанный через датчык тока с выходом преобразователя, регистриру-, ющий прибор, ключ, формирователь импульсов управления и генератор осциллирующих колебаний, подключенный выходом к входам преобразователя и формирователя импульсов управления, соединенного первым выходом с управляющим входом ключа, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности эа счет обеспечения постоянных условий проведения последовательных измерительных операций, оно снабжено счетчиком, соеди„.SU„„1068724 A ненным входом установки нуля с вторым выходом формирователя импульсов управления, преобразователем напряжение-частота, вход которого соединен с выходом датчика тока, а его наход через ключ соединен со счетным входом счетчика, поразрядные выходы которого соединены с соответствующими входами регистрирующего прибора, при этом формирователь импульсов управления содержит .счетчик тактовых импульсов, три дешифратора, первый и второй R-S триггеры,,выходы которых соединены соответственно с первым и. вторьи .выходами формирователя импульсов управления, и дополнительный ключ, управляющий вход которого Е соединен с входом формирователя импульсов управления, генератор тактовых импульсов, выход которого через

:дополнительный ключ связ.ан со счетным входом счетчика тактовых импульсов, поразрядные выходы которого Я соединены с входами трех дешифраторов, выход одного из которых соединен с входом S первого триггера, вход R которого соединен с .выходом второго дешифратора и входом s Второго триггера, вход и которого соединен с.выходом третьего дешифратора.

1068724

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения веса расходуемого электрода в электротермических установках.

Известно устройство для опреде- 5 ления веса расходуемого электрода, содержащее тензометрический датчик, установленный на подвижной части электродной установки и подключенный к преобразовательно-усилительному узлу, связанному с регистрирующим прибором 1 3.

Недостатком устройства является сложность конструкции, обусловленная трудоемкостью встраивания специаль15 ного датчика в подвижную часть установки, а также трудностью выделения сигнала, пропорционального весу электрода из-за влияния силового тока печи, протекающего по конструктивным элементам датчика, динамических усилий, обусловленных работой привода перемещения электрода.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения вЕса расходуемо- 25 го электрода электротермической установки, содержащее электродвигатель перемещения электрода, связанный через датчик тока с выходом преобразователя, регистрирующий прибор и гене- 30 ратор осциллирующих колебаний, подключенный выходом ко входам преобразователя и формирователя импульсов управления, соединенного выходом с управляющим входом ключа (2 ).

Недостатком известного устройства является ограниченная точность измерения веса расходуемого электрода, что связано с изменением момента сопротивления трения при реверсе двигателя. Кроме того, на точность измерения оказывает влияние изменяющийся во времени по случайному закону ток . возбуждения двигателя.

Цель изобретения — повышение точности за счет обеспечения постоян45 ных условий проведения последовательных измерительных операций.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения веса расходуемого электрода электротермической установки, содержащее электродвигатель перемещения электрода, свяданный через датчик тока с выходом преобразователя, РегистРиРУющий прибор, ключ, формирователь импульсов управления и генератор осциллирующих колебаний, подключенный выходом к входам преобразователя и формирова- . теля импульсов управления, соединенного первым выходом с управляющим 60 входом ключа, снабжено счетчиком, соединенным входом установки нуля с вторым выходом формирователя импульсов управления, преобразователем напряжение частота, вход которого соединен с выходом датчика тока, а его выход через ключ соединен со счетным входом счетчика, поразрядные выходы которого соединены с соответствующими входами регистрирующего прибора, при этом формирователь импульсов управления содержит счетчик тактовых импульсов, три дешифратора, первый и второй R-S триггеры, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя импульсов управления, и дополнительный ключ, управляющий вход которого соединен с входом формирователя импульсов управления, генератор тактовых импульсов, выход которого через дополнительный ключ связан со счетным входом счетчика тактовых импульсов, поразрядные выходы которого соединены с,входами трех дешифраторов, выход одного из. которых соединен с входом S первого триггера,,вход R которого соединен с выходом второго дешифратора и входом S второго триггера, вход R которого соединен с выходом третьего дешифратора.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграмма, поясняющие работу устройства.

Устройство для определения веса расходуемого электрода электротермической установки содержит камеру 1, в которой перемещается расходуемый электрод 2, источник 3 питания, электродвигатель 4 перемещения электрода и преобразователь 5, снабженный датчиком 6 тока. Генератор 7 осциллирующих колебаний подключен к входам преобразователя 5 и формирователя 8 импульсов. Преобразователь 9 напряжение-частота соединен входом с выходом датчика 6 тока, а выходом через ключ 10 — со счетным входом счет-. чика 11, который своими поразрядными выходами связан с Регистрирующим прибором (не показан).

Формирователь 8 импульсов управления содержит генератор 12 тактовых импульсов, соединенный через дополнительный ключ 13 со счетным входси ° второго счетчика 14, выходы которого годключены к входам дешифраторов

15-17, связанных с входами R-S триггеров 18 и 19, выходы которых подключены соответственно к управляющему входу основного ключа 10 и к входам установки нуля первого счетчика 11.

Обмотка 20 возбуждения электродвигателя 4 подключена к выходу стабилизатора 21 тока.

Устройство работает следующим .образом.

Генератор 7 вырабатывает знакопеременный сигнал V (фиг. 2). поступающий на вход преобразователя 5, обеспечивающий измерительна-ревер1068724 сивное перемещение вала двигателя 4 и механически связанного с ним электрода 2.

На фиг. 2 приведены диаграмгы тока двигателя и скорости двигателя иг при- выполнении реверсивного изме- 5 рительного перемещения (величина измерительного перемещения принимается много меньшей длины межэлектродного промежутка, чтобы не вносить возмущений в работу установки). Частота импульсов U на выхбде преобразователя 9 напряжение-частота пропорциональна току якоря двигателя 4, т. е.

:4 .".и " где — коэффициент передачи преи обраэователя аналог-частота.

Одновременно генератор 7 подае г командный сигнал, включающий в работу формирователь 8. импульсов. Этот сиг- нал поступает на управляющий вход 20 ключа 13, разрешая его работу. При этом генератор 12 тактовых импульсов подключается к счетному входу второго счетчика 14, который заполняется с частотой f>. Дешифраторы 15-17 вы- 25 рабатывают сйгналы соответствующие определенным числам, записанным-в счетчике, обеспечивая тем саг4ым включение с соответствующими временными интервалами R-S триггер,ов 18 и gp

19. На выходах триггеров 18 и 19 .вырабатываются импульсы U U (фиг. 2),управляющие работой основного ключа 10 и первого счетчика 11.

Сигнал .U<, вырабатываегый на первом выходе формирователя 8 импульсов на выходе триггера 18, осуществляет сброс в нуль измерительного счетчика

11, а сигнал U со второго выхода формирователя 8 (выход триггера 19) открывает ключ 10 на время t+, разрешая тем самым паступление импульсов с выхода преобразователя 9 напряжение-частота на счетный вход счетчика

11. Указанный процесс измерения происходит на первой полуволне напряже- 45 ния U и, вырабатываемого генератором осциллирующих колебаний, соответствующей подъему электрода 2 {фиг. 2).

Временной сдвиг сигнала U2 отно.сительно сигнала пг, вырабатываемого 5Q генератором 7, вводится для исключения из процесса измерения пусковоГо тока, величина которого не зависит от веса электрода, и выбирается больше времени разгона двигателя 4. За время tz = const действия сигнала (выбирается исходя из точности измерения ) в счетчик 11 записывается число . 1„, пропорциональное весу электрода ; и равное и и и и Э

Момент, развиваемый двигателем Э и тр 65 где k — коэффициент, учитывающий неизменные параметры двигателя;

G -- вес неизменяющейся части механизма перемещения (электрододержатель и т.д.)

0 — вес электрода;

-- коэффициент передачи механизма перемещения;

N -- момент сопротивления трения.

При неизменных значениях в процессе измерения Пи, d 6, М . (что всегда выполняется) ток якоря i пропорционален весу электрода 0 . Таким образом, на выходах счетчика 11 в каждом цикле измерения записывается число N„;, пропорциональное текущему значейию веса расходуемого электрода, которое поступает на регистрирующий прибор.

Использование преобразователя 9 напряжение-частота и первого счетчика 11 для;:измерения величины тока двигателя 4 обеспечивает повышение точности за счет усреднения измеряемой величины. íà интервале t . Необ-ходимость этого и обстоятельства условий проведения последовательных измерительных операций вызваны тем, что ток i якоря двигателя 4,,вырабатываемый преобразователем 5 (обычно тиристорным), включает в себя большую переменную составляющую, которая не содержит полезной информации, поскольку измеряемой величиной является среднее значение тока якоря.

Формирование импульсов управления ключем 10 и счетчиком 11 производится R-S триггерами 18 и 19, управляемыми дешифраторами 15-17. Момент времени, соответствующий началу измерения, устанавливается дешифратором 16, сигнал с выхода которого поступает на вход 8 триггера 18 и на вход R триггера 19. Триггер 18 переключается при этом в состояние, соответствующее единичному уровню выходного сигнала, разрешающего работу первого счетчика 11. Одновременно триггер 19 переключается в состояние. также соответствующее единичному уровню выходного- сигнала, что открывает ключ 10. В этом состоянии схемы происходит измерение среднего значения тока i якоря .двигателя 4.

Процесс измерения заканчивается через время t„, когда на выходе дешифратора 17 сформирован сигнал, переключающий триггер 19 в исходное состояние, вызывающее запирание основного ключа 10. На этом процесс измерения заканчивается.

Описанный процесс измерения тока якоря периодически повторяется е частотой, определяемой генератором осциллирующих колебаний и устанавливаемой в зависимости от скорости

10б8724 изменения веса расходуемого электрода (скорости его плавления) .

Пропорциональность между моментом нагрузки на валу двигателя и, следовательно; весом электрода достигается только IlpH постоянстве тока возбуждения двигателя, что обеспечивается введением в схему стабилизатора 21 тока. Это устраняет влияние колебания напряжения и температуры на точность измерения.

В предлагаемом устройстве в каждом цикле производится, только одна

l измерительная операция, которая производится при подъеме электрода, что обеспечивает постоянство условий проведения последовательных измерительных операций и повышает точность .

Такое выполнение устройства позволяетссократить число измерительных. операций до одной, что повышает точ10 ность измерения не менее, чем в

2 раза.

1068724

Составитель. A. Ерошкин

Редактор О. Бугир Техред И,Метелева Корректор A. Тяско.Тираж 614 ПодписнОе

ВНИИПИ Росударственного Комитета СССР по делам изобретений- и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Закаэ 11447/34

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4