Способ обнаружения поступления струи жидкого металла и устройство для его осуществления (варианты)

 

Изобретение относится к металлургии и предназначено для обнаружения поступления струи жидкого металла из металлургической емкости. Изобретение основано на обнаружении светящихся объектов. В соответствии с этим формируется изображение посредством одного источника света некоторой зоны, заключенной между двумя плоскостями. Затем формируется изображение светящегося объекта. Далее световой поток этого изображения преобразуется в электрическую величину, которая передается во внешние цепи в качестве функциональной информации. Устройство содержит оптическую систему обнаружения света, содержащую объектив с регулируемым фокусным расстоянием, фотоэлектрический преобразователь, преобразователь, компаратор, буферный каскад, блок питания и источник света. 3 с. и 12 з.п.ф-лы, 6 ил.

Предлагаемое изобретение относится к способу обнаружения поступления струи металла, изливающегося из отверстия для выпуска расплавленного металла, например, из ковша или литейного желоба.

Изобретение касается, в частности, способа обнаружения источника света, возникающего в результате появления струи жидкого металла.

Изобретение касается также устройства, позволяющего практически реализовать способ обнаружения прохождения светящегося объекта типа струи жидкого металла.

Используемые в настоящее время устройства контроля уровня жидкого металла, излучающего инфракрасные лучи, то есть светящегося объекта, содержат стандартный фотоэлемент, снабженный специальными кожухами, ограничивающими чувствительную зону (см., например, французский патент FR-A-2286373).

Возможности таких устройств ограничены обнаружением жидкого металла, содержащегося в данной емкости. Действительно, изобретение формируется при помощи окна удлиненной формы, выполненного в кожухе и направленного на некоторую зону свободной поверхности ванны металла. Таким образом, при помощи подобного устройства выявляются вертикальные перемещения всей поверхности ванны. Данное устройство не в состоянии систематически обнаруживать поступление струи жидкого металла, поскольку в данном случае металл поступает не по всей плоской поверхности или даже не по прямой линии, как это происходит в случае повышения уровня жидкого металла в ковше.

Кроме того, чувствительный элемент указанных известных устройств является традиционным и датчик вместе с кожухом, в котором выполнено окно, устроен таким образом, что часть эффективной поверхности чувствительного элемента затенена, что влечет за собой потери в коэффициенте использования чувствительного элемента.

Следует также отметить, что в известных устройствах не предусматривается возможность их пространственной ориентации в направлении контролируемой зоны, где предполагается прохождение светящегося объекта, что позволило бы создать предварительно отрегулированное изображение упомянутой выше зоны.

Из патента DE-A-3129217 известна система выявления конца струи жидкого металла, позволяющая: 1) Сформировать оптическое изображение контролируемой зоны на фотоэлектрическом преобразователе, причем упомянутая зона располагается ниже уровня запаса жидкого металла и ограничивается четырьмя плоскостями, углы между которыми таковы, что контролируемая зона изображения образует прямоугольник.

2) Преобразовать световой поток, исходящий от металла с момента его появления в контролируемой зоне, заключенной между упомянутыми выше плоскостями, в электрический сигнал.

3) Передать для последующей обработки этот электрический сигнал, представляющий собой функциональную информацию.

Данное известное устройство характеризуется определенными ограничениями, поскольку оно было разработано для обнаружения шлаков в конце разливки расплавленного металла. Таким образом, местоположение струи жидкого металла известно, поскольку эта струя падает вертикально вниз под ковш. Это обстоятельство не ставит проблем специального определения размеров и формы контролируемой зоны. Если в данном случае эта форма является прямоугольной, то это связано с использованием ленточной камеры, а не с координатами местоположения струи жидкого металла.

Напротив, предлагаемое изобретение дает возможность обнаружить первую каплю жидкого металла, выходящего из выпускного отверстия. Отверстия для выпуска жидкого металла или носки ковшей обычно имеют большую ширину, вследствие чего точное местоположение появления падения жидкого металла заранее не известно.

В этих условиях для обнаружения появления жидкого металла на выходе выпускного отверстия необходимо контролировать зону, размеры и геометрия которой охватывают все возможные точки падения разливаемого металла.

Представляется не важным обнаружение прихода металла при температуре, превышающей температуру его плавления.

В основу предлагаемого изобретения положена задача устранить отмеченные недостатки и обеспечить непосредственное обнаружение прохождения светящегося объекта.

Поставленная задача решается тем, что в заявленном способе: 1) Формируют реальное изображение посредством некоторого источника света. Указанное реальное изображение дает возможность осуществить фазу установления и регулировки, которая располагается на три следующих этапа: ориентация устройства обнаружения в пространстве; регулировка увеличения, настройка оптической системы.

Упомянутое реальное изображение материализует зону, заключенную между двумя секущими плоскостями, образующими между собой острый угол, причем плоскость, рассекающая указанный острый угол на две равные части, или биссекторная плоскость двугранного угла существенно перпендикулярна направлению прохождения контролируемого светящегося объекта, а двумя другими плоскостями, существенно параллельными направлению прохождения упомянутого светящегося объекта, причем угол, образованный указанными двумя плоскостями превышает по величине угол, образованный двумя упомянутыми выше первыми плоскостями, упомянутая материализованная зона изображения имеет строго прямоугольную форму, причем согласно изобретению длина контролируемой зоны превышает ширину отверстия для выпуска жидкого металла или ширину носка ковша.

2) Формируют изображение светящегося объекта при его появлении в пространстве, заключенном между двумя упомянутыми выше секущими плоскостями.

3) Преобразуют в электрический сигнал световой поток изображения с момента появления светящегося объекта в зоне, заключенной между упомянутыми выше плоскостями.

4) Передают для последующей обработки упомянутый электрический сигнал, несущий функциональную информацию.

В соответствии с другими характеристиками предлагаемого изобретения осуществляется преобразование светового потока в электрический ток, который затем усиливают перед его передачей для последующей обработки и использования.

Объектом предлагаемого изобретения является также устройство, позволяющее практически осуществить описанный выше способ. Данное устройство содержит смонтированную в корпусе, в частности, оптическую систему обнаружения света, которая имеет в своем составе объектив с регулируемым фокусным расстоянием и электронный преобразователь, смонтированный на плате и электрически связанный с фотоэлектрическим преобразователем. Указанный электронный преобразователь соединен с компаратором, который в свою очередь соединен с буферным каскадом.

В состав электронного преобразователя входит генератор пропорционального тока, а компаратор и буферный каскад подключены к цепи питания.

Фотоэлектрический преобразователь имеет форму используемой в данном случае зоны изображения контролируемого светящегося объекта. Указанная зона контроля выбирается по длине в зависимости от ширины наблюдаемого участка пространства. Генератор тока позволяет обеспечить непрерывную передачу функциональной информации, точнее говоря, информации, пропорциональной величине тока, выдаваемого упомянутым выше фотоэлектрическим преобразователем.

Предлагаемое устройство содержит также источник света, причем упомянутая выше электронная плата располагается в пространстве между зоной обнаружения прохождения светящегося объекта и упомянутым источником света, причем в указанной электронной плате выполнено по меньшей мере одно отверстие прямоугольной формы, и взаимодействует с фотоэлектрическим преобразователем, а упомянутое прямоугольное отверстие в электронной плате выполнено таким образом, чтобы сквозь него проходили лучи упомянутого выше источника света с тем, чтобы материализовать зону обнаружения, причем лучи от источника света после прохождения через упомянутое отверстие в плате проходят через ту же самую оптическую систему устройства, что и световой поток от контролируемого светящегося объекта.

В соответствии с другими характеристиками устройства в соответствии с предлагаемым изобретением: проходимое лучами от источника света отверстие примыкает к фотоэлектрическому преобразователю; тепловое предохранительное средство связано с упомянутым источником света; указанное тепловое предохранительное устройство образовано датчиком преобразования температуры в электрический сигнал, средством, выдающим опорную пороговую величину электрического сигнала, пороговым компаратором, буферным каскадом и реле; датчик преобразования температуры в электрический сигнал и средство, выдающее опорную пороговую величину указанного электрического сигнала, связаны каждое с входом компаратора;
реле связано с выходом буферного каскада, который в свою очередь связан с выходом компаратора порогового типа и с упомянутым источником света;
полая крышка, в который размещается упомянутый источник света, представляет собой средство охлаждения, снабженное, в частности, охлаждающими ребрами;
упомянутый источник света образован галогенной лампой и тепловым фильтром таким образом, чтобы передавать во внешнее пространство только холодный свет.

На фиг. 1 изображена схема расположения оборудования при реализации обнаружения жидкого металла, выливаемого струей через носок ковша; на фиг. 2 - плоскости, ограничивающие контролируемую зону в соответствии с предлагаемым изобретением; на фиг. 3 - схема расположения компонентов, собранных на электронной плате; на фиг. 4 - вид в разрезе одного из вариантов практической реализации устройства в соответствии с предлагаемым изобретением; на фиг. 5 - вид в разрезе устройства в соответствии с предлагаемым изобретением, которое может быть ориентировано в пространстве в зависимости от расположения контролируемой зоны; на фиг. 6 - схема другого варианта расположения компонентов, собранных на электронной плате, соответствующего устройству, показанному на фиг. 5.

На приведенных в приложении к данному описанию фигурах идентичные элементы обозначены одними и теми же позициями. Так, например, позиция 1 обозначает электронную плату, а контролируемая устройством зона пространства обозначена позицией 10.

Установка, представленная на фиг. 1, демонстрирует контролируемую зону 10 на конце оптической оси 11, продолжающей ось детектора 20, удерживаемого кронштейном 21.

Контролируемая зона 10 прямоугольной формы, вытянутая в горизонтальном направлении, располагается на уровне ковша 30 для разлива жидкого металла над горловиной 40 литейного желоба 50 и под отверстием для выпуска жидкого металла 60 ковша 30.

Контролируемая зона 10 ограничена плоскостями 12, 13, 14 и 15, показанными схематически на фиг. 2. Эти плоскости имеют общую точку взаимного пересечения 16, располагающуюся на оптической оси 11, в частности, в оптическом центре объектива.

Две из указанных плоскостей 12 и 13 являются секущими и близки к горизонтальному положению, тогда как две другие плоскости являются вертикальными. Упомянутая выше ось 11 представляет собой ось симметрии этих плоскостей, причем указанная ось располагается перпендикулярно по отношению к направлению движения выливаемой из ковша струи жидкого металла.

Начиная от контролируемой зоны и за точкой взаимного пересечения поверхностей 12, 13, 14 и 15, формируется плоскость изображения 17, отображающая контролируемую зону 10. Плоскость изображения 17 представлена после блока оптической регулировки системы на поверхности фотоэлектрического преобразователя 3, в качестве которого обычно используется фотодиод, показанный на фиг. 3.

Фотодиод 3 преобразует энергию светового потока, полученного от контролируемой зоны, в электрический ток. Электрически фотодиод подключен к преобразователю 2, присоединенному к компаратору 5, который в свою очередь подключен к буферному каскаду 6 устройства. Схема электрического питания 7 подключена к компаратору 5, к буферному каскаду 6 и к преобразователю 2. Предохранительный диод 4 подключен параллельно фотоэлектрическому преобразователю 3, но во встречном направлении.

Электронные компоненты предлагаемого устройства связаны между собой эквипотенциальными соединениями (клеммами, контактами, линиями), обозначенными позициями от 0' до 20', среди которых эквипотенциальное соединение 0' представляет собой соединение с массой, эквипотенциальное соединение 1' представляет собой регулируемое питание положительным полюсом источника питания, а позицией 19' обозначен нерегулируемый вход электрического питания от положительного полюса.

Преобразователь 2 содержит три резистора R1, R2 и R3, три конденсатора C1, C2 и C3, операционный усилитель IC1 и потенциометр P₂.

Резистор R1 включен между двумя эквипотенциальными соединениями 2' и 1'. Резистор R2 присоединен к эквипотенциальным соединениям 0' и 4'. Резистор R3 подключен к эквипотенциальным соединениям 5' и 6'. Конденсатор C2 подключен к эквипотенциальным соединениям 0' и 4' с положительной стороны. Конденсатор C1 подключен к эквипотенциальным соединениям 4' и 1' с положительной стороны. Конденсатор C3 подключен к эквипотенциальным соединениям 5' и 6'. Потенциометр P2 подключен к эквипотенциальным соединениям 4' и 2'. Упомянутый потенциометр P2 соединен также с эквипотенциальным соединением 3', которая подходит к его движку.

Операционный усилитель IC1 содержит неинвертирующий вход, подключенный к эквипотенциальному соединению 4', инвертирующий вход, подключенный к эквипотенциальному соединению 5' и выход, подключенный к эквипотенциальному соединению 6'.

Такая структура преобразователя 2 позволяет минимизировать темновой ток фотодиода 3. Анод A3 упомянутого выше диода фотоэлектрического преобразования 3 и катод К4 диода 4 связаны между собой эквипотенциальным соединением 4'.

Катод К3 фотодиода 3 и анод A4 диода 4 связаны между собой эквипотенциальным соединением 5'.

Компаратор 5 содержит два резистора R4 и R5, конденсатор C4 и операционный усилитель IC2.

Резистор R4 подключен к эквипотенциальным соединениям 3' и 7'. Резистор R5 подключен к эквипотенциальным соединениям 7' и 8'. Конденсатор C4 подключен к эквипотенциальным соединениям 0' и 3' положительной обкладкой.

Операционный усилитель IC2 подключен к эквипотенциальным соединениям 6', 7' и 8' соответственно своим инвертирующим входом, своим неинвертирующим входом и своим выходом.

Компаратор 5 осуществляет сравнение выходного напряжения преобразователя 2 с опорным напряжением, определяемым при помощи потенциометра P2.

Буферный каскад 6 содержит три резистора R7, R8 и R9, два диода D2 и D3, транзистор T2 и одно реле R, представленное на электрической схеме катушкой и тремя парами контактов.

Резистор R7 подключен к эквипотенциальным соединениям 8' и 9'. Резистор R8 подключен к эквипотенциальным соединениям 9' и 0'. Резистор R9 подключен к эквипотенциальным соединениям 1' и 12'. Транзистор T2 подключен к эквипотенциальным соединениям 0' и 9', а также 10' соответственно своими эмиттером, базой и коллектором.

Диод D2 подключен к эквипотенциальным соединениям 1' и 10' соответственно своим катодом K2 и своим анодом A2.

Диод D3 подключен к эквипотенциальным соединениям 0' и 11' соответственно своим катодом K и своим анодом A.

Катушка реле подключена своими концами к эквипотенциальным соединениям 1' и 10' соответственно.

Три контактные группы реле подключены соответственно к эквипотенциальным соединениям 11' и 12', которые являются нормально замкнутыми, соединениям 13' и 14', которые также являются нормально замкнутыми, и соединениям 13' и 15', которые являются нормально разомкнутыми в схеме, приведенной на фиг. 3.

Блок питания 7 содержит резистор RP, четыре конденсатора C5, C6, C' и C'', диод D1, плавкий предохранитель F, диод Зенера или защитный диод для стабилизации напряжения TR1 и регулятор T1.

Резистор RP подключен к эквипотенциальным соединениям 17' и 18'.

Конденсатор C5 подключен к эквипотенциальным соединениям 0' и 16'положительной обкладкой.

Конденсатор C6 подключен к эквипотенциальным соединениям 0'и 1' положительной обкладкой.

Конденсатор C' подключен к эквипотенциальным соединениям 0' и 16'.

Конденсатор C'' подключен к эквипотенциальным соединениям 0' и 1'. Диод D4 подключен к эквипотенциальным соединениям 16' своим катодом и 17' своим анодом. Плавкая вставка предохранителя F подключена к эквипотенциальным соединениям 18' и 19'.

Регулятор T1 подключен к эквипотенциальным соединениям 1' своим выходом и 16' своим входом, а также 0' своим опорным входом. Защитный диод TR1, который выполняет функцию амплитудного ограничителя, подключен к эквипотенциальным соединениям 0' и 17'.

Блок питания 7 содержит делитель, электрически связанный с преобразователем 2 и с компаратором 5, причем упомянутый делитель выдает напряжение исходного состояния преобразователя 2 и опорное напряжение компаратора 5.

На фиг. 4 представлено устройство 20, удерживаемое в определенном положении в пространстве при помощи системы крепления 21. Устройство 20 содержит полый цилиндрический корпус 220, закрытый с одного конца крышкой 230, закрепляющей диск 240, который закрывает в радиальном направлении внутреннюю полость корпуса 220. На диске 240 закрепляется потенциометр P2.

Крышка 230 крепится к корпусу устройства при помощи винтов 250. В направлении к своему второму концу корпус 220 охватывает электронную плиту 1, размещенную радиально в корпусе 220 в плоскости изображения 17. Фланец 260, имеющий цилиндрический диаметр своей полой части меньшей величины, чем диаметр корпуса, закреплен на его втором конце при помощи винтов 270. Строго цилиндрический полый блокировочный фланец 280 прикреплен винтами 290 к фланцу 260. Блокировочный фланец 280 имеет на одном из своих концов основание 281, находящееся в контакте с фланцем. Упомянутый выше фланец 280 охватывает объектив 300 с переменным (регулируемым) фокусным расстоянием и позволяет обеспечить блокировку объектива при помощи винтов 310, проходящих через два отверстия, выполненных на свободном конце блокировочного фланца 280.

Объектив 300 и фланец 280 окружены защитной трубкой 320, прикрепленной к основанию 281 фланца 280 при помощи муфты 321 и винтов 330. Защитная трубка 320 сформирована ультрафиолетовым фильтром 340, предназначенным для защиты объектива 300. Конструкция предлагаемого устройства завершается насадкой обдува 350, ориентированной в направлении прохождения струи жидкого металла. Устройство 20 образует конструкцию строго цилиндрической формы, ось которой совпадает с оптической осью 11.

Корпус 220 и защитная трубка 320 выполнены из металла, обладающего магнитной проницаемостью и электрической проводимостью в такой степени, которая позволяет обеспечить невосприимчивость системы по отношению к магнитным и электрическим возмущениям или наводкам.

Крышка 230 и насадка 350 обеспечивает защиту устройства 20 от пыли. Все эти агрессивные воздействия, а именно воздействия магнитных и электрических полей, а также пыли, имеющие место в окружающей среде в заводских условиях, приостанавливаются защитной трубкой 320, крышкой 230, насадкой обдува 350 и корпусом 220.

На фиг. 5 схематически представлено устройство 20 обнаружения жидкого металла, оптическая система которого и его корпус идентичны соответствующим элементам устройства, представленного на фиг.4, причем идентичные элементы на обеих фигурах обозначены одними и теми же позициями.

Представленное на фиг.5 устройство отличается от устройства, показанного на фиг. 4 тем, что оно содержит лампу 241 с тепловым фильтром, располагающимся на шайбе 240, на которой располагаются также плавкий затвор 248, потенциометр P, лампа 241, причем эти элементы располагаются внутри крышки 230 с охлаждающими ребрами 231. Лампа 241 содержит патрон 242, соединенный проводами 243 с электросоединителем на основании 244, прикрепленном к крышке 230 винтами 245.

Устройство, представленное на фиг.5, отличается от устройства, представленного на фиг.4, также и тем, что электронная плата 1 содержит две расположенные горизонтально прямоугольные щели 102 и 103, выполненные в непосредственной близости от фотодиода 3. При этом щель 102 располагается над фотодиодом 3, а щель 103 располагается под ним.

Сквозные щели 102 и 103 вырезаны со скошенной кромкой, причем большое раскрытие целей обращено в сторону лампы 241, а малое их раскрытие обращено в сторону контролируемой зоны 10. Электронная плата 1 содержит кроме того преобразователь 2, компаратор 5, буферный каскад 6 и блок электрического питания 7, а также температурное предохранительное средство 101 и генератор тока 104.

На фиг. 6 представлено размещение компонентов, собранных на электронной плате 1, соответствующей предлагаемому устройству в варианте, представленном на фиг.5.

Схема, представленная на фиг.6, отличается от показанной на фиг.3, тем, что она содержит электронный каскад, образующий тепловое предохранительное средство 101, генератор тока 104, плавкую вставку F в блоке питания 7, которая подключена к соединению 17'. Конденсатор C1 снят и буферный каскад 6 модифицирован следующим образом: резистор R9 подключен к контактам 20' и 21', диод D3 подключен к контактам 0' и 20' соответственно своим катодом и своим анодом. Три контактные группы реле R1 подключены соответственно к нормально замкнутым контактам 16' и 21', нормально замкнутым контактам 27' и 26', нормально разомкнутым контактам 27' и 28'. Катушка реле 1 подключена к контактам 10' и 16', а диод D2 подключен к контактам 16' и 10' соответственно своим катодом и своим анодом.

Буферный каскад 6 может содержать защитное или предохранительное средство типа нелинейного сопротивления VDR, включенного между контактами 26' и 27'.

Тепловое предохранительное средство 101 состоит из шести резисторов R15, R16, R17, R18, R19 и R20, транзистора T3, реле 12, образованного катушкой и контактной группой, диода D5, интегральной схемы IC5, образованной двумя операционными усилителями и эталоном напряжения, и датчика температуры IC4.

Резистор R15 подключен к эквипотенциальным соединениям 35' и 36'. Резистор R16 подключен к контактам 0' и 36'. Резистор R17 подключен к контактам 33' и 34'. Резистор R18 подключен к контактам 34' и 35'. Резистор R19 подключен к контактам 32' и 33'. Резистор R20 подключен к контактам 0' и 32'.

Эмиттер, база и коллектор транзистора T3 подключены соответственно к контактам 0', 36', 37'.

Катушка реле L2 подключена к контактам 16' и 37'. Контактная группа реле L2 включена последовательно в цепь электропитания галогенной лампы при помощи контактов 30' и 29'.

Катод и анод диода D5 подключены соответственно, к контактам 16' и 37'.

Отрицательная и положительная клеммы эталонного источника напряжения подключены соответственно к контактам 0' и 38'.

Инвертирующий вход, неинвертирующий вход и выход первого операционного усилителя интегральной схемы IC5 подключены к контактам 32', 38', 33' соответственно.

Инвертирующий, неинвертирующий входы и выход второго операционного усилителя интегральной схемы IC5 подключены к контактам 31', 34', 35' соответственно.

Отрицательная, положительная клеммы и выход датчика температуры IC4 подключены к контактам 0', 1', 31' соответственно.

Генератор тока 104 содержит пять резисторов R10, R11, R12, R13, R14, защитный диод TR2 и операционный усилитель IC3.

Резистор R10 подключен к контактам 6' и 23'. Резистор R11 подключен к контактам 23' и 25'. Резистор R12 подключен к контактам 4' и 22'. Резистор R13 подключен к контактам 22' и 24'. Резистор R14 подключен к контактам 24' и 25'.

Катод и анод защитного диода TR2 подключены соответственно к контактам 25' и 0'.

Инвертирующий, неинвертирующий входы и выход операционного усилителя IC3 подключены соответственно к контактам 22', 23', 24'.

Питание от положительного и отрицательного полюсов источника напряжения операционных усилителей IC1, IC2 и IC3, датчика IC4 и интегральной схемы IC5 осуществляется соответственно через контакты 1' и 0'.

Установка с использованием предлагаемого устройства функционирует следующим образом: ковш 30 наклоняется, жидкий металл выливается струей из выпускного отверстия 60 в горловину 40 литейного желоба и оттуда вытекает в литейный желоб 50.

Как только первая капля расплавленного металла достигает контролируемой зоны 10, которая имеет ширину (длину), обязательно превышающую ширину отверстия для выпуска жидкого металла или носка ковша 60, детектор 20 преобразует в электрический сигнал световой поток, исходящий от жидкого расплавленного металла, усиливает этот сигнал и передает его во внешние цепи для последующей обработки и использования. Таким образом, информация о появлении жидкого металла передается таким образом, чтобы заставить функционировать соответствующее оборудование своевременно.

Следует отметить, что весьма непросто обнаружить с достаточной степенью точности момент появления жидкого металла.

Из-за конечной ширины носка ковша 60 жидкий металл может истекать сбоку или из середины носка 60, так что положение падения струи не будет постоянным и будет смещаться тем или иным образом. Это препятствует равномерному разливу жидкого металла и вызывает вариации веса отлитых металлических деталей. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет при помощи специально выбранной геометрии контролируемой зоны 10, когда ее длина превышает ширину носка ковша 60, обеспечить повторяемость веса металла в отливках, т. е. постоянное его количество, что исключает излишнюю толщину литых деталей.

В этом случае, когда устройство в соответствии с предлагаемым изобретением содержит лампы 241, оно может быть сориентировано в фазе регулировки перед поступлением жидкого металла. При этом лампа зажигается, световые лучи проходят сквозь упомянутые выше щели 102 и 103 и материализуют при помощи изображения этих щелей на поверхности ковша 30 контролируемую зону 10. Устройство настраивают путем наложения изображения щелей 102 и 103 на наблюдаемую или контролируемую зону.

Если лампа 241 остается зажженной достаточно продолжительное время, она выделяет тепло, которое отводится в пространство при помощи ребер охлаждения 231. Когда эта лампа горит слишком долго и температура в устройстве становится слишком высокой, температурное предохранительное средство 101 отключает контактную группу, обеспечивающую электропитание лампы 241, в результате чего лампа выключается.

В качестве другого варианта имеется возможность разместить контролируемую зону 10 в другом месте, например на конце литейного желоба 50.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения поступления струи жидкого металла, преимущественно из выпускного отверстия металлургической емкости, включающий формирование прямоугольного оптического изображения контролируемой зоны, расположенной ниже выпускного отверстия, на фотоэлектрическом преобразователе в пределах четырехгранного угла, который формируют двумя первыми пересекающимися плоскостями, образующими первый острый двугранный угол, при этом его биссекторная плоскость перпендикулярна направлению перемещения жидкого металла, две вторые пересекающиеся плоскости четырехгранного угла параллельны направлению перемещения жидкого металла и образуют второй острый двугранный угол, величина которого больше величины первого угла, преобразуют световой поток от жидкого металла с момента его появления в контролируемой зоне в электрический параметр, который передают во внешние цепи, отличающийся тем, что оптическое изображение формируют из условия получения длины контролируемой зоны, превышающей ширину выпускного отверстия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительно формируют на металлургической емкости реальной изображение контролируемой зоны посредством источника света.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что световой поток преобразуют в электрический ток, а затем в электрическое напряжение, которое усиливают с последующим преобразованием в электрический ток.

4. Устройство для обнаружения поступления струи жидкого металла, содержащее смонтированную в корпусе оптическую систему обнаружения светового потока, включающую объектив с регулируемым фокусным расстоянием и собранный на электронной плате преобразователь, электрически соединенный с фотоэлектрическим преобразователем, выход преобразователя соединен с входом компаратора, выход которого соединен с буферным каскадом, причем преобразователь, компаратор и буферный каскад электрически соединены с блоком питания, отличающееся тем, что фотоэлектрический преобразователь выполнен в форме, аналогичной форме контролируемой зоны.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что блок питания содержит делитель, электрически соединенный с преобразователем и компаратором, причем делитель выполнен с возможностью подачи напряжения смещения на преобразователь и опорного или эталонного напряжения на компаратор.

6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что оно снабжено защитным диодом, включенным параллельно и встречно фотоэлектрическому преобразователю.

7. Устройство по любому из пп.4 - 6, отличающееся тем, что корпус устройства с одного конца закрыт крышкой, а на другом конце корпуса смонтирован наконечник и патрубок обдува, ориентированный в направлении струи жидкого металла.

8. Устройство по любому из пп.4 - 7, отличающееся тем, что корпус выполнен из металла с магнитной проницаемостью и электрической проводимостью, позволяющими экранировать устройство от магнитных и электрических возмущений или наводок.

9. Устройство обнаружения поступления струи жидкого металла, содержащее смонтированную в корпусе оптическую систему обнаружения светового потока, включающую объектив с фиксированным или регулируемым фокусным расстоянием и собранную на электронной плате схему, содержащую преобразователь, электрически соединенный с фотоэлектрическим преобразователем, выход преобразователя соединен с компаратором, выход которого соединен с буферным каскадом, преобразователь, компаратор и буферный каскад электрически соединены с блоком питания, отличающееся тем, что оно снабжено источником света, в электронной плате выполнено по меньшей мере одно отверстие прямоугольной формы и она расположена между источником света и объективом.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что оно снабжено генератором тока, соединенным с фотоэлектрическим преобразователем для непрерывной передачи сигнала от фотоэлектрического преобразователя.

11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что отверстие выполнено рядом с фотоэлектрическим преобразователем.

12. Устройство по любому из пп.9 - 11, отличающееся тем, что оно снабжено предохранительным тепловым средством, соединенным с источником света.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что предохранительное тепловое средство содержит датчик преобразования температуры в электрический сигнал, средство подачи опорного электрического сигнала, компаратор, буферный каскад и реле, причем датчик и средство подачи опорного электрического сигнала соединены с входами компаратора, выход которого через буферный каскад соединен с реле, контакты которого включены в цепь электропитания источника света.

14. Устройство по любому из пп.9 - 13, отличающееся тем, что оно снабжено крышкой, в полости которой установлен источник света, причем крышка выполнена со средством охлаждения, в частности, ребрами охлаждения.

15. Устройство по любому из пп.9 - 14, отличающееся тем, что в качестве источника света использована галогенная лампа с тепловым фильтром для излучения только холодного света.

Приоритет по пунктам:
10.09.92 по пп.1, 3 - 8;
30.06.93 по пп.2, 9 - 15.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6