Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана



Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана
Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана
Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана
Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана
Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана
Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана
Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана
Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана

Владельцы патента RU 2676845:

Гельмгольц-Центр Дрезден-Россендорф (DE)
Общество с ограниченной ответственностью "Математические модели сплошных сред" (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук РФ (RU)

Изобретение относится к металлургической промышленности. Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана, основанный на измерениях в приемной катушке ЭДС, наводимых электромагнитным полем от набора возбуждающих обмоток, расположенных вокруг реторты, содержит этапы, на которых для определения используются токи различной частоты, при этом сначала путем численного решения уравнений электродинамики создают эталонную базу расчетных значений ЭДС в расположенной над реактором приемной катушке при разных заданных уровнях расплавленного магния, разных заданных положениях и размерах титанового гарнисажа при заданном наборе частот питающего тока в диапазоне 1-50 Гц, а затем в процессе восстановления титана при этом же наборе параметров тока в катушках возбуждения измеряют значения ЭДС в приемной катушке, которые сравнивают с эталонными, и определяют методом наименьшего квадратичного отклонения наиболее близкую эталонную и по ней судят об уровне расплавленного магния, положении и размерах титанового гарнисажа. Технический результат – повышение точности определения уровня расплавленного металла и расширение возможностей способа. 4 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Изобретение относится к способам измерения уровня расплавленного металла и может быть использовано в системах управления технологическими процессами в металлургической промышленности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения уровня магния в реакторе восстановления титана, основанный на измерениях в расположенных вокруг реактора приемных катушках ЭДС, наводимых электромагнитным полем от возбуждающих обмоток, расположенных вокруг реторты (Смотри патент RU №2287782, опубл. 20.11.2006)

Недостатком его является низкая точность определения уровня металла при образовании в реакторе гарнисажа и невозможность определения характеристик гарнисажа.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение точности определения уровня расплавленного металла и расширение возможностей способа.

Для этого предлагается способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана, основанный на измерениях в расположенной над реактором приемной катушке ЭДС, наводимых электромагнитным полем от набора возбуждающих обмоток, расположенных вокруг реторты, причем сначала путем численного решения уравнений электродинамики создают эталонную базу расчетных значений ЭДС в приемной катушке при разных заданных уровнях расплавленного магния, разных заданных положениях и размерах титанового гарнисажа при заданном наборе частот питающего тока в диапазоне 1-50 Гц, а затем в процессе восстановления титана при этом же наборе параметров тока в катушках возбуждения измеряют значения ЭДС в приемной катушке, которые сравнивают с эталонными и определяют методом наименьшего квадратичного отклонения наиболее близкую эталонную и по ней судят об уровне расплавленного магния, положении и размерах титанового гарнисажа.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является использование токов различной частоты, а также то, что сначала путем численного решения уравнений электродинамики создают эталонную базу расчетных значений ЭДС в приемной катушке при разных заданных уровнях расплавленного магния, разных заданных положениях и размерах титанового гарнисажа при заданном наборе частот питающего тока в диапазоне 1-50 Гц, а затем в процессе восстановления титана при этом же наборе параметров тока в катушках возбуждения измеряют значения ЭДС в приемной катушке, которые сравнивают с эталонными и определяют методом наименьшего квадратичного отклонения наиболее близкую эталонную и по ней судят об уровне расплавленного магния, положении и размерах титанового гарнисажа.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема установки для восстановления титана, на фиг. 2, 3, 4, 5 диаграммы значений среднеквадратичного отклонения (СКО) параметров (среднее по всем катушкам возбуждения и частотам), на фиг. 6, 7, 8, 9 диаграмма значений среднеквадратичного отклонения при использовании только амплитуды измеряемых и вычисляемых сигналов, на фиг. 10, 11, 12, 13 диаграмма значений среднеквадратичного отклонения при использовании только фазы измеряемых и вычисляемых сигналов.

Предлагаемый способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана основан на измерениях в расположенной над реактором 1 (см. фиг. 1) приемной катушке 2 ЭДС, наводимых электромагнитным полем от набора возбуждающих обмоток 3, расположенных вокруг реторты 4. В качестве обмоток возбуждения могут быть использованы обмотки нагревателя печи реактора. Приемные катушки имеют не менее 10000 витков. Сначала путем численного решения уравнений электродинамики (Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Электродинамика сплошных сред. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит.. 1982. 621 с. ) создают эталонную базу расчетных значений ЭДС в приемной катушке 2 при разных заданных уровнях (h) поверхности расплавленного магния 5, разных заданных положениях, размерах титанового гарнисажа (Н, R) и его удельной электропроводности (σ) при заданном наборе частот питающего тока в диапазоне 1-50 Гц. Затем в процессе восстановления титана при этом же наборе параметров тока в катушках возбуждения 3 измеряют значения ЭДС в приемной катушке 2, которые сравнивают с эталонными и определяют методом наименьшего квадратичного отклонения наиболее близкую эталонную и по ней судят об уровне расплавленного магния, положении и размерах титанового гарнисажа.

Пример.

Работоспособность способа подтверждают результаты выполненного численного моделирования, приведенные на фиг. 2-13. Все расчеты выполнены для системы измерений, в которой в качестве катушек возбуждения использованы только четыре верхние обмотки нагревателей печи, на каждую из которых поочередно подается ток частотой 1 Гц, 10 Гц и 50 Гц. Измерительная катушка 2 имеет 10000 витков..

Вычисления ЭДС выполнены для 51×11×11×11=67881 комбинации искомых параметров, а именно, 51 значения уровня магния (от h=0.5 м до h=1.0 м с шагом 0.01 м), 11 положений гарнисажного кольца Н (от 0.5 м до 1.0 м с шагом 0.05 м), 11 значений радиуса гарнисажного кольца R (от 0 до 0.2 м с шагом 0.02 м) и 11 значений удельной электропроводности гарнисажа σ (от 0 до 2 МС/м с шагом 0.2МС/м). Затем, считая истинной (искомой) комбинацию параметров h=0,75 м, Н=0,75 м, R=0,1m и σ=1 МС/м, рассчитываются среднеквадратичные отклонения (СКО) ЭДС (осреднение проводится по всем катушкам возбуждения и всем частотам) между табличными данными и искомыми. На каждой фиг. 2-13 показаны несколько сотен самых малых СКО (остальные точки лежат выше верхней границы фигуры). СКО приведены в условных единицах, которые соответствуют отклонениям фазы, измеряемым в угловых градусах, и приведенным к ним относительным отклонениям амплитуды. На (фиг. 2, 6, 10), показаны СКО в зависимости от уровня магния, на (фиг. 3, 7, 11) от положения гарнисажа, на (фиг. 4, 8, 12) от его радиуса и на (фиг. 5, 9, 13) от проводимости. На всех графиках большая черная точка показывает искомое значение соответствующего параметра. Как видно, например, на фиг. 2, имеется острый минимум в значениях СКО вблизи искомого значения в 0,75 м. Это значит, что искомое значение может быть ясно выделено при сравнении с табличными значениями. Значительно менее выраженный минимум виден в зависимостях СКО от параметров гарнисажа: положения (фиг. 3), радиуса (фиг. 4) и удельной электропроводности (фиг. 5). Таким образом, предлагаемый способ позволяет оценить характеристики гарнисажа и определить уровень магния.

Результаты, представленные на фиг. 2, 3, 4, 5 получены при вычислениях СКО как для амплитуды ЭДС, так и для ее фазы, фиг. 6, 7, 8, 9 показывает аналогичные результаты, полученные при использовании только амплитуды ЭДС, а фиг. 10, 11, 12, 13 - результаты, полученные при использовании в вычислениях только фазы ЭДС. Видно, что минимумы СКО при использовании одной из характеристик ЭДС становятся менее выраженными, что говорит о снижении точности определения искомых параметров, но также допускают оценку искомых значений.

1. Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана, основанный на измерениях в приемной катушке ЭДС, наводимых электромагнитным полем от набора возбуждающих обмоток, расположенных вокруг реторты, отличающийся тем, что для определения используются токи различной частоты, при этом сначала путем численного решения уравнений электродинамики создают эталонную базу расчетных значений ЭДС в расположенной над реактором приемной катушке при разных заданных уровнях расплавленного магния, разных заданных положениях и размерах титанового гарнисажа при заданном наборе частот питающего тока в диапазоне 1-50 Гц, а затем в процессе восстановления титана при этом же наборе параметров тока в катушках возбуждения измеряют значения ЭДС в приемной катушке, которые сравнивают с эталонными, и определяют методом наименьшего квадратичного отклонения наиболее близкую эталонную и по ней судят об уровне расплавленного магния, положении и размерах титанового гарнисажа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве катушек возбуждения используются обмотки нагревателя печи реактора.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для определения уровня используются только амплитуды измеряемых и вычисляемых сигналов.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для определения уровня используются только фазы измеряемых и вычисляемых сигналов.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для определения уровня используются одновременно амплитуды и фазы измеряемых и вычисляемых сигналов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству контроля работы дозатора для введения жидкой добавки в основную жидкость, которая приводит дозатор в действие в зависимости от фаз всасывания и нагнетания.

Изобретение относится к сейсмологии и, в частности, может быть использовано для проведения широких научных исследований в сфере сейсмологии. Предложен способ определения центра сейсмических колебаний, согласно которому сейсмодатчики размещают на поверхности и в земле с понижением уровня углубления в различных точках зоны предполагаемой сейсмической активности.

Изобретение может быть использовано в системе управления двигателем внутреннего сгорания. Согласно изобретению на борту транспортного средства осуществляют идентификацию объема газового топлива в баке на основании объема жидкого топлива в баке, причем жидкое топливо и газовое топливо хранятся в одном топливном баке.

Изобретение относится к системе контроля уровня жидкости как в бассейне выдержки отработавшего ядерного топлива атомной электростанции, так и для других технологических резервуаров, в которых требуется осуществление контроля заполнения жидкостью дискретных уровней.

Данное изобретение относится к способу определения массы жидкой и парогазовой фракций в резервуаре технологического объекта. В способе по данному изобретению устанавливают на всех входах и выходах резервуара расходомеры; считывают показания расходомеров через заранее заданные временные интервалы; находят суммарную массу содержимого в резервуаре как алгебраическую сумму одномоментных показаний всех расходомеров; вычисляют нижний и верхний пределы систематической погрешности всех расходомеров при каждом считывании их показаний как отнесенные к прошедшему с начала измерений интервалу времени разности между найденной по результатам данного считывания суммарной массой и заранее известными соответственно минимальной и максимальной возможными массами содержимого; заменяют значения нижнего и верхнего пределов на новые, если при конкретном считывании значение нижнего предела больше и (или) значение верхнего предела меньше соответствующих значений для предыдущего считывания; оценивают истинную массу содержимого на данный момент времени как разность между найденной по результатам данного считывания суммарной массой и произведением систематической погрешности, выбранной в вычисленных для этого же считывания пределах, на величину прошедшего с начала измерений интервала времени.

Заявленная группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к дозирующему устройству для введения жидкостей людям и способ определения и контроля уровня наполнения в картридже.

Изобретение относится к области океанографических измерений. Особенностью заявленного струнного волнографа является то, что в измерительную схему включен RC-генератор с фазовым управлением частотой генерируемых синусоидальных колебаний, осуществляющий преобразование напряжения измеренного сигнала с резистивного датчика в частоту управляющего сигнала, который подается на вход управляемого генератора тока, генерирующего заданные синусоидальные сигналы, поступающие на резистивный датчик.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам измерения размеров объектов при термографических исследованиях, и может быть использовано в медицине, ветеринарии и промышленности.

Изобретение относится к радиолокационному измерителю уровня. Техническим результатом является улучшенное функционирование радиолокационного измерителя уровня в условиях влияния узкополосных помех.

Представлена система регулирования уровня жидкости в технологической установке. Система регулирования уровня жидкости содержит: подвижный узел, содержащий стержень, при этом стержень подвижного узла включает в себя ближний конец и дальний конец; поплавок, прикрепленный к дальнему концу стержня; приводной механизм, функционально связанный с подвижным узлом; процессор, связанный с приводным механизмом и выполненный с возможностью перемещения поплавка с помощью подвижного узла; датчик, содержащий вход и выход, причем вход датчика функционально связан с подвижным узлом для приема входного сигнала, представляющего характеристику поплавка или рабочей среды, а выход датчика функционально связан с процессором для создания выходного сигнала, связанного с входным сигналом; запоминающее устройство, связанное с процессором; приводящий в действие модуль, сохраненный в запоминающем устройстве, который, будучи выполняемым в процессоре, приводит в действие приводной механизм; устройство вывода данных, соединенное с процессором, и демонстрирующий модуль, сохраненный в запоминающем устройстве, который, будучи выполняемым в процессоре, демонстрирует выходной сигнал датчика на устройстве вывода данных.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения уровня электролита в элементах аккумуляторных батарей и может быть использовано в системах контроля параметров упомянутых аккумуляторных батарей для упрощения их обслуживания.

Изобретение относится к системе контроля уровня жидкости как в бассейне выдержки отработавшего ядерного топлива атомной электростанции, так и для других технологических резервуаров, в которых требуется осуществление контроля заполнения жидкостью дискретных уровней.

Изобретение относится к системе контроля уровня жидкости как в бассейне выдержки отработавшего ядерного топлива атомной электростанции, так и для других технологических резервуаров, в которых требуется осуществление контроля заполнения жидкостью дискретных уровней.

Заявленная группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к дозирующему устройству для введения жидкостей людям и способ определения и контроля уровня наполнения в картридже.

Заявленная группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к дозирующему устройству для введения жидкостей людям и способ определения и контроля уровня наполнения в картридже.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровней границ раздела диэлектрических сред в различных отраслях промышленности - нефтеперерабатывающей, газовой, химической и др.

Группа изобретений предназначена для определения уровня жидкости в сосуде. Система (10) для восприятия уровня жидкости в сосуде (16) содержит емкостный чувствительный зонд (12) для восприятия электрической емкости между емкостным чувствительным зондом (12) и электрически проводящим участком сосуда (16).

Группа изобретений предназначена для определения уровня жидкости в сосуде. Система (10) для восприятия уровня жидкости в сосуде (16) содержит емкостный чувствительный зонд (12) для восприятия электрической емкости между емкостным чувствительным зондом (12) и электрически проводящим участком сосуда (16).

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в качестве датчиков физических процессов (температуры, давления, уровня жидких и сыпучих сред и др.) на промышленных объектах, транспортных средствах, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники.

Настоящее изобретение относится к способу установки зонда для контроля поверхностного уровня текучей среды в сосуде, установленного внутри сосуда с его внешней стороны, а также к сосуду для использования в указанном способе.

Изобретение относится к металлургической промышленности. Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана, основанный на измерениях в приемной катушке ЭДС, наводимых электромагнитным полем от набора возбуждающих обмоток, расположенных вокруг реторты, содержит этапы, на которых для определения используются токи различной частоты, при этом сначала путем численного решения уравнений электродинамики создают эталонную базу расчетных значений ЭДС в расположенной над реактором приемной катушке при разных заданных уровнях расплавленного магния, разных заданных положениях и размерах титанового гарнисажа при заданном наборе частот питающего тока в диапазоне 1-50 Гц, а затем в процессе восстановления титана при этом же наборе параметров тока в катушках возбуждения измеряют значения ЭДС в приемной катушке, которые сравнивают с эталонными, и определяют методом наименьшего квадратичного отклонения наиболее близкую эталонную и по ней судят об уровне расплавленного магния, положении и размерах титанового гарнисажа. Технический результат – повышение точности определения уровня расплавленного металла и расширение возможностей способа. 4 з.п. ф-лы, 13 ил.

Наверх