Устройство для автоматического управления синтезом высокотвердых материалов кубической структуры

 

(») 44Т55Х

Союз Советских

СО4иалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства(51) М. Кл. аой Л/от (22) Заявлено 22. 05. 72 (21)I787395/I824 с присоединением заявкиГосударстаеииый комитет

Совета Мииистроа СССР по делам изооретеиий и открытий (32) Приоритет— (53) УЛК

62I.3.078 . (088.8) Опуоликованй0. 08. 745юллетень № 32

Дата опубликования описанияТ5. I2. 74 (У2) Авторы Б.А. Глаговский, А.И. Галенко, Л.И.Линдунен В.С.Лысанов, изобретения Н.И.Непопушев И.С.Олейник, M.С.Пивоваров, f.Ø.Ðîéòøòt:éí, А И.Скиланенко, А.Л.Хаит и З.А.Яшйн

Ъ

{71) Заявитель

4444 УОУУОВОУВО ВОВУ ВВУООВУВУВОООУО HHPAHHHHH6t

CNHTEBOM HhICOJQTBEP3IbIX МАТЕРИАЛОВ КУБИЧЕСКОИ СТРБТЛ Ы

Изобретение относится к сис- темам автоматического управления и может быть использовано при производстве, например, искусственных алмазов.

Известны устройства для автоматического управления синтезом высокотвердых материалов кубической структуры, содержащие магнит- ный усилитель, связанный с релейной временной логической схемой и с силовым трансформатором, во вторичную цепь которого включены трансформатор тока и камера высокого давления, подключенная к пер- 15 вичной обмотке первого измерительного трансформатора, к вторичным обмоткам которого подсоединены схема запоминанйя напряжения и первый логарифмический преобразова - ао тель, второй измерительныи трансформатор, первичная обмотка которого подключена к трансформатору тока, а вторичные обмотки присоединейы к схеме обратной связи 25 по току и второму логарифмическо2

1 му преобразователю, пороговый усилитель мощности, соединенный с первым реле и подключенный к выходам логарифмических преобразователей, усилитель, выход которого подключен к входу магнитного усилителя, а вход через контакты первого реле подключен к выходам логарифмических преобразователей, схемы запоминания напряжения, схемы обратной связи по току и операционного усилителя, и сигнализатор окончания процесса синтеза, связанный с релейной временной логической схемой.

Однако для таких устройств характерны ни зкая пр ои зводительность процесса синтеза и невысокое качество выпускаемых кристаллов, так как не учитываются. количественные соотношения компонентов шихты, йдущих на синтез, и динамика роста кристаллов.

Цель изобретения - создание устройства автоматического управ ления синтезом высокотвердых мате44I55I

3 риалов кубической структуры, обеспечивающего управление динамикой процесса синтеза алмаза и контроль состава шихты и тем самым увеличивающего производительность процесса синтеза и повышающего качество уп авления. то достйгается тем, что в предлагаемое устройство введены блок контроля состава шихты, сое- 1о динвнный с релейной временйой логической схемой и подключенный через вв замыкающий контакт к входу операционного усилителя, пороговый усилитель тока, соедйненный 15 с вторым реле и подключенный к выходам логарифмических преобра. зователей, и схема запоминания максимума сигнала по току, вход котороИ соединен с вторичйой об- 20 . моткой второго измерительного, трансформатора, а выход подключен к сигнализатору окончания процесса синтеза.

На чертеже показана блок- аь схема устройства.

Блок-схема содержит магнитный силитель I,силовоР трансформатор ,трансформатор 3 тока, камеру 4 высокого давления измерительные тран- зо сформаторы 5 и h,схему 7 заломинания напряжения, релейную временную логическую схему 8, схему 9 обратной связи по току; схему IO запоминания максимума сигнала по току, усилитель П, сигнализатор

I2 окончания процесса .,нтеза, логарифмические преооразователи

I3 и ТФ, блок I5 кон ьоля состава шихты диффвренциалъныи усилитель 4о

I6 разности максимального и текущего значений токов, операционные силители I7 и I8, элементы I9 и

О обратных связеЙ операционных силителей, пороговый усилитель 4>

I мощностй, пороговый усилитель

22 по току, блок 23 выпрямления и фильтрации, реле 24 25 и 26, резисторы 27 - 32, койтакт 33 релейной временной логической схемы контакт 34 реле 24 контакты 35-38 5 реле 25 и контакт 39 реле 26.

Устройство работает следующим образом. елеиная ВрВМВННВН логичвс 55 кая схема 8 включает магнитный усилитель I и, замыкая свой контакт 33, подает с выхода блока I5 и схемы 7 на вход усилителя I8 сигнал, пропорциональный весу шихть1 и соотношению графит-катализатор, который за счет действия элемейта обратной связи 20 растет по экспоненте на резисторе 27.

При этом на вход усилителя П подается напряжение, а на его выходе появляется ток управления, от действия которого на выходе усилителя I возрастает напряжение, что приводит к повышению напряжения и тока во вторичной цепи, С нагп зочного резистора трансшорматора 3 снимается напряжение, пропорциональное величине тока.

Это напряжение подается на трайсформатор 6. С камеры высокого давления сйимается напряжение, которое подается на трансформатор

5. С вторичных обмоток трансформаторов Ь и 6 сигналы подаются на преобразователи I3 и I4.

Напряжение и ток после преобразования на преобразователях I3 и I4 складываются на резисторах

28 и 29 и вычитаются из напряжения на резисторах 27, 3I и 32.

Это происходит до тех пор, пока на входе усилителя II сигйал не достигнет зоны нечувствительности.

Напряжение с резисторов 28

29 подается на вход усилителя 21 мощности, нагруженного на реле 25.

Возрастайив мощности на выходе происходит до тех пор, пока не сработает реле 25..Прй его срабатывании контакты 36 и 37 переключают усилитель П с режима управления по мощности па режим управления по напряжению.

С вторичной обмотки трансформатора 5 напряжение поступает на схему запоминания напряжения, содержащую операционный усилйтель

I7 обратная связь элементов I9 которого выполнена таким образом, что напряжение запоминается. Чтобы не было подпитки напряжения после достижения заданнои мощности, входная цепь операционного сйлителя размыкается контактом

5 реле 25. При этом текущее зна- . чение напряжения на резисторе 29 сравнивается с напряжением на резисторах Зо, 3I и 32 и их разность подается на вход усилителя II. В этом случае изменение напряжения на резисторе 29 происходит до тех пор, пока сигнал на входе усилителя П не достигнет зоны нечувствительности.

При различиях в состоянии технологической оснастки после достижения заданного значения мощности (реле 25 сработало) при работе в режиме постоянного значения напряжения имеет место увеличение тока в цепи камеры синтеза. В этом случае срабатывает

44I55I усилитель 22 тока и реле 26, зам ; кнув свой контакт 39, подает напряжение, пропорциональное величине тока на блок 23 схемы 9, на выходе которой включены резисторы, 6

3I и 32. Напряжение с этих резис- торов направлено встречно заданному, что дает возможность удержать токовый режим в допустимых пределах. 10

К вторичной обмотке трансформатора б подключена схема IO, позволяющая измерять текущее значение тока и запоминать максимальное его значение. Разность сигна- 15 лов подается на усилитель Тб, выход которого нагружен на реле 24.

Максимум тока соответствует началу образования алмазов. Далее идет спонтанный рост кристаллов 20 алмаза, сопровождающийся увеличвнием электросопротивления. С этого момента ток при постоянном подведенном напряжении падает. разница между максимальным ы значением тока, соответствующего началу образования алмазов, и те кущим значением по мере роста алмазов возрастает, и это происходит до тех пор, йока величина раз- 3о ницы не достигйет уровня напряжения, при котором срабатывает реле

24, отключающее нагрев. После разгрузки камеры высокого давления цикл работы повторяется.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для автоматического управления синтезом высокотвердых материалов кубической структуры, содержащее магнитный усилител, связанныи с релейноИ временной логической схемой и с силовым трансформатором, во вторичную цепь которого включены трансформатор тока и камера высокого давления, подключенная к первичной обмотке первого измерительного трансформатора, к вторичным обмоткам которого подсоединены схема запоминания напряжения и первый логарифмический преобразователь, второй измерительныИ трансформатор, первичная обмотка которого подключена к трансформатору тока., а вторичныв обмотки присоединенй к схеме обратной связи по току и второму логарифмическому преобразователю, пороговый усилитель мощности, соединенный с- первым реле и подключен« ный к выходам логарифмических преобразователеИ, усилитель, выход которого подключен к входу магнитного усилителя, а вход через контакты первого реле подключен к выходам логарифмических преобразователей, схемы запоминания напряжения, схемы обратноИ связи IIO току и ойерационного усилителя, и сигнализатор окончания процесса синтеза, связанный с релеиной временно" логическоИ схемой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности процесса синтеза и повышения качества управления, в устройство введены блок контроля состава шихты, соединенный с релейной времейной логическоИ схемой и подключенный через ее замыкающий контакт к входу операционного усилителя, пороговый усилитель тока, соединенный с вторым реле и подключенный к выходам логарифмических

4о преобразователей, и схема запоминания максимума сигнала по току, вход которой соединен с вторичноИ обмоткой второго измерительно. го трансформатора, а выход под45 ключен к сигнализатору Окончания процесса синтеза.

Состав нтсв н т3 !JgKg !ттн т!

1 снактор !!ктД!додд 1 елрел ° $6GQCKK !

4вд. М 9 т р. 7бО

Панинское !!Н1!14111! Госулврственного конитетв Совета Министров СССР.но аслан изсбрстеннб и аткрввти6

Москва, !!3035, Раушская иаб., 4!

1р нирннтнс в11вгснт>, Мсскьв, 1 .59, Бережковская нвб., 24 !