Устройство для определения концентрации углерода в жидком металле

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 08.06.73 (21) 1927360126-25 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано 25.07.75 Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 11.0975 (51) М. Кл.

G 01 fl 25/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК539.219.1 (088,8) (72) Авторы изобретения

Л. С. Житецкий и Л. C. Файнзильберг

Ордена Ленина институт кибернетики AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДА

В ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ

Изобретение относится к физико-хими- -

t ческому анализу металлов и сплавов и может быть использовано в черной металлургии, в частности в системах для автоматического управления сталеплавильными процессами.

Известно устройство для определения концентрации углерода в жидком металле по температуре ликвидуса, состоящее из кристаллизатора, датчика температуры и 0 вторичного прибора.

Однако в процессе определения концентрации углерода обязательно участие оператора. Это исключает возможность непосредственного использования устройства в качестве датчика обратной связи замкнутои системы автоматического управления сталеплавильньтм процессом; возможные субъек;тивные ошибки оператора при визуальном обнаружении и отсчете температуры ликвидуса обусловливают невысокую надежность контроля; визуальное. обнаружение температурной остановки, визуальный отсчет показаний требуют затраты определенного времени. Это вносит дополнительное запаз дывание в получение информации о ходе протекания сталеплавильного процесса, что в ряде случаев (например при управлении быстропротекающими непрерывными сталеплавильными процессами) может оказаться недопустимым. Указанное обстоятельство снижает область применения известного устройства.

Целью изобретения является повышение надежности контроля и обеспечение возможности применения устройства в замкнутой системе автоматического управления стал еплавильным процессом.

Для этого устройство содержит преобразователь перемещение — унитарный код, вход .которого соединен с устройством для регистрации вторичного прибора, и вычислительный блок, состоящий из генератора тактовых импульсов, синхронизирующего устройства, порогового счетчика, счетчика . времени, реверсивного счетчика, регистра и функционального преобразователя, причем генератор тактовых импульсов через синхронизирующее устройство соединен со счет. чиком времени, выход переполнения кото478236 рого. связан с управляюшим входом ре I гистра, а вйходы преобразователя перемещение — унитарный код через синхронизируюшее устройство связаны с шинами сложения и вычитания порогового счетчика и ре-, версивного счетчика, причем выход переполнения порогового счетчика срединен с шиной сброса счетчика времени, а реверсивный счетчик шинами параллельной пере- 10 дачи кода соединен с регистром, выход которого соединен с входом функционального

:преобразователя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства. 15 Устройство для определения конпентраиии углерода в жидком металле по темпера туре ликвидуса содержит кристаллизатор 1, датчик температуры 2, вторичный прибор 3, преобразователь 4 перемещение - унитарный >0 код и вычислительный блок, состоящий из синхронизируюшего устройства 5, генератора тактовых импульсов 6, счетчика времени 7, порогового счетчика 8, реверсивного счетчика 9, регистра 10 и функционального преобразователя 1 1.

Преобразователь 4 через редуктор механичегки связан с осью балансирующего двигателя вторичного прибора 3. Он предназначен для преобразования угла поворо- З0 та= балансируюииго двигателя в унитарный код — последовательность электрических импульсов, количество которых пропорционально линейному перемещению каретки и, следовательно, температуре расплава. При этом в зависимости от направления перемещения каретки электрические импульсы поступают на один из двух выходов преоб-,10 разователя 4.

Квантование линейного перемещения каретки (температуры расплава) выбирают, исходя из требуемой точности контроля. !

Устройство работает следующим обра- 4 зом.

В кристаллизаторе 1 проба расплава охлаждается и при достижении температуры ликвидуса начинает кристаллизоваться,.

Датчик 2 контролирует изменение тем- g) пературы расплава во времени. Сигнал от датчика 2 поступает во вторичный прибор

3. При этом каретка вторичного прибора 3 будет перемещаться в соответствии с изменением температуры расплава. 55

Перемещение каретки вторичного прибора 3 прй помощи преобразователя 4 . преобразуется в унитарный код. Импульсы от преобразователя 4 через устройство 5, поступают в реверсивный счетчик 9. При 60

4 .М перел ещении каретки в одну сторону импульсы поступают на шину сложения счетчика 9, а при перемещении в другую сторону — на шину вычитания. В резудьтате в реверсивном счетчике 9 образуется двоичный код текущей температуры расплава.

Перед началом работы устройства каретка должна быть установлена в крайнее положение, а счетчик 9 сброшен в нуль, Импульсы от преобразователя 4 через устройство 5 поступают также на шины сложения и вычитания порогового счетчика

8. Последний представляет собой обычный ( реверсивный счетчик, настраиваемый таким образом, что при поступдении на любой из его входов числа импульсов, соответствующего величине 6, на его выхЬде, переполнения образуется импульс. Величина

Я представляет собой порог нечувствительности к колебаниям температуры расппава в период кристаллизации. Импульс на выходе переполнения порогового счетчика

8 автоматически сбрасывает последний в нуль и одновременно поступает на шину сброса счетчика времени 7.

На вход счетчика времени 7 поступают импульсы от генератора тактовых импульсов 6 через устройство 5.

Устройство 5 предназначено для разделения во времени импульсов от генератора

6 и преобразователя 4. Это необходимо для обеспечения надежности устройства.

Частоту следования импульсов от генератора 6 выбирают несколько выше, чем максимально возможная частота .. следования ил пульсов от преобразователя 4.

После каждого сброса счетчика времени

7 импульсом с выхода переполнения порогового счетчика 8 счетчик времени 7 начинает новый отсчет времени — считает импульсы генератора 6..По окончании определенного промежутка времени 1, с мос мента очередного сброса на выходе пере1 полнения счетчика времени 7 появится импульс. Это произойдет лишь в том случае, если в течение промежутка времени ьC не поступит новый импульс сброса от порогового счетчика 8, Промежуток времени Z c выбирают в следующих пределах: С Р7 где. Гуу - максимальная длительность возможных локальных температурных остановок

I не соответствующих периоду кристаллизации, — минимально возможная длительHocTb периода кристаллизации (температур47823 ной площадки, соответствующей периоду . крйсталлизации).

Импульс с выхода переполнения счетчика времени 7 поступает на управляющий вход регистра 10. При этом содержимое реверсивного счетчика 9, соединенного шинами параллельной передачи кода с регистром 10, заносится в регистр 10.

Таким образом, в процессе охлаждения расплава счетчик времени 7 будет постоян- 30 но сбрасываться импульсами с выхода переполнения порогового счетчика 8, не успев переполниться. B период же кристаллизации импульс на выходе переполнения порогового счетчика 8 не образуется, поскольку коле- 15 бания каретки не превышают . величины

+ Я . В этом случае счетчик времени 7 сбрасываться не будет и по истечении промежутка времени. на его выходе переполпения образуется импульс, поступаю2О ший на управляющий вход регистра 10. При этом в последний заносится код, соответствующий температуре кристаллизации (температуре ликвидуса).

И

Для определения концентрации углерода в расплаве по температуре ликвидуса устройство снабжено функциональным преобразователем 1 1, реализующим известную з;,» висимость между содержанием углерода и температурой ликвидуса. Он может быть выполнец, например, в виде диодного матричного элемента.

Устройство для определения концентрации углерода в жидком металле . позволя- З5 ет полностью автоматизировать контроль, повысить его надежность. Полученный код концентрации углерода может быть непосредственно введен в IBM в качестве сигнала обратной связи системы автоматичесс

6"

1 кого управления сталеплавильным процес- сом, а также в флок световой индикации или на цифропечатающее устройство.

Предмет изобретения

Устройстйо для определения концентрации углерода в жидком металле по тем-. пературе ликвидуса, состоящее из кристаллизатора, датчика температуры и вторичного прибора с регистрирующим устройством, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности

\ контроля и обеспечения возможности при-", менения устройства в замкнутой системе

1 автоматического управления сталеплавильным процессом, оно содержит преобразователь перемещение - унитарный код; вход которого соединен с устройством для регистрации вторичного прибора, и вычислительный блок, состоящий из генератора тактовых импульсов, синхронизирующего устройства, порогового счетчика, счетчика времени, реверсивного счетчика, регистра и функционального преобразователя, причем генератор тактовых импульсов через синхронизируюшее устройство соединен со счетчиком времени, выход переполнения которого связан с управляющим входом регистра, а выходы преобразователя перемещение — унитарный код через синхрони- зирующее устройство связаны с шинами сложения и вычи гания порогового счет- чика и реверсивного счетчика, причем выход переполнения порогового счетчика соединен с шиной сброса счетчика времени, а реверсивный счетчик шинами параллельной передачи кода соединен с регистром, выход которого соединен с входом функционального преобразователя.