Устройство для автоматического контроля границы зоны варки в стекловаренной печи

 

Союз Советских

Социалистических

Веспубпик

О П И С A H И E (ii, 558875

И3ОБРЕТЕН ИЯ

/

t, Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву

2 (51) М Кл С03 В 5/24 (22) Заявлено 15.12.75 (21) 2199707/ЗЗ с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.05.77. Бюллетень № 19 (53) УДК 666.1(088.8) (45) Дата опубликования описания, ll 12.77.

Гввудврвтавккьй квиктвт

CNNI Мккквтрва СССР вв давки кавбрвтвнкк в вткрыткк

А. А. Бялик, С. И. Кадлец и Б. И. Покрасс (72) Авторы изобретения

Киевский филиал Всесоюзного наумко-исследовательского и проектно-конструкторского инсппутз о автоматизации предприятий промышленности строительных NRTepHsBQB (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ГРАНИЦЫ

ЗОНЫ ВАРКИ В CFEKJlOBAPKHHOA ПЕЧИ

Изобретение относится к автоматическому контролю npowcca варки стекла в ванных стекловарениых печах.

Известно устройство для автоматического контроля границы зоны варки в стекловаренной пе и, основанное на измерении иэлучвтельной способности стекломассы по длине печи прн поьтсяпн сквиируюпитх радиационного пиромвтра или телевизионной камеры (11. В этом устройстве положение границы зоны варки определяется по разности температур (коэффициентов черноты излучения) .шихты и чистого зеркала стекломассы.

В связи с тем, что при переходе границы зоны варка коэффициент черноты излучения и, соответственно, иэпучательная способность стекломассы, меняются незначительно, чувствительность указанных устройств недостаточна для обеспечения требуемой точности контроля. Известно и другое устройство дпя автоматического контроля границы зоны варки в стекловаренной печи, содержащее модулятор, установленный перед источником света оптической системы, направляющей световой поток в стекловаренную печь, с механизмом сканирования, фото. приемник и регистрирующий блок (2). Недостатком известного устройства является высокая сложносп и, квк следствие, невысокая надежность, связанные с использованием для регистрации отраженного светового луча большого числа фотоприемников.

Уменьшение же числа фотоприемников автома5 тически ведет к повышению дискретности контро1 ля, т.е. к снижению точности определения положения границы.

Кроме того, известное устройство иоэволяет контролировать положение границы эоны варки

10 только в одном продольном сечении стекловаренной печи, что (нвнример, прн ассиметричном расположении границы) недостаточно для обеспечения требуемой точности. К числу недостатков известного устройства может быть отнесена также зависимость

15 показаний от уровня стекломассы и сложность оптинской юстировки.

Цель предлагаемого изобретения — повышение надежности и точности определения положения границы зоны варки.

20 Это достигается тем, что известное устройство снабжено интегратором, усилителем — дифференцнатором, фильтром. блоком синхронизации, поляризатором, расположенным на пути светового луча, и анализатором, установленным на пути отраженного луча, причем плоскости поляризации

558815

20

35

55 ьо поляризатора и анализатора взаимно перепен дикулярны, а регистрирующий блок подключен к выходу интегратора, один из входов которого соединен с блоком синхронизации, другой вход г интегратора подключен через усилитель — дифференциатор с фильтром, размещенным последоBRI6JIbHo с фотоприемником перед анализатором.

На чертеже изоСражена схема устройства для контроля положения границы зоны варки, установленного на своде стекловаренной печи.

Устройство содержит источник 1 света с модулятором 2, оптическую систему, которая состоит из светоделительного кубика 3,; нзы 4, поляризатора 5, анализатора 6 и механизма 7 сканирования, фотопри. емник 8, блок 9 синхронизации с дополнительным анализатором 10, дополнительным фотоприемяиком 11 и пороговым элементом 12, регистратор 13, интегратор 14, усилитель-дифференwallop 15 и фильтр 16. Устройство Установлено в своде 17 стекловаренной пещ в районе преднолагае мой границы 18 между зоной 19, покрытой шихтой и варочной пеной, и зоной 20 чистого зеркала стекломассы.

Устройство работает следуюип1м образом.

Световой луч от источника 1 модулируется модулятором 2 и, проходя через поляризатор 5, поляризуется в определенной плоскости. Механиэм 7 сканирования, например, вращающееся эеркь ло, осуществляет сканирование поверхности стекломассы в районе границы 18.

Сканирование может производиться в продольном сечении печи построчно, при этом расстояние между соседними продольными сечениями, в которых осуществляется сканирование, выбирается в зависимости от требуемой ст пени дискретности. Оптическая линза 4 направляет сканирующий световой поток в печь через отверстие в своде 17 печи. Часть светового потока при помощи светоделительного кубика 3 направляется на анализатор 6 блока синхронизации 9. Анализатор 6 пропускает световой поток источника 1 на фотоприемник 11, который через пороговый элемент 12 выдает на интегратор 14 сигнал, соответствующий началу отсчета. Цаправленный в печь световой поток попадает на поверхность стекломассы, часть которой отражает свет диффузно, вследствие рассеяния света поверхностью шихты и пены, а часть — зеркально. Цтражеш ый поверхностью стекломассы световой лоток собирается оптической линзой 4 и прн помощи светоделительного кубика 3 направляется на фотоприемннк 8. Так как плоскость поляризации анализатора 6 перпендикулярна плоскости поляризации поляризатора 5, зеркально отраженный зоной 20 луч, полностью гасится, проходя через анализатор 6. При переходе лу а через границу 18 зоны варки в зову 19, покрытуlo шихтой и пеной, из-33 диффузного рассеяния про исхопнг лсцоляризация по,итрнзованного светового пучка. В згом случае отраженный срс т чали 01(> прохопит через аналн:и тор Ь и засвечивает фотс>приемник 8. Фоновое излучение печи отсекается при помощи фильтра 16, настроенного на частоту модуляции.

Сигнал фотоприемника 8 поступает на вход усилителя — дифференциатора 15, который при пересечении лучом границы 18 и соответственно, изменении сигнала фотоприемника 8, формирует усиленный сигнал с крутым передним фронтом и выдает его на вход интегратора 14. Запуск интегратора 14 (начало отсчета времени) осуществляется по сигналу блока 9 синхронизации. Выходное напряжение интегратора 14 линейно возрастает до появления на одном из его входов сигнала фотоприемника 8 о пересечении световым лучом границы 18 зоны варки. Таким образом, напряжение на выходе интегратора 14 пропорционально временному интервалу межд» сигналами блока 9 синхронизации и фотоприемника 8.

Это напряжение, пропорциональное при постоянной скорости сканирования положению границы 18 зоны варки в печи, регистрирует регистратор 13, Предлагае мое устройство позв оляет значительно повысить точность контроля без усложнения устройства и снижения его надежнос и. Несмотря на то, что отраженный зеркалом стекломассы световой поток значительно больше диффуэно отраженного шихтой и леной светового потока, попадаюгего в поле зрения оптической системы, чувствительность фотоприемника к диффузно отраженному свету значительно выше, чем к зеркально отраженному, благодаря использованию пары поляризатор-анализатор с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации. Устройство может быть полностью собрано в одном корпусе, что зна чительно упрощает его эксплуатацию и обслуживание.

Кроме того, устройство позволяет контролировать положение границы варки практически по всей шири. не печи в любом продольном сечении без применения каких либо дополнительных элементов. По предварительным данным годовой экономический эффект от использования одного устройства на стекловаренной печи составит 5,5 тыс. руб, \

Формула изобретения

Устройство для автоматического контроля границы зоны варки в стекловаренной печи, содержащее модулятор, установленный перед источником света оптической системы, направляющей световой поток в стекловаренную лечь, с механизмом сканирования, фотоприемник и регистрирующий блок о тл и чаю щ ее с я тем, что с целью повышения надежности и точности определения положения границы зоны варки, оно снабжено интегратором, усилителем--дифференциатором, фильтром, блоком синхронизации, пол: ризатором, раси >ложенным на пути светового луча, и анализатс ром, установленным на пути отраженного луча, ю причем плоскости поляризации поляризатора и анализатора взаимно перпендикулярны, а регистрирующий блок по tKJ!KvlcH к выходу интегратора. один из Входов которого соелине с блоком синхронизации, лру5S887>

1. Авторское свидетельство И" 339512, М.Кл .

С 03 В 5/24, 01.04.70.

2. Авторское свидетельство М 485076, M,Кл

С 03 В 5/24, 12.06.73.

Составитель Л. Шарова

Техред М Келемеш

Редактор А. Морозова

Корректор С Герасимова

Тираж 583 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

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

Заказ 1301/80

Филиал ПНП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная. 4 ай вход интегратора tlollK Jlio÷åí через усилитель-диф ференциатор с фильтром, размещенным последователь ио с фотоприемником перед анализатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1