Устройство для контроля концентрации углерода в жидком металле

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О ll И С А Н И Е li Бввввв

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено06.09.74 (21) 2059723/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.78. Бюллетень ¹9 (45) Дата опубликования описания 25-02.78 (51) М. Кл.

G 06 F 15/46

& 01 N 25/06

Гасударственный камитет

Саввта Министрав СССР па делам ивабретений н аткрытий (53) УДК 681.323 (088.8 ) i

Фйд 3siii)kPi) ":j ) (72) Авторы изобретения

Л, С. Файнзильберг и Л, С, Житецкий (71) Заявитель

Ордена Ленина институт кибернетики AH Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ KOHUEHTPAUNH УГЛЕРОДА

B ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при физико-химическом анализе металлов и сплавов, например, в черной металлургии для автоматического контроля содержания углерода в жидком металле.

Известны устройства, содержащие последовательно соединенные кристаллизатор, датчик температуры, блок регистрации, преобразователь перемещение-код и распределитель сигналов, вход которого подключен к выходу генера- 1О тора тактовых импульсов, счетчик порога и реверсивный счетчик, входы сложения и вычитания которых соединены с соответствующими выходами распределителя сигналов, выход счетчика порога подключен к входу установки

15 счетчика времени, выход которого соединен с единичным входом триггера и управляющим входом регистра, выход которого через функциональный преобразователь подключен к информационному выходу устройства, вход соединен с выходом реверсивного счетчика, единичный 2П выход триггера подключен к управляю1цему выходу устройства.

На практике встречаются случаи, когда в связи с нарушением технологии отбора пробы металла (малая порция пробы, недостаточное сВ раскисление и пр.) на кривой охлаждения отсутствует площадка IIII BHgq са, и необходимо производить повторный анализ.

Однако в известны.; устройствах для таких случаев не предусмотрена сигнализация 00 окончании цикла измерс пия и необходимости проведения повторного анализа. В качестве такой сигнализации в известных устройствах можно использовать тот факт, что каретка б.;ока регистрации вернулась в исходное (крайнее левое) положение. Такой сигнал может быть выдан с помощью, например, микровыключателя, расположенного в крайнем лево;1 положении. Но практически каретка 11оз11ращается в крайнее положение по ист.чению значительногo времени (до 2 — 2,5 мин с момента начала движения). В связи с этим при использовании такого сигнала будет потеряно зна штельное время, что в конечном итоге скажется на произBOQHTB ibHOCTH МCTPOHCTBB.

Кроме того, в известных устройствах не исключена возмож1гость регистрации ложной площадки, которая может появиться на кривой по истечению времени. превышающего реBльное вр мя образования площадки ликвидуса, котопое пракTII Icс1 11 составляет 2о — ЗО с с момента взят;я пробы металла. Указанное обстоятельство снижает надежность устройства.

596959

Так, например, если время цикла принято г„=25 с, то при частоте импульсов на входе

1 — -4 Гц код п„равен 100 (двоичное число ! 100100) . Следовательно, переключатели третьего, шестого и седьмого разрядов блока 14 необ- ходимо установить в положение единицы, а остальные — в положение нуля.

Целью изобретения является повышение производительности и надежности устройства.

Для этого в устройство введены элементы

И, сигнализатор повторения анализа, блок переключателей и счетчик цикла, выход которого через блок переключателей соединен с входами первого элемента И, управляющий вход которого подключен к нулевому выходу триггера, выход соединен с управляющим входом второго элемента И и входом сигнализатора повторения анализа, выход которого подключен к выходу устройства, выход распределителя сигналов через второй элемент И подключен к счетным входам счетчика времени и счетчика цикла.

Введение новых компонентов. и связей с одной стороны позволяет осуществить сигнализацию о необходимости повторения анализа при отсутствии площадки ликвидуса на кривой в течение времени цикла измерения, а с другой стороны предотвращает возможность ложного срабатывания устройства на непредставительной площадке, наступившей по истечении реального времени цикла.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Устройство для контроля концентрации углерода в жидком металле содержит кристаллизатор 1, датчик температуры 2, блок регистрации 3, преобразователь 4 перемещения в код, распределитель сигналов 5, генератор 6 тактовых импульсов, счетчик времени 7, счетчик 8 порога, реверсивный счетчик 9, регистр 10, функциональный преобразователь 11, триггер 12, счетчик 13 циклов, блок 14 переключателей, элемент И 15, сигнализатор повторения анализа 16, элемент И 17, выходы 18 — 20 устройства.

Выходами устройства являются выходы функционального преобразователя 11 (информационный выход), выходы триггера 12 и сигнализатора повторения анализа 16 (сигнализирующие и управляющие выходы).

Устройство работает следующим образом.

В кристаллизаторе 1 проба жидкого металла охлаждается и при достижении температуры ликвидуса начинает кристаллизоваться. Датчик температуры 2 контролирует изменение температуры металла во времени. Сигнал от датчика

2 поступает в блок регистрации 3, на котором фиксируется кривая изменения температуры металла. При этом в зависимости от изменения температуры каретка блока 3 перемещается в ту или иную сторону.

Перемещение каретки блока 3 с помощью преобразователя 4 преобразуется в унитарный код — последовательность электрических импульсов, количество которых пропорционально перемещению. В зависимости от направления движения каретки импульсы от преобразователя 4 через распределитель сигналов 5 поступают на вход сложения или вход вычитания реверсивного счетчика 9. В результате в последнем образуется код текущей температуры металла.

Импульсы от преобразователя 4 через распределитель 5 поступают также на входы сло5

2G

50 жения и вычитания счетчика 8. Если на любой из его входов поступит число импульсов, соответствующее величие с,.равной порогу нечувствительности устройства к перемещению каретки на участке кристаллизации, то на одном из его выходов (в зависимости от знака перемещения каретки) образ ется импульс переполнения.

Этот импульс автоматически устанавливает счетчик 8 в нуль и поступает на вход установки в нуль счетчика времени 7.

На счетный вход счетчика времени 7 через элемент И 17 и распределитель 5 поступают импульсы от генератора 6. Распредели- ель 5 предназначен для разделения во времени сигналов от генератора 6 и преобразователя 4, что необходимо для обеспечения надежности устройства.

После каждого сброса счетчика времени

7 импульсом на выходе переполнения счетчика

8 счетчик времени 7 начинает новый отсчет времени — считает импульсы генератора 6. Если по истечении промежутка времени, на который настроен счетчик времени 7, он не будет сброшен импульсом переполнения счетчика 8, т. е. колебания каретки в течение этого времени не превысили величины (, то на выходе переполнения счетчика времени 7 образуется импульс. Этот импульс поступит на единичный вход триггера 12 и на управляющий вход реги стр а 10.

Таким образом, при перемещении каретки блока 3 на участках кривой, где отсутствует площадка, счетчик времени 7 будет постоянно сбрасываться импульсами переполнения счетчика 8, не успев переполниться. При наступлении площадки ликвидуса счетчик 8 переполняться не будет, и на выходе переполнения счетчика времени 7 образуется импульс, кото- рый перепишет из реверсивного счетчика 9 в регистр 10 код температуры ликвидуса.

Счетчик 13 предназначен для подсчета общего времени цикла измерения с момента начала движения каретки. Как только каретка начинает движение с крайнего левого положения, счетчик 13 с помощью встроенного в блок

3 микровыключателя устанавливается в нуль.

По мере движения каретки в процессе охлаждения пробы металла импульсы от генератора

6 через распределитель 5 и открытый элемент

И 17 поступают на вход счетчика 13. На блоке

14 устанавливается код (вручную при настройке прибора), соответствующий максимальному времени до образования площадки ликвидуса и соответствующий времени цикла измерения г,.

Этот код п„. может быть определен из следующего соотношения: n„=f „ где — частота импульсов на входе счетчика цикла, Гц;

r — время цикла, с.

596959

Форму.1а изобретения

1! !1111И1111 Здкии 14! i iIi;3 ë 826 1 I 0;jiliiC lI oC

Филиил П П П ;11иsc,, », и. У:i., 1 ",.... 1:;,:. ° -иии. 1

Каждый из переключателей блока 14 подключает к элементу И 15 единицу или нуль соответствующего разряда счетчика цикла. Следовательно, когда в счетчике 13 образуется число пц, соответствующее времени цикла измерения, то на входы элемента И 15 поступят разрешающие потенциалы. Если при этом триггер 12 находится в нулевом состоянии, что означает отсутствие площадки ликвидуса в течение цикла измерения, то выходной сигнал элемента совпадения поступит на управляющий вход элемента И 17. Элемент И 17 закроется, в связи с чем прекратится прохождение импульсов генератора на вход счетчика времени 7 и счетчика циклов 13. Тем самым блокируется сигнал об окончании времени цикла и предотвращается возможность образования импульса переполнения на выходе счетчика времени

7 при появлении площадки после окончания времени цикла измерения. Одновременно с этим выходной потенциал элемента И 15 поступает на вход сигнализатора повторения анализа 16.

Если же в течение времени цикла измерения площадка ликвидуса обнаружена, то триггер

12 устанавливается в единичное состояние. Тем самым предотвращается возможность выдачи сигнала на повторение анализа.

Для преобразования кода температуры ликвидуса, занесенного в регистр 10, в код концентрации углерода в устройстве предусмотрен функциональный преобразователь 11, реализующий известную зависимость между указанными величинами.

Устройсгво для контроля концентрации углерода в жидком металле, содержащее последовательно соединенные кристаллизатор, датчик температуры, блок регистрации, преобра зователь перемещение-код и распределитель сигналов, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, счетчик порога и реверсивный счетчик, входы сложения и вычитания которых соединены с соответствующими выходами распределителя сигналов, выход счетчика порога подключен к входу установки счетчика времени, выход которого соединен с единичным входом триггера и управляющим входом регистра, выход которого через функциональный преобразователь подключен к информационному выходу устройства, вход соединен с выходом реверсивного счетчика, единичный выход триггера подключен к управляющему выходу устройства, от.шчаюшееся тем, что, с целью повышения производительности и надежности устройства, в него введены элементы

И, сигнализатор повторения анализа, блок переключателей и счетчик цикла, выход которого через блок переключателей соединен с входами первого элемента И, управляющий вход которого подключен к нулевому выходу триггера; выход соединен с управляющим входом второго элемента И и входом III IIàëèçàòoðà повторения анализа, выход которого подключен к выходу устройства, вы од распределителя сигналов через второй элемент И подключен к счетным

ЗО входам счетчика времени и счетчика цикла.