Устройство для определения температуры жидкого металла
О П И C А Н И Е (,872981
ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ
CoIo3 Советснни
Социалистические Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 20. 1 1 . 19 (21) 2840993/18-1 О
I (51)M. Кл. с присоединением заявки М
G 0l К 7/02
3Ьвударетеевнмй квинтет
СССР ае аеаам изобретений а етерыткй (23) Приоритет
Опубликовано 15.10-81 ° Бюллетень _#_a 38
Дата опубликования описания 15.10.81 (53) УДК 536.53 (088.8) В.И.Соловьев, P.À.Ñèìñàðüÿí, В.П.фадеев А.А.Ершов, Т.М.Даниелян, А.Е.Кошелев и В+-.Лачков
I т
Ордена Ленина институт проблем,Зап но -Сибирский металлургический завод им.50-летия.,Великого Октября и Сибирский иеталлургическ институт им, Серго Орджоникидзе---... (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
ЖИДКОГО МЕТАЛЛА
Изобретение относится к темпера- турным .измерениям и предназначено для измерения температуры жидкого. металла посредством термоэлектричес-кого термометра кратковременного погружения.
Известен цифровой термометр, со- держащий термоэлектрический датчик температуры, соединенный через входной переключатель с преобразователем напряжение — частота, ключевое устройство, блок памяти, блок управ-, ления, который может быть использован для изм6оения температуры жидкого металла (1).
Недостатком этого термометра является неудовлетворительная точность определения температуры, обусловленная тем, что измеренный сигнал зашумлен различного рода помехами,- воз» никающими из-за несовершенства термоэлектрических термометров, измери" тельных цепей, 2
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения температуры жидкого металла, содержащее последовательно соединенные термоэлектрический термометр, блок предварительной. обработки и блок усреднения сигнала, блок оценки производной сигнала, соединенный с первым входом блока сравнения, первый выход которого соеди- . нен со входом регистратора 52(.
Однако это устройство не обеспечивает достаточной точности и достоверности, так как определение температуры путем обычного усреднения фактического сигнала возможно только при действии так называемых гауссовских помех. Грубые измерения типа "выбросов" уменьшают точность определения температуры.
Целью изобретения является повышение точности определения температуры.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок
872981
4 поступает в блок фильтрации грубых измерений 6, где реализуется следующая функция
5 e(ng, )e (ко! р
М N P „. ï е(п.1,ЛЕЩ), (З) прогнозирования сигнала, блок оценки величины сигнала. и блок фильтрации, вход которого подключен ко второму выходу блока сравнения, а выхцц соединен со входом блока оценки производной сигнала и первым входом блока оценки величины сигнала, второй вход которого соединен с выходом блока прогнозирования и вторым входом блока сравнения, а выходы соединены с регистратором и первым входом блока прогнозирования сигнала, причем первый вход блока сравнения соединен со вторым входом блока прогнозирования, а третий вход подключен к выходу блока усреднения сигнала.
На чертеже приведена блок-схема устройства.
Устройство содержит последовательно соединенные термоэлектрический го термометр 1, блок предварительной
Обработки сигнала 2, блок усреднения сигнала 3, блок сравнения 4, регистратор 5, блок фильтрации 6 грубых измерений, блок оценки величины сиг,нала 7, осуществляющий определение и запоминание величины сигнала, блок оценки производной сигнала 8, блок прогнозирования сигнала 9.
Устройство работает следующим об30 разом.
Дискретный сигнал1 ь 1, n-=1,2..., с шагом квантования времени ьп= t>"t, сформированный в блоках р» и:
1-3 с выхода блока усреднения сиг,.нала 3 поступает на вход блока срав-.
1нения 4. На другой вход этого же блока подается прогнозируемое значе-. ние сигнала м Гnj определяемое в блоке прогнозирования сигнала 9 по
Уравнению
4О где p>0 — некоторый параметр, определяющий свойства защищенности алгоритмов от влияния грубьы измерений. Например, если обычная помеха имеет нормальное распределение с нулевым средним и дисперсией то параметр 1 можно выбирать
) г в виде f6 =Ь5+2,56, где Ь5 — модуль вероятного приращения полезного сигнала на соседних отсчетах. Функция вида (3) может быть реализована пропорциональным звеном с зоной насыщения.
В блоке 8 производится определение и запоминание оценки производной сигнала С Г ) по рекуррентному ,уравнению
C2(n)=C>Pn- )+3 )Е(ь, (4) а в блоке 7 производится определение . 1 и запоминание оценки величины сигнала C C„png=С„ - +а„С (и-1+4„Ч ь1eLn31 () где c{. и с1, — настраиваемые параметры. Искомое значение температуры принимается равным оценке полезного сигнала C„ Pn) при условии, что оценка производной сигнала С (n) меньше 2 или равна установленному порогу ) на заданном числе 1 временных тактов отсчета сигнала, т.е. л g (п =С„(п-13+ Ъ „ 2(n-"3 1 1 где С„ 0 11 — ОЦенка сигнала ОПР"еляемая в блоке оценки величины сигнала на предыдущем шаге; С (т -1J — оценка производной сиг1 нала, определяемая в блоке оценки производной сигнала 8 на предыдущем шаге. Выходной сигнал блока сравнения 4, P RBHbIH Е в3=х(3-х(1, (2) lC (h КЯ <у, К=О,1,Ъ.--(Š— 1) . (ь). 45 Сравнение текущей оценки производной с уатавкой выполняется в блоке сравнения 4, с выхода которого в опре-. деленныймомент, соответствующий выполптол-, нению условия (6), подается сигнал в регистратор 5 ° Применение устройства позволяет с более высокой точностью определять температуру металла, так как прогнозирование сигнала и основанная на нем помехозащищенная корректировка обеспечивают фильтрацию грубых измерений и выделение информативного участка 8729 Формула изобретения ВНИИПИ Тираж 91 кривой, характеризующего установившуюся температуру. Устройство для определения температуры жидкого металла, содержащее последовательно соединенные термоэлектрический термометр, блок предваритель- о ной обработки и блок усреднения сигнала, блок оценки производной сигнала, соединенный с первым входом блока сравнения, первый выход которого соединен со входом регистратора, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цель@ повыпения точности определения температуры, s него введены блок прогнозирования сигнала, блок оценки величины сигнала и блок фильтрации вход щ .которого подключен ко второму выходу блока сравйения, а выход соединен со . Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.ÏðîåêòHàÿ,4 81 6 входом блока оценки производной сигнала и первым входом блока оценки величины сигнала, второй вход которого соединен с выходом блока прогнозирования и вторым входом блока сравнений, а выходы соединены с регистратором и. первым входом 6лока прогнозирования сигнала, причем первый вход блока сравнения соединен со вторым входом. блока, прогнозирования, а третий вход 1подключен к выходу блока усреднения сигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ф 246115, кл. G Ol К 7/02, 1974. 2. Шифер П., Бретц М. Применениецифровых измерительных устройств для. определения температуры погружными термопарами. — "Черные металлы", 1967, 9 7, с. 38, рис. 8.
