СКАНИРУЮЩИЙ ПИРОМЕТР Советский патент 1995 года по МПК G01J5/14 

Изобретение относится к области радиационной пирометрии и может быть использовано для контроля наличия плен на поверхности расплава металла в печи.

Известно устройство для контроля наличия плен на поверхности зеркала расплава металла, в котором элементом, воспринимающим излучение, является радиационный пирометр.

Недостатком этого устройства является малая разрешающая способность, особенно при вакуумной плавке, когда плена имеют малые размеры по отношению ко всему зеркалу металла.

Наиболее близок изобретению сканирующий пирометр, содержащий корпус с соосно установленными в нем объективом и многоэлементным приемником излучения, выходы которого через коммутатор подключены к запоминающему устройству, блок обработки сигнала и блок синхронизации.

Недостаток этого пирометра заключается в том, что для работы с ним необходимо присутствие человека, наблюдающего за изображением на приемной телевизионной трубке, поэтому возможны погрешности в точности определения наличия окисных пленок на поверхности расплава металла из-за субъективных особенностей зрения.

Цель изобретения повышение точности определения наличия окисных пленок на поверхности расплава металла.

Поставленная цель достигается тем, что в сканирующий пирометр, содержащий корпус с соосно установленными в нем объективом и многоэлементным фотоприемником излучения, выходы которого подключены через коммутатор к запоминающему устройству, блок обработки изображения и блок синхронизации, дополнительно введены второй коммутатор, второе запоминающее устройство и блок сравнения, при этом вход второго запоминающего устройства через второй коммутатор подключен к выходу многоэлементного фотоприемника излучения, выходы обоих запоминающих устройств подключены к входам блока сравнения, а выход последнего подключен к входу блока обработки изображения, выходы блока синхронизации подключены к управляющим входам коммутаторов и блока сравнения, а к его входу подключен один из выходов блока обработки изображения, причем многоэлементный фотоприемник излучения, в свою очередь, установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси синхронно в соответствии с работой коммутаторов.

Блок-схема предлагаемого сканирующего пирометра изображена на чертеже.

Сканирующий пирометр содержит корпус 1, в котором соосно установлены объектив 2 и многоэлементный фотоприемник излучения 3, который установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси О-О и выходы которого подключены к входам коммутаторов 4 и 5, а управляющие входы последних подключены к выходам блока синхронизации 6. Выходы коммутаторов 4 и 5 соответственно подключены к входам запоминающих устройств 7 и 8, а выходы последних подсоединены к входам блока сравнения 9, выход которого подключен к входу блока 10 обработки изображения. Один из выходов блока 10 подсоединен к входу блока синхронизации 6, а к его выходу управляющий вход блока сравнения 9.

Сканирующий пирометр работает следующим образом.

Как только металл в тигле индукционной печи полностью расплавился, выдается команда на отключение нагрева печи. По этой команде включается блок синхронизации 6, включающий коммутатор 5. Последний подключает выходы многоэлементного фотоприемника излучения 3 к входу запоминающего устройства 7, в котором записываются в определенной последовательности электрические сигналы, соответствующие температуре поверхности расплава металла. На поверхности расплава металла могут находиться окисные пленки, температура которых отличается от температуры расплава чистого металла. Готовность расплава металла к разливу определяется отсутствием окисных пленок на поверхности расплава. Для их удаления температура расплава поддерживается на одном и том же уровне. При этом идет процесс выжигания окисных пленок.

Через определенный промежуток времени блок синхронизации 6 выдает команду на поворот многоэлементного фотоприемника излучения 3 на некоторый угол вокруг его оптической оси О-О, отключает коммутатор 5 и, после поворота многоэлементного фотоприемника излучения 3 включает коммутатор 4. Последний подключает выходы многоэлементного фотоприемника излучения 3 к входу запоминающего устройства 8, где запись производится в той же последовательности, что и в запоминающем устройстве 7. Поворот на некоторый угол многоэлементного фотоприемника излучения 3 позволяет исключить влияние погрешности чувствительности его элементов, т.к. независимо от погрешности в случае наличий окисных пленок на поверхности расплава металла электрические сигналы, выдаваемые многоэлементным фотоприемником излучения 3, будут отличаться от тех, которые будут получены в случае отсутствия окисных пленок на поверхности расплава. После записи в запоминающем устройстве 8 блок синхронизации 6 выдает команду на блок сравнения 9, где происходит сравнение содержимого обоих запоминающих устройств 7 и 8. Если их содержимое идентично между собой до величины, не превышающей заранее установленного порога, это соответствует тому, что на поверхности расплава окисных пленок нет. Блок сравнения 9 выдает сигнал, по которому блок 10 обработки изображения выдает команду на "разлив".

Если разница между содержимым запоминающих устройств 7 и 8 превышает заранее установленный порог, то блок сравнения 9 выдает другой сигнал на блок 10 обработки изображения, по которому последний выдает команду на повторное включение нагрева, а также подает команду на блок синхронизации 6 на стирание информации в запоминающих устройствах 7 и 8 и отключение коммутатора 4 и на повороттом многоэлементного фотоприемника излучения 3 в исходное положение. Через определенный промежуток времени блок синхронизации 6 снова включает коммутатор 5 и т.д.

Таким образом, сканирующий пирометр повышает точность определения наличия окисных пленок на поверхности расплава металла за счет обеспечения автоматической фиксации изображения поверхности расплава металла при различных угловых положениях относительно оптической оси многоэлементного фотоприемника излучения, при сравнении которых делается автоматически (независимо от субъективных способностей человека) вывод о наличии плен и о необходимости либо разлива, если плен нет, либо последующего нагрева для выжигания имеющихся плен.

СКАНИРУЮЩИЙ ПИРОМЕТР, содержащий корпус с соосно установленными в нем объективом и многоэлементным фотоприемником излучения, выходы которого подключены через коммутатор к запоминающему устройству, блок обработки изображения и блок синхронизации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения наличия окисных пленок на поверхности расплава металла, дополнительно введен второй коммутатор, второе запоминающее устройство и блок сравнения, при этом вход второго запоминающего устройства через второй коммутатор подключен к выходу многоэлементного фотоприемника излучения, выходы обоих запоминающих устройств подключены к входам блока сравнения, а выход последнего подключен к входу блока обработки изображения, выходы же блока синхронизации подключены к управляющим входам коммутаторов и блока сравнения, а к его входу подключен один из выходов блока обработки изображения, причем многоэлементный фотоприемник излучения, в свою очередь, установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси синхронно в соответствии с работой коммутаторов.