Устройство для исследования процесса износа графитовых нагревателей Советский патент 1986 года по МПК G01N25/18 

1

Изобретение относится к области электропечестроения, а именно к уст- ройствам для исследования процесса износа графитовых нагревателей.

Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг,1 показано устройство, общий вид; на фиг, 2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 - датчик блока, контроля размеров образца; на фиг, 4 - упрощенная электрическая схема устройства; на фиг, 5 - образец регистра- ,ции результатов испытаний на диаграммных лентах самописцев; на фиг.6- конструкция излучателя и приемника сигнала i

Устройство для исследования процесса .износа графитовых нагревателей содержит корпус 1, размещенную в нем вакуумную камеру 2 с окнами 3, водо- охлаждаемьми токоподводами 4.и захватами 5 для размещения образца 6. Кроме того, в корпусе 1 размещен блок контроля распределения температуры по образцу, содержащий реверсируемый электродвигатель 7, размещенный на качающейся штанге 8, противовесы 9, два регулируемых упора 10 и П, два концевых выключателей 12 и 13, контактирующих с упорами 10 и П, кольцевой реохорд 14, установленный по оси качания штанги 8, и фотодатчик I5, размещенный на конце ттанги 8 с оптической системой 16„ Блок контроля размеров образца содержит реле 17 с основанием 18 и с контактами 19 и 20, на колеблющемся якоре реле размещен фотодатчик 21, на основании 18 против отверстия 22 размещена оптическая система 23, Кроме того, блок контроля размеров образца содержит реверсируемый электродвигатель 24 , размещенный на щейдя-щтанге 25, кольцевой реохорд 26, установленный на оси качания штанги 25, регулируемые упоры 27, концевые выключатели 28 и противовесы 29. Реле 17 размещено на конце

штанги 25.

f

Подача питания для нагрева образца 6 осуществляется через захваты 5 и водоохлаждаемые токоподводы 4 от автотрансформатора 30 при контроле питания амперметром 31 и вольтметром 32, На конце штанги 8 размещен излучатель 33 сигнала синхронизатора, на

12330231

штанге 25 - приемник 34 сигнала синхронизатора возможно и обратное размещение) , Откачка воздуха из камеры2 ос ;лцествляется с помощью вакуумного

5 насоса 35, подача инертного газа из баллона 36 - через редуктор 37, Давление контролируется датчиком 38 с указателем 39. Для отладочньрс экспериментов с блоком контроля размеров

10 образца используется осветитель 40, для гра,дуировки блока измерения распределения температуры по образцу и определения уровня абсолютной температуры используется пирометр 41,:РеtS версирование электродвигателя 7 осуществляется с помощью реле 42 с обмоткой, которое подключает и отключает своими нормально разомкнутыми контактами 43 ( один из них служит для

20 блокировки концевого выключателя 12) и нормально замкнутыми контактами 44 конденсаторы 45 и 46 различной емкости к обмоткам электродвигателя 7 (в данном случае использован электродви25 гатель переменного тока, для электродвигателя постоянного тока необходимо применять переброску концов обмо- ток с помощью соответствующих контак-. тов реле), Измерение распределения

30 температуры по образцу осуществляет ся с помощью двух фотодиодов 47 (один из которых затемнен, а другой визирован на образец 6), образующих фотодатчик 15, Фотодиоды 47 включены

35 в мостовую схему вместе с подстроеч- ными резисторами 48, Реохорд 14 включен в мостовую схему с подстроечными резисторами 49, Сигнал с мостовой схемы с фотодиодами 47 подается на

40 вход У с мостовой схемы с реохордом 14 - на вход X двухкоординатного са- 5.1описца 50,

Параллельно входу У самописца 50 подключена цепь из последовательно включенных резистора 51 и нормально разомкнутых контактов 52, Такая же . цепь из нормально разомкнутых контактов 53 и резистора 54 включена парйл- лельно входу самописца 55, осуществляющего запись сигнала во времени, так же, как и самописец 56. Фотодиоды 57, образующие фотодатчик 21. (один из фотодиодов затемнен, другой визирован на образец 61, включены в 55 мостовую схему с подстроечными резис торами 58,. а реохорд 26 - в мостовую схему с подстроечными резисторами 59, iФотодиоды 57 закреплены на якоре ре45

50

J

ne 17, a реохорд 26 связан с валом электродвигателя 24. Таким образом, самописцы «тодлючены к выходам блоков контроля. Питание всех мостовых схем а также синхронизатора, осуществляется от стабилизаторов 60 постоянного напряжения, подключенных каждый к соответствующей обмотке трансформатора На вход фотореле 62 включен фотоприемник 63 (в качестве которого могут (йать использованы как фотосопротивления , так и фотодиоды, а также И другие фотоприборы с малым временем срабатывания), освещаемый лампой 64, Нормально замкнутые контакты 65 реле 66 вкгаочеиы в цепь обмотки реле 17, а нормально разомкнутые контакты 19 реле 17 включены в цепь обмотки реле 66 (для регулирования времени срабатьтания параллельно обйоткам могут подключаться конденсаторы).. Реверсирование электродвигателя 24 осуществляется путем переключения.конденсаторов 67 и 68 с помощью нормально разомкнутых 69 и нормально замкнутых 70 контактов реле 71. В цепь обмотки реле 71 включены концевые вык-. лючатели 28, один из которых, нормально замкнутый, последовательно, а второй, нормально разомкнутый, параллельно нормально разомкнутым контактам 72 реле 71.

Синхронизатор содержит излучатель 33 сигнала, содержащий цилиндрический корпус 73 с малогабаритной лампой 64 накаливания, светодиодом или иным светоизлучающим элементом, систему линз 74, диафрагму 75 и светофильтр 76. Приемник 34 сигнала синхронизатора выполнен в виде ци;тндрического корпуса 77, светофильтра 78 с тем же спектральным пропусканием, что и у светофильтра 76, диафрагму 79 и фото- приемник 63. На диаграммах самописцев (фиг,5) приведена запись графика 80 распределения температуры, запись графика 81 регистрации показаний фотодиодов 57 и запись графика 82 регистрации показаний реохорда 26/, Пи- Ки 83 соответствуют импульсам от подключенного к самописцам двухка.- нального генератора импульсов, выполненного в виде фотореле 62 с нормально разомкнутыми контактами 52 и 53 и резисторами 51 и 54. К входу двухка- иальнбго генератора импульсов подключены приемник и излучатель сиг - налд.

330234

Устройство для исследования процесса износа графитовых нагревателей работает следующим образом.

ри помощи вакуумного насоса 35 из 5 вакуумной камеры 2 откачивают воздух, после чего через редуктор 37 из баллона 36 подают инертный газ и заполняют им камеру 2. Затем включают нагрев и с помощью автотрансформатора 30

to

устанавливают нужный режим нагрева

0

по амперметру 31 и вольтметру 32. Тем- перат5ФУ образца 6, на который напряжение подается через охлаждаемые то- коподводаа 4 и захваты 5, контролируют с помощью пирометра 41. Поперечное сечение образца выделяют с помощью

осветителя 40. При работе образца 6 в качестве нагревателя, т.е. при прямом пропускании через него тока, периодически включают источник питания электродвигателей 7 и 24, которые поворачивают в одну и в другую сторону штанги 8 и 25 При касании 10 и II концевых выключателей 12 или 13 происходит попеременное устойчивое срабатьгоание и отпускание реле 42, чьи контакты 43 и 44 подключают и отключают к обмоткам электродвигателя 7 конденсаторы 45 и 46 различной емкости, таким образом реверсируя электродвигатель 7. При этом фотодатчик 15 с оптической системой 16 совершает сканирующее перемещение вдоль оси образца, б, измеряя его температуру,

5 а реохорд 14 контролирует положение фотодатчика 15, оба сигнала поступают на двухкоординатный самописец 50, на диаграммной ленте которого и записы- вается график 80 распределения тем0 пературы по образцу 6. При касании упоров 27 концевых выключателей 28 происходит реверсирование электродвигателя 24, аналогичное реверсированию электродвигателя 7, но с участием

контактов 69, 70 и 72 реле 71 и конденсаторов 67 и 68, причем перемещение (качание) штанги 25 контролируется ж естко с ней соединенным кольцевым реохордом 26 (так же, как качание

0 штанги 8 контролируется жестко с ней соединенным реохордом 14), сигнал с которого записывается во времени на диаграммной ленте самописца 56. В то же время при включении питания (в начальный момент времени) срабатывает реле 17, замыкая свои нормально разомкнутые контакты 19 и подавая пи-( тайне на обмотку реле 66, чьи контак5

Tbi 65, в свою очередь, размьтают цепь питания обмотки реле 17, заставляя его отпуститься, При этом якорь реле 17 совершает колебательные номерные движения (для обеспечения равномерности лучше использовать поляризованное реле), заставляя колебаться связанный с ним фотодатчик 21 а именно фотодиоды 57, выходной сигнал с которых подается на самописец 55, записывающий этот сигнал во времени,

Л1

На ленте самописцев 55 и 56 регистрируются соответственно графики 81 и 82, При прохождении штанг 8 и 25 так, что излучатель сигнала 33 и приемник сигнала 34 взаимно визируются, на последнем возникает сигнал, приводящий к срабатьгаанию фотореле 62 и замыканию его нормально разомкнутых контактов 52 и 53, в результате чего на гра(я1ках ВО и 81 появляются пики 83, Свет от лайпы 64 выходит наружу под строго определенньм нап - равлением, определяемым диафрагмой 75 и с определенным спектром, связанным с наличием светофильтра 76, Получение света фотоприемником 63 также строго позиционировано по направлению диафрагмой 79 и по спектру определено светофильтром 78,

15

33023f

Фор мула изобретения,

I Устройство для исследования про- , цесса износа гр афитовых нагревателей, 5 содержащее корпус, размещенные в нем вакуумную камеру с водоохлаждаемыми токоподводами- и захватами для разме- щения образца, блок контроля распределения температуры по образцу и блок

fO контроля размеров образца, к выходам которых подключены самописцы и которые снабжены реверсируемыми электродвигателями, реохордами и фотодатчи- ками:, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений и расширения функциональных возможностей устройства , оно снабжено подключенным к самописцам двухка- нальным генератором импульсов, каж20 дый блок контроля снабжен качающейся штангой, на штангах размещены реверсируемые электродвигатели, а на оси качания штанг - реохорды, которые выполнены кольцевыми, первьй фотодатчик размещен на конце одной штанги, а второй - на колеблющемся якоре реле, размещенного на конце другой штанги и те концы,штанг снабжены соответственно излучателем сигнала и приемником, подключенными к входу двухканального генератора импульсов ,

25

30

f Я

IS ч

33

У)

35

Фиа2

7

22

ft

W

nv V

€,сек

-77

t.cere

Фи&.6

ВНИИПИ Заказ 2761/44 Тираж 778 Подписное Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород., ул. Проектная, 4

Устройство предназначено для исследования процесса износа графитовых нагревателей. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей. Устройство содержит корпус с вакууьшой камерой, блок контроля/ распределения температуры по образцу и блок контроля размеров образца, каждьй из которых снабжен качающейся штангой с злектродвигателями. На оси качания штанг расположены кольцевые реохорды. Концы штанг снабжены излучателем сигнала и приемником, подключенным к входу двухканального ге нератора импульсов, 6 ил. СО N3 со СА: о IsD 00