Устройство для контроля температуры нагрева заготовок перед штамповкой Советский патент 1987 года по МПК B21C31/00 

t13

Ичобрпение относится к магаино- строепик), в частности к контрольно- регулирукидим системам и агрегатам горячей обработки металлов.

Цель изобретения - повышение точ- ности контроля температуры нагрева заготовок.

На фиг. 1 представлена структурна схема устройства; на фиг. 2 - схема оптической линии; на фиг. 3 - гра- фические зависимости смещения относительных спектральных характеристик от дпины волны излучения заготовок.

Устройство содержит нагреватель 1, соединенный оптической линией 2 с фотонными датчиками 3 И А, которые электрически связаны с делителем 5. Последний соединен с индикатором 6 и блоком 7 сравнения, один вход которого связан с задатчиком 8 темпера туры, а выход - с усилителем 9 (фиг.

Усилитель 9 связан с системой управления нагревателя 10, тарировочны блоком II и переключателем 12 режимов. Штамп 13 связан с помощью опти- ческой линии 14 с фотонными датчиками 15 и 16, которые электрически соединены с делителем I7, связанным с системой управления работы штампа 18

З стройство имеет источники 19-21 стабилизированного напряжения, для питания усилителя 9, датчика В температуры и фотонных датчиков 3, 4, 15, 16.

Оптическая линия (фиг. 2) содер- жит световод 22, выходной торец которого расщеплен на | световодов 23, светофильтр 24, выходные световоды 25, расположенные под различными углами согласно алгоритму преобразова- ния к плоскости светофильтра, попарно соединенные со световыми коллекторами 26, которые, в свою очередь, соединены с фотонными датчиками, а датчики - с делителями.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от нагретой заготовки 27 находящейся в нагревателе 1, по оптической линии 2 передается на фотон- ные датчики 3 и 4. Электрический сигнал с фотонных датчиков поступает на делитель 5, дkлee - на индикатор бив блок 7 сравнения, один вход которого связан с задатчиком 8 темпе- ратуры, а выход - с усилителем 9.

С усилителя сигнал поступает в систему- управления нагревателя 10, в тарировоч 1ый блок 11, который, в

22

свою очередь, связан через перехлю- чатель 12 режимов с оптической линией 2.

Излучение от заготовки 28, находящейся в штампе 13, передается через оптическую линию 14 на фотонные датчики 15 и 16, электрический сигнал с которых поступает на делитель 17 и далее - на индикатор 6 и систему управления штампом 18.

С изменением температуры происходит изменение ширины запрещенной зоны полупроводника. Как следствие, спектральная характеристика чувствительности сдвигается при охлаждении в дпинноволновую (полупроводники на основе соединений свинца) или коротковолновую (на основе соединения индия) область спектра.

Зависимость выходного сигнала фотонного датчика (Д) от внешних воздействий, параметров оптической среды, расстояния до заготовки и принимаемого излучения можно записать в виде

I , |U ,|U,... /U J

(t°)Qf-(t )T(t°) I s(,t°)

Q( A,t )T,( A,t )d , °

где 1- интегральная

чувствитель- ность Д;

AjCt ),Q|(t°),T(t ) - температурные

зависимости изменения максимумов абсолютных спектральных характеристик чувствительности(Д мощности источника излучения (ИИ) и пропускания оптического канала соответственно;

о

t - температура; Х - длина волны

излучения;

(.t°) у А f,(° температурные зависимости изменения коротковолновойи длинноволновой границы чувствительноSC A.t ),Q(,t ), T.C.t)

132

СТИ0Д соответственно;

- относительные спектральные характеристики чувствительно- , ИИ и пропускания оптического канала соответственно;

(U,,|U... lUn - параметры,характеризующиережимные ус- ловия работы (напряжение, ГОК питания, сопротивление нагрузке, расстояние до заготовки и т.д.).

Смещение нелинейных зависимостей обеспечивается приемными световода- ми 25, расположенными под определенными углами к интерференционному светофильтру 24 (фиг. 2, угол Cf ) и (фиг. 3, кривые 3 и 4).

В случае, когда температура за- готовки с максимумом излучения 8,( Д) не меняется (фиг. 3) интенсивность излучения в выходных световодах группы 3 определяется площадью перекры) и Т, (-А); Т,( А), Т,(), Т( А)

а в выходньк световодах группы 4 - площадью перекрытия

S.CK) , Т,( Л), TjM, Tg( ;)

площадь которой меньше, чем площади S, ( Д) и группы i.

При изменении температуры заготовки максимум излучения заготовки S.() (фиг. 3, кривая 1) смещается по оси длин волн- (1°)(фиг. 3, кривая 2, S-(9i)),. При этом интенсивность излучения в выходных световодах группы 3 уменьщается, а группы 4-- возрастает.

Суммирование оптических сигналов в соответствии с ал горитмом инвариантных преобразований происходит в световых коллекторах, объединяющих- оптические каналы с условно положительными знаками

5

Q

5

0

0

524

2п2п

У (,+ A;)- 11(-)(,,)

(p(,+ A,-t- ,)+2:(-)(o-,)

и условно отрицательными 2п2п

У, (,)-(-)(

2п2п

у, - Р(,)- -2:(-)(„-, + А,).

На выходах диффepeнциaJfьныx Д получаются электрические сигналы

Г( Л,) + Ф(),

()-1: ()Суммарная и разностная функции получаются суммированием электрических сигналов в Сумматорах

и t K(2iiibllisl.i.i , 2,

FU 1(.)-1(о- .)

Т k

Инвариантный к неинформативным параметрам выходной сигнал фотоприемников получается делением суммарной функции на разностную Рд в выходном делителе 5. Формула изобретения

1.Устройство для контроля температуры наррева заготовок перед штамповкой по авт.св. № 801931, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля температуры нагрева заготовок, оно снабжено оптическими линиями, связывающими входные каналы фотонных датчиков с заготовкой, а также делителями, сое- диняюЕдими выходные каналы фотонных датчиков с индикатором и блоком сравнения .

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оптическая линия снабжена светофильтрами и световыми коллекторами, а ее световод

разделен на несколько входных и вы- I

ходных световодов, причем последние оптически соединяют светофильтр со световыми коллекторами, которые соединены с фотонными датчиками.

3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что выходные световоды установлены под различными углами к плоскости светофильтра.

cpuffl

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для контроля температуры нагрева заготовок. Изобретение позволяет повысить точность контроля температуры нагрева заготовок. Это достигается за счет того, что световоды оптической линии, соединяющей печь нагрева заготовки и фотодатчики, разделены световыми коллекторами и светофильтрами. Выходные световоды установлены под различными углами к плоскости светофильтра. Устройство содержит также делитель с индикатором, блок сравнения с задатчиком температуры, усилитель с системой управления нагревателя, тарировочный блок и переключатель режимов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. Ni

Фиг.

Редактор И.Касарда

Составитель В.Бещеков Техред А.Кравчук

2895/8

Тираж 732Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.-4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М.Демчик