Способ контроля гетерогенного процесса преобразования в турбулентном потоке расплавленного металла и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК C21C5/30 

Схема разделения сигнала на области спектра (фиг. 3) выполнена в виде двух параллельных каналов, первый из которых содержит последовательно соединенные фильтр 6 высокой частоты и первый блок 7 определения эффективной или средней величины, а второй - последовательно соединенный 4ильтр 8 низкой частоты, второй блок 9 определения эффективной или средней величины и сумматор 10, входы фильтров 6 и 8 высокой и низкой частоты подключены к выходам усилителя 2, выход первого блока 7 определения эффективной или средней величины присоединен к второму входу сумматора 10 и входу делителя 5,. а выход сумматора 10 подключен к второму входу делителя 5. Схема спектрального преобразования сигнала с использованием весовой функции (фиг, 4) выполнена в виде двух параллельных каналов, каждь1й из которых состоит из п параллельных цепей, каждая из которых в свою очередь содержит последовательно соединенные узкополосный фильтр 11 и умножитель 12, последовательно соединенных сумматора 13 и блока 14 определения эффективной или средней величины, входы узкополосных фильтров 11 подключены к выходам усилителя 2, выходы умножителей 1 2 каждого канала соединены с входами соответствующего сумматора 13, а выходы блоков 14 определения эффективной или средней величины подключены к входам делителя 5

Сущность способа контроля гетерогенного процесса преобразования в турбулентном потоке расплавленного металла заключается в следующем. С помощью акустического приемного преобразователя 1 (например, микрофона) принимают акустические и вибрационные сигналы, вызванные колебаниями пузырьков газа, находящихся в турбулентном потоке расплавленного металла, преобразуют принятые сигналы в электрические сигналы и анализируют параметры спектросигнапов, в частности с использованием весовой функции. В качестве параметров спектра сигналов используют отно;вение эффективных или средних величин двух разных областей анализируемого спектра, по которому определяют относительное мгновенное значение турбулентного коэффициента диффузии, и с его помощью контролируют гетерогенны

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

процесс преобразования в турбулентном потоке расплавленного металла. В случае необходимости, когда величина принимаемого сигнала недостаточна для анализа, в расплавленный металл вводятся вещества, искусственно вызывающие появление в расплавленном металле искусственных пузырьков, которые, усиливают величину акустических и вибрационных сигналов. В качестве . ществ используются, например, брикеты легирующего материала с добавлением, например, поваренной соли (3% массы материала), вдуваемый в расплав газ или поверхностно-активные порошкообразные вещества. При этом количество этих веществ должно быть таким, чтобы не влиять на качество металла.

Работа устройства для контроля гетерогенного процесса в производстве, например, стали осуществляется следующим образом.

Для получения измерительного сигнала применяется приемный преобразователь I, например микрофон с острой диаграммой направленности, усиленный с помощью усилителя 2, сигнал с которого подается в блок 3 обработки сигналов к фильтру 6 высокой частоты с шириной полосы 7 кГц и фильтру 8 низкой частоты с нижней границей пропускания 100 Гц, Фильтр 8 обеспечивает отфильтровываиие шумов низких частот, источнико;-; которых является работающий поблизости,преобразователь тока. Шумы имеют максимальную амплитуду при частоте 50 Гц, Выходные сигналы фильтров 6 и 8 непосредственно подаются на блоки 7 и 9 определения эффективной или средней величины, а затем через сумматор 10 к делителю 5. Таким образом, получаются электрические сигналы, пропорциональные единицам энергии показанного на фиг. 1 как Tj и полного спектра частот, отношение которых дает измерительный сигнал., т.е. мгновенное значение коэффициента диффузии. При ином выполнении блока 3 обработки сигнала ( фиг , 4) выходной сигнал соединенного с приемным преобразователем 1 усилителя 2 поступает к нескольким узкополосным фильтрам 11 (фиг. 4) и через умножители 12 (фиг.З) подводится к двум сумматорам 13, а через них - к двум блокам 14 определения .эффективной или средней величины. Выходы последних соединены с делителем 5 одной величины на другую

так, что выходной сигнал блока 3 обработки сигнала является измерительным сигналом, представляющим мгновенные значения коэффициента диффузии,

G помощью узкополосных фильтров 11 можно при необходимости также обепечить отфильтровывание шумов, что может рассматриваться, как преобразование спектра.

Приемный преобразователь 1 устройства в общем случае выполняется в виде микрофона или датчика вибрации, который может быть установлен в корпусе емкости с расплавленным металлом или рядом с. ним. Выходной сигнал, преобразованный посредством блока 3 обработки сигнала, поступает в вычислительный блок 4, который может сформировать сигнал, необходимый для индикации и включения блоков упраншения (не показаны) всем процессом производства стали,

Формула изобретения

1, Способ контроля гетерогенного процесса преобразования в турбулентном потоке расплавленного металла, заключающийся в том, что принимают акустические и вибрационные сигналы, обусловленные колебаниями находящихся в турбулентном потоке расплавленного металла пузырьков газа, естест0

5

0

5

0

цесс преобразования в турбулентном потоке расплавленного металла.

2,Способ по п. 1,отлича1а- щ и и с я тем, что принятые акустические и вибрационные сигналы подвергаются спектральному преобразованию с использованием весовой функции,

3,Устройство для контроля гетерогенного процесса преобразования в турбулентном потоке расплавд1енного . металла, содержащее последовательно соединенные приемный преобразователь акустических и вибрационных сигналов,

усилитель, блок обработки сигналов и вычислительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, блок обработки сигналов выполнен в виде делителя и схемы разделения сигнала на области спектра или схемы спектрального преобразования сигнала с использованием весовой функции, причем схема разделения сигнала на области спектра выполнена в виде двух параллельных каналов, первый из которых содержит последовательно соединенные фильтр высокой частоты и первый блок определения эффективной или средней величины, а второй - последовательно соединенные фильтр низкой чатоты, второй блок определения эффективной или средней величины и сумматор, входы фильтров высокой и низкой частоты подключены

Изобретение относится к контролю гетерогенных процессов в расплавленном металле и может быть использовано в металлургической промышленности. Цель изобретения - повышение надежности контроля. С помощью акустического приемного преобразователя принимают акустические и вибрационные сигналы, вызванные колебаниями пузырьков газа, находящихся в турбулентном потоке расплавленного металла, анализируют спектр принятых сигналов с помощью блока обработки сигналов, используя в качестве параметра анализа отношение эффективных или средних величин двух разных областей спектра, по этому отношению определяют мгновенное значение турбулентного коэффициента диффузии, который используют в качестве параметра контроля гетерогенного процесса. Для повышения уровня сигнала пузырьки газа могут быть вызваны искусственно введением специальных веществ в расплавленный металл. Обработка принятых сигналов может быть проведена с использованием весовой функции. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

венно возникающих в турбулентном пото- с к выходам усилителя, выход первого ке, и пузырьков газа,, в случае необблока определения эффективной или средней величины присоединен к втор му входу сумматора и входу делителя а выход сумматора подключен к второ входу делителя, схема спектрального преобразования сигнала выполнена в де двух параллельных каналов, кажды из которых состоит из п параллельны цепей, каждая из которых содержит п следовательно соединенные узкополос ный фильтр и умножитель, последоват льно соединенных сумматора и блока определения эффективной или средней величины, входь узкополоснь1х фильтр подключены к выходам усилителя, вых ды умножителей каждого канала соеди ны с входами соответствующего сумма тора, а выходы блоков определения э фективной или средней величины подключены к входам делителя,

ходимости вызываемых искусственно путем введения вещества в расплавленный металл, принятые акустические и вибрационные сигналы преобразуют в

электрические сигналы, анализируют спектр сигналов, отражающих спектр колебаний и с учетом параметров спектра контролируют гетерогенный процесс преобразования, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, в качестве параметров спектра используют отношение эффективных или средних величин двух разных областей анализируемого спект- ра принятых сигналов, определяют по измеренному отнощению относительное мгновенное значение турбулентного коэффициента диффузии, с учетом которого контролируют гетерогенный про к выходам усилителя, выход первого

блока определения эффективной или средней величины присоединен к второму входу сумматора и входу делителя, а выход сумматора подключен к второму входу делителя, схема спектрального преобразования сигнала выполнена в виде двух параллельных каналов, каждый из которых состоит из п параллельных цепей, каждая из которых содержит последовательно соединенные узкополосный фильтр и умножитель, последовательно соединенных сумматора и блока определения эффективной или средней величины, входь узкополоснь1х фильтров подключены к выходам усилителя, выходы умножителей каждого канала соединены с входами соответствующего сумматора, а выходы блоков определения эффективной или средней величины подключены к входам делителя,

Фиг.Е

сриг.З