Устройство для определения концентрации углерода в жидком металле Советский патент 1975 года по МПК G01N25/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДА В ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ 34782 ого. связал с управляющим входом ре- гистра, а вь1ходы преобразователя перемещение - унитарный код через синхронизиру ющее устройство связаны с шинами сложания и вычитания порогового счетчика и ре версивного счетчика, причем выход переполнения порогоБрго счетчика соединен с шиной сброса счетчика времени, а реверсивный счетчик. шинами параллельной пере дачи кода соединен с регистром, выход ко торого соединен с входом функционального .преобразователя. На чертеже приведена структурная электрическая схема устрйства. Устройство для определения концентрации углерода в жидком металле по темпера туре ликвидуса содержит кристаллизатор 1 датчик температуры 2, вторичный прибор 3 преобразователь 4 перемещение - унитарны код и вычислительный блок, состоящий из синхронизирующего устройства 5, генератора тактовых импульсов 6, счетчика времени, порогового счетчика 8, реверривного счетчика 9, регистра 1О и функционального преобразователя 11. Преобразователь 4через редуктор механически связан с осью балансирующего двигателя вторичного прибора 3. Он предназцачен для преобразования угла поворо т8 балансиру ои1его двигателя в унитарный код - последовательность электрических импульсов, количество которых пропорционально линейному перемещению каретки и, следовательно, температуре расплава. При этом в зависимости от направления перемещения каретки электрические импульсы поступают на один из двух выходов преоб- разователя 4. Квантование линейного перемещения каретки (температуры расплава) выбирают, исходя из требуемой точности контроля. I Устройство работает следующим обра- зом. в кристаллизаторе 1 проба расплава охлаждается и при достижении температуры ликвидуса начинает кристаллвдоваться.. Датчик 2 контролирует изменение температуры расплава во времени. Сигнал от датчика 2 поступает во вторичный прибор 3. При этом каретка вторичного прибора 3 будет перемещаться Б соответствии с изменением температуры расплава. Перем ещение каретки вторичного прибора 3 1трй помощи преобразователя 4 i, преобразуется в унитарный код. Импульсы от преобразователя 4 через устройство 5 I поступают в реверсивный счетчик 9. При I перемещении каретки в одну сторону импульсы поступают на щину сложения счетчика 9, а при перемещении в другую сторону - на щину вычитания. В результате в реверсивном счетчике 9 образуется двоичный код текущей температуры расплава. Перед началом работы устройства каретка должна быть установлена в крайнее поло жение, а счетчик 9 сброшен в нуль, Импульсы от преобразователя 4 через устройство 5 поступают также на щины сложения и вычитания порогового счетчика 8. Последний представляет собой рбычный реверсивный счетчик, настраиваемый таким образом, что при поступлении на любой из его входов числа импульсов, соответствующего величине , на его выхйде;/ переполнения образуется импульс. Величина представляет собой порог нечувствительности к колебаниям температуры расплава в период кристаллизации. Импульс на выходе переполнения порогового счетчика 8 автоматически сбрасывает последний g пуль и одновременно поступает на щину сброса счетчика времени 7. На вход счетчика времени 7 поступают импульсы от генератора тактовых импульсов 6 через устройство 5. Устройство 5 предназначено для разде ления 80 времени импульсов от генератора 6и преобразователя 4. Это необходимо для обеспечения надежности устройства. Частоту следования импульсов от генератора 6 выбирают несколько выще, чем максимально возможная частота . . следования импульсов от преобразователя 4о После каждого сброса счетчика времени 7импульсом с выхода переполнения порогового счетчика 8 счетчик времени 7 начинает новый отсчет времени - считает импульсы генератора 6. .По окончании определенного промежутка времени Тс С мо- мента очередного сброса на вь1ходе пере- полнения счетчика времени 7 появится импульс. Это произойдет лишь в том случае, если в течение промежутка времени (; не поступит новый импульс сброса от порогового счетчика 8, Промежуток времени ос выбирают в следующих пределах: Г Тс Г, где. 6/7 - максимальная длительность возможных локальных температурных остановок, не соответствующих периоду кристаллизации, - минимально возможная длительность периода кристаллизации (температур ной площадки, соответствующей периоду . кристаллизации). Импульс с выхода переполнения счетчика времени 7 поступает на управляющий вход регистра 10. При этом содержимое реверсивного счетчика 9, соединенного шинами параллельной передачи кода с регистром 10 заносится в регистр 10. Таким образом, в процессе охлаждения расплава счетчик времени 7 будет постоян- но сбрасываться импульсами с выхода пере полнения порогового счетчика а, неуспев переполниться. В период же кристаллизации импульс на выходе переполнения пороговог счетчика, 8, не образуется, поскольку колебания каретки не превышают . величины + .В этом случае счетчик времени 7 сбрасываться не и по истечении промежутка времени. J на его выходе переполнения образуется импульс, поступаю щий на управляющий вход регистра 10. Пр этом в последний заносится код, соответствующий температуре кристаллизации (температуре ликвидуса). Для определения концентрации углерода в расплаве по температуре ликвидуса устройство снабжено функциональным преобразователем 11, реализующим известную зависимость между содержанием углерода и температурой ликвидуса. Он может быть выполнен,, например, в виде диодного матричного элемента. Устройство для определения концентрации углерода в жидком металле позволяет полностью автоматизировать контроль, повысить его надежность. Полученный код концентрации углерода может быть непос.редственно введен в ЦВМ в качестве сигнала обратной связи системы автоматичес- ого управления сталеплавильным процес- j ом, а также в блок световой индикации ли на цифропечатаюшее устройство. - j Предмет изобр е н и я Устройстбо для определения концентрации углерода в жидком металле по температуре ликвидуса, состоящее из кристаллизатора, датчика температуры и вто ричного прибора с регистрирующим устройством, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля и обеспечения возможности при- менения устройства в замкнутой системе автоматического управления стйлеплавиль- ным процессом, оно содержит преобразователь перемещение - унитарный код, вход которого соединен с устройством для регистрации вторичного прибора, и вычислительный блок, состоящий из генератора тактовых импульсов, синхронизирующего i устройства, порогового счетчика, счетчика времени, реверсивного счетчика, регистра и функционального преобразователя, причем генератор тактовых импульсов через , синхронизирующее устройство соединен со счетчиком времени, выход переполнения которого связан с управляющим входом регистра, а выходы преобразователя перемещение - унитарный код через синхрони- ( зирующее устройство связаны с щинами сложения и вычитания порогового счет- чика и реверсивного счетчика, причем выход переполнения порогового счетчика соединен с шиной сброса счетчика времени а реверсивный счетчик шинами параллельной передачи кода соединен с регистром, выход которого соединен с входом функционального преобразователя.