Устройство для управления процессом электроннолучевого нагрева Советский патент 1975 года по МПК H05B7/00 H01J37/06 F27D19/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОГО НАГРЕВА, .тому набору ключей непосредственно в догическую схему НЕ. На чертеже приведена принвшшальная схема устройства. На схеме показаны электронно-вакуум ная печь 1, нагреваемый объект 2, элек ронный луч 3, управляемый генератор 4 отклоняющих {напряжений, отклоняющие ка тушки 5 и 6, сканирующий пщхялетр 7, блок сравнения 8, множительное звено 9 блок 1О выделения модуля сигнала, генератор 11 прямоугольного напряжения, интеграторы 12 сравнения сигналов, инверторы 13, блоки памяти 14, интегратор 15, формирующий отклоняющее напря жение (формирующий интегратор), инверт тор 16, блок 17 управления ключами, ключи 18-21, блок 22 выделения знака н логическая схема НЕ 23. Работа устройства заключается в сле дующем. В электронно-вакуумной печи 1 по оп ределенной траектории перемешается по нагреваемому объекту 2 электронный луч 3. Отклонение ключа осуществляет ся с помощью 1{апряжения от утфавляе- мого генератора 4 отклоняющих напряжений, сигнал с выхода которого подается на отклоняющие катушки 5 печи 1. Это же напряжение подается и на отклоняющие катушки 6 сканирующего пиромет ра 7, выполненного, например, на базе передающей телевизионной трубки типа диссектор и осуществляющего синхронный с воздействием просмотр температурного поля на поверхности объекта 2. В блоке 8 сравниваются сигналы, пропорциональные измеряемой (Т) и заданной Т температуре последовательно про .см-приваемых точек поля, и в зависимое ти от сигнала рассо1ласования Л Т проис ходит изменение скорости сканирования элекчронного луча. Поскольку сканирующий пирометр 7 преобразует пространственное распределение температуры во временное и поскольку все блоки устройства, и в первую очередь ннте1-раторы, работают в реальном масштабе времени, переход от пространственной координаты X к временной достигаетеш следующей заменой: J ДТ(ХЫ J XAT( , { 6G}{1:ЩЩ где G - множество точек регулируемого поля. Реализация этого перехода осуществляется в предлагаемом устройстве с помощью множительного звена 9, на один вход которого через блок 10 выделения модуля подается сигнал х (сумма J сигналов генератора прямоугольных импуль-. сов и схемы формирования управляющего игнала), на другой - сигнал и Т с выхо-, да блока сравнения 8. С выхода множительного звена сигнал, знак которого всегда положителен при перегреве ( Д Т О) и отрицателен при недогреве ( Д Т О), поступает на вход соответствующих просматриваемой в данный момент точке интеграторов 12 со своим знаком - непосредственно или с обратным знаком - проходя через инвертор 13. Выбор этого знака, а также номеров j интеграторов, на которые проходит сигнал от анализируемой точки, происходит еле- дуюишм образом. Вся поверхность материала разбивается сначала пополам (участки А-. и В }. Интегральные по пространству ршспределения температуры, на каждой половине сравниваются между собой, поступая от множительного звена на интеграipp 12 со своим знаком при анализе участка А и с противоположным знаком (через инвертор 13) при анализе участка В. Эта разность запоминается в блоке 14„ памяти и в зависимости от ее величины и знака во время следующего поочередного прохода электронного луча по этимучаст-| кам его скорость увеличивается на одном из участков и на ту же величину уменыиает.ся на другом. Так работает старщий, первый разряд. Во втором разряде каждый из участков В„, в свою очередь также разбивается пополам: А разбивается на участки А.,и В ц, В на участки В . В канаИ ft Iш И ле И сравниваютил и интеграторе 12 расИи В.. (сигn{Jeдeлeния температуры на А II И нал с участка А проходит к интегратору непосредственно, а с В - через инвертор 13, их разность запоминается в блоке паи В... работает мяти 14 . На участках А и блоком паканал 1 с интегратором 12 мяти 14j... Процесс разбивания 1фодолжается дальше от старщего разряда к млади1ему до по-лучения желаемой пространственной разрещающей способности. При разбиении на 7 разрядов необходимо N 2 - 1 каналов. На выходе каждого канала, т. е. на вы.ходе блока памяти 14, формируется корректирующий сигнал Д X , пропорциональный разности интегрального распределения температуры, на участках А . и В . Этот сигнал поступает при следующем проходе электронного луча ко входу интегратора 15, фор- MMjiyromero откпон$пощее напряжение, либо со своим знаком, либо с противоположным через инвертор 16, в зависимости от при- надлежности конкретной точки х участку А или В в данном разряде. Это позволяет изменять скорость сканирования луча по участкам А( и В каждого канала на одну и ту же величину, но с разным знаком, Таким b6разом величина суммарного корректирующего сигнала 51 ДХ{ для конкретной точки поверхно ти зависит как от величины и знака сйгна- ла дх/ в каждом канале, куда входит даннал точка, так и от принадлежности данной точки участку АI или В, также в каждом | канала. , ... Блок 17 управления ключами в зависи- | мости от поступающей на его вход величи-1 ны. координаты, х производит в каждом ка- : нале, куда входит данная точка, так и от принадлежности данной точки участку А/ ил .В также в каждом канале. Блок 17 управления ключами в зависитмости от поступающей на его вход величины координаты X производит в каждом канале переключение участков А иВ как .измерении температуры поверхности, так и при воздействии электронного луча. Блок Может представлять собой комбинацию преобразователя аналог-код плюс диодная матI рица на его вйходе. Напряжения О . и U „ являются прямоt i угольными импульсами, длительность которых равна времени нахождения точки с координатой X на участке А , и В . напря жения управляют ключами 18. Напряжения U- , управляющие ключами 19, подключают выход интегратора 12j к блоку памяти 14 j каждый раз после окончания срав нения распределения температуры на участках А и В - . Поскольку производная х имеет разные знаки при прохождении электронного луча в ту или другую сторону по объекту, необходимо для выполнения одной и той же команды (ускорить или замедлить движение луча) на одном и том же участке поменять знак корректирующего сигнала д х . Это достигается введением ключей 20 и 21, которые управляются при помощи блока 22 выделения знака (Sign ) и логической схемы 23 НЕ, Предмет изобретения « Устройство для управления процессом электроннолучевого нагрева, содержащее за-, датчик температуры, блок сравнения заданной и измеряемой температуры, сканирующий пирометр с системой развертки, соеди- ненкой с системой развертки электронного луча и подключенной к выходу генератора отклоняющих напряжений, состоящего из последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов и формирующегр интегратора, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности по.ддержания заданного температурного поля на поверхности нагреваемого материала, выход блока сравнения соединен с первым входом множительного звена, второй вход которого через блок выделения модуля соединен со входом формирующего интегратора, а выход множительного звена через первый набор ключей подключен при одном положении ключей ко входам ин теграторов сравнения непосредственно, а ри другом - через первый инвертор, выгход каждого интегратора сравнения подключен через второй набор ключей ко входам соответствующих им блоков памяти, выходы, которых через третий и четвертый наборыключей подключены ко входу формйрующего интегратора при одном положении непосредственно, а при другом - через второй инвертор, выход формирующего интегратора соединен со входом блока равнения ключами, выходы которого подключены к первому, второму, третьему набору ключей, а выход генератора прямоуголь;ного напряжения соединен дополнительно со входом блока выделения знака, выход которого присоединен к четвертому набору Ключей непосредственно и через логическую схему НЕ.

;О

it| Г

s - I

и