Устройство для измерения веса и скорости разливки жидкой стали Советский патент 1978 года по МПК B22D39/00 

1

Изобретение отноеится к весоизмерительной технике.

Известно электронное весоизмерительиое устройство для взвешивания металла, состоящее нз трех теизометрических иреобразователей, электронного блока, указываюп его и регистрирующего прибора 1.

Однако такое устройство имеет ограниченную сферу иримеиепня (только измерение веса), а точность измерен1 я им недостаточно высока нз-за наличия в комиенсаторах кон1актиых 11роволоч1П51х реохордов, стуненчатостп витков, трения, износа, нодвержеиности BHCHJHHM воздействиям, люфта редуктора роверсивпо1о двигапеля. Иелннейность н К1з;1ичные HopoiH чувстинтелглюсти звеньев нзмери|олы()й схем1л, дрейф-нуля прибора, шумы и прочие пог)еп1нос1п ограничивают noiiiiUHCние точности указываюгнего п регистрирующего нрибора.

Наиболее близким к изобретению но технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее тензомост, нсточник иеременного нанряження, цифровой автокомненсатор, включающий нуль-орган и устройство управления вентиль, генератор тактовых имнульсов, счетчик н лпнейно-декодирующий преобразователь 2.

Однако н это устройство измеряет только вес, который измеряется с инзкой точностью

нз-за того, что номехи за малын промежуток времени могут изменить свою величину и знак (сварка, нскрение контактов и т. и.) н, следовательно, возможна декомпенсання нрп измененнн полярности комненснрующего напряжения, кроме того, снгнал низкого уровня, содержащий помех высокого уровня, сложно выделить для иреобразовання.

Целью изобретения является создание высокоточного устройства для одновременного нзмерения веса п разливки жидкой стали в изложшщы, устанавливаемого на разливочном кране сталенлавнльного цеха.

Для этого уст|)ойетво снабжено диффе1нм1цнатором с коммутпрующнм элементом, иодключепнымн к входу усилителя преобразователя, деншфратором, соеднпеиньпт с выходом счетчика преобразователя н через второй коммутирующий элемент - с двумя цифровыми табло веса н скорости разливК жидкой стали, а триггер нреобразователя через одновибратор иодключен к киин-реле нреобразователя и триггеру управлеиия синхронной работой коммутирующих элементов.

На чертеже изображена етрукт рная электрическая схема нредлагаемого уетройства.

Теизометрнческое устройство содержит тепзомост 1, источник 2 постоянного стабилизированного напряжения. коммутирующий элемент 3, который служит для попеременного

подключения сигнала тензомоста 1 то к дифференциатору 4, то к усилителю 5 преобразователя 6 напряжения в цифровой код, состоящего из блока 7 запоминания нулевого уровня, содержащего электровакуумный диод 8, анод которого иодключеи к выходу усилителя 5, а катод -- к конденсатору 9, неременному соиротивлеиию 10 и к нервому входу схемы сравнения II иреобразователя 6 иалряжения в цифровой код. Другие концы конденсатора 9 и иеременного сопротивления 10 заземлены. Выход усилителя 5 и анод диода 8 нрнсоедниены к первому входу схемы сравнения 12.

Выходы схем сравнения И и 12 присоединены к триггеру 13, подключенному одним выходом к вентилю 14, а вторым выходом - к одновибратору 15 и через одновибратор 15 к кипн-реле 16, нодсоедипенному к генератору 17. Выход генератора 17 нодключен ко вторым входам схем 11, 12 сравнения.

Преобразователь 6 напряжения в цифровой код содержит генератор 18 тактовых импульсов, нодключенный к вентилю 14, соединенному со счетчиком 19.

Устройство также содержит деилифратор 20, вход которого подключен к счетчику 19, а выход - к коммутирующему элементу 21. к которому нодсоедииены два цифровых табло 22, 23 скорости разливки стали и веса жидкой стали.

Одновибратор 15 также соединен с триггером 24, который нодключен к коммутирующим элементам 3 и 21.

Описанное тензометрическое устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии до иостунлеиня стартимпульса триггер 13 находится в нулевом состоянии, которое обеспечивается сигналом «Сборка (иа чертеже не показан), а коммутнрующие элементы 3 и 21 находятся в нормально замкнутом состоянии. При этом сигнал с тензомоста 1, питаемого источником стабилизированного напряжения 2, поступает на вход усилителя 5. При отсутствии сигиала иа входе усилителя 5 на его выходе и на выходе блока 7 запоминания нулевого уровня, пренебрегая надением напряжения на диоде 8, поддерживаются одинаковые нанряжения относительно «Земли. Если из-за дрейфа нулевого уровия усилителя 5 на его выходе наирягкение изменится, на столько же и в том же направлении, измеиится иапряжеиие на выходе блока 7. При подаче на вход усилителя 5 иреобразуемого сигнала низкого уровня, который относительно «Земли всегда положителен, на его выходе напряжение понизится, а на выходе блока 7 оно остается прежним. Так как напряжение на выходах усилителя 5 и блока 7 запоминания нулевого уровня из-за дрейфа во времени изменяются, но разность напряжений остается постоянной, последняя преобоазуется в преобразователе.

Старт-импульсом, который поступает на вход генератора 17 с кипп-реле 16, запускаемого одновибратором 15 ири возврате триггера 13 в исходное состояние, запускается генератор 17, с выхода которого напряжение подается иа вход схем 11, 12 сравнения. 5 В схеме 11, к которой нодключен выход блока 7 фиксируется момеит равенства линейно-иодающего пилообразного иапряжепия с выхода генератора 17 и выходного напряжения блока запоминания нулевого уровня, конденсатор

10 9 которого заряжается в период паузы между концом предыдущего и началом носледуютего нреобразований до напряжения нулевого уровня усилителя 5. При этом срабатывает схема 11 сравнения, которая своим выходным

5 импульсом перебрасывает триггер 13 в новое стойчивое состояние, веитиль 14 открывается и от кварцевого генератора 18 тактовых импульсов к счетчику 19 ироходят импульсы, которые подсчитываются до тех пор, иока ли

0 нейно - подающее пилообразное нанряжение генератора 17 не сравняется с выходным напряжением усилителя 5. В результате срабатывает схема 12 сравнения, выходной импульс которой возвратит триггер 13 в прежнее состояние, вследствие чего закроется вентиль 14 и прекратится поступление тактовых импул1 сов в счетчик 19, т. е. иогрещность, вызванная дрейфом, благодаря введению блока заиоминаиия нулевого уровня 7 оказывается

0 устраненной, а счетчик фиксирует количество импульсов, нропорциоиальных весу жидкой стали в ковше.

Дешифратор 20 через коммутирующий элемент 21 уиравляет световыми полями трехраз5 рядного табло 22 - скорости разливки жидкой стали и четырехразрядного табло 23 - веса жидкой стали в ковше.

Генератор тактовых импульсов стабпльной частоты построен на базе мультивибратора и

0 имеет выход с одного плеча. Для стабилизации частоты ирименен кварц с резонирующей частотой 256 кГц. Триггер 13 представляет собой закопчениое стандартное изделие БТГ-5 комплекса ЛСВТ.

5 В блоке запоминания нулевого уровня сонротивленне 10 необходимо для создания искусственной иостояииой утечки конденсатора 9, требуемой в случае изменення напряжения иулевого уровня выхода усилителя 5 из-за

0 дрейфа в сторону убывания.

Одновибратор 15 через триггер 24 уиравлепия синхронной работой коммутирующих элементов с двумя устойчивыми состояниями включает коммутирующие элемеиты 3 и 21,

5 если оператором включен тумблер «Скороеть разливки в цени управления триггером 24. Тогда управляющий сигнал через такт снимается с одного плеча трнггера 24, управляющего синхронной работой коммутирующих

0 элементов, и подается на коммутирующие элементы 3 н 21. В этом случае измеряемое напряжение U подается то на вход усилителя 5 и табло 23 веса, то на вход дифференциатора 4 и табло 22 скорости разливки.

Если же измерять екорость разливки нет необходимости, тумблер в цепи управления триггером 24 выключается (на чертеже ;ie показан). Сигнал Ux подается на вход усилителя 5, а табло 23 показывает вес на крюке крана. Схема предусматривает вычитание тарной нагрузки, для чего перед коммутирующим элементом 3 включено переменное сопротивление, с помощью которого компенсируется напряжение, вызванное весом тары (порожнего ковша) па крюке крана.

Использование тензометрнческого устройсгпа предложенной конструкции позволит расширить сферу иримепенпя путем одновременного изменення веса и скорости разливки стали в изложницы и повыспт точиость измерения.

Формула и 3 о б р с т с п : я

Устройство для измерения веса и скорости разливки жидкой стали, содержащее источник постоянного напряжения, тензомост, нреобразователь с усилителем, счетчиком и триггером, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения и одновременного намерения веса и скорости разливки, оно доиолннтельно содержит дифференциатор с коммутирующим элементом, соединенный с выходом счетчика преобразователя и через второй коммут1 рующий элемент - с двумя цифровыми табло веса и скорости разливки

жидкой стали, а триггер иреобразователя через одиовибратор подключен к кипп-реле преобразователя и триггеру управлепия синхронной работой коммутирующих элементов. Источники информации,

ппииятые во внимание при экспертизе

1.Печук В. И. и др. Всесоизмерительное устройство для определения веса металла и и;гака в ковшах иа стендах мартеновских иечей. - В сб. «Комплексная автоматпзация

1111оизводства сталп, Киев, 1963, с. 164.

2.Авторское свидетельство СССР № 292058, кл. G 01В 7/16, 1971.