Устройство для определения концентрации углерода в жидком металле Советский патент 1979 года по МПК G01N25/06 

ратор 6 тактовых импульсов, счетчик 7 времени, пороговый счегчик 8, реверсив ный счетчик 9, регистр 10, функциональны преобразователь 11, блоки 12 и 13 пе- реключателей, схемы 14 и 15 совпадений схему 16 разделения и триггер 17. Вы ход функционального преобразователя 11 является выходом устройства. Схемы совпадений 14 и 15 соединены соответственно через блоки- 12 и 13 пе реключателей с выходами разрядов счетчика 7 времени, В зависимости от положения переключателей блока к схемам совпадений подключаются выходы либо единицы, либо нули соответствующих раз- рядов счетчика времени, благодаря чему обеспечивается возможность выделения имуупъаа переполнения при любом числе импульсов, поступивших на вход счетчика 7 времени. Положение переключателей блоков 12 и 13- выбирается лри наладке устройства в производственных условиях. Работа устройства состоит в .следующем., В кристаллизаторе 1 проба жидкого металла охлаждается и при наступлении температуры ликвидуса начинает кристаллизоваться. Датчик 2 температуры контро лирует изменение температуры металла во времени. Сигнал с датчика температуры поступает во вторичный прибор 3. При этом каретка вторичного прибора будет перемещаться в соответствии с изменением температуры металла. Перемещение каретки вторичного прибора с помощью преобразователя 4 преобразуется в унитарный код - последовательность электрических импульсов, количество которых пропорционально пере мещению. В зависимости от направления движения каретки импульсы преобразовате ля 4поступают на щину сложения или шину вычитания реверсивного счетчика 9 че рез узел 5 синхронизации. В результате в реверсивном счетчике 9 образуется код текущей температуры металла. Импульсы от преобразователя 4 через узел 5 синхронизации поступают также на шины сложения и вычитания порогового счетчика 8. Если на вход порогового счет чика 8 (на шину сложения или шину вычиташ5я ) поступит число импульсов, соот ветствующее некоторой величине в , то на одном из его выходов переполнения (в зависимости от знака перемещения каретки) образуется импульс. Величина представляет собой порог нечувствительности устройства к движению карет- металла. ки в период кристаллизации пульс на выходе переполнения порогового счетчика 8 автоматически устанавливает последний в нуль и поступает на щину установки в нуль счетчика 7 времени. На вход счетчика 7 времени поступа-. ют импульсы от генератора 6 через узел 5 синхронизации. Узел синхронизации предназначен для разделения во времени импульсов от генератора 6 и преобразовате- йя 4, что необходимо для надежной работы устройства. С помощью блоков 12 и 13 переключателей при наладкб устройства устанавливаются два порога по времени S-/ и , причем С 2- Величина (1 , устанавливаемая на блоке 12 переключателей, представляет собой двоичный код, соответствующий минимальной площадке ликвидуса для кривой, не имеющей участка перегрева. Этот код определяется из соотнощения n , где { - частота импульсов на входе счетчика 7 . Например,если минималь- нан длительность площадки ликвидуса для кривой, не имеющей участок перегрева, принята равной С - 9 сек, то при частоте импульсов на входе счетчика времени f 4 Гц, величина П 35 (двоичный код п - 1О0011). Следовательно, для данной настройки переключатели первого, второго и шестого разрядов блока 12 переключателей необходимо подключить к единичным выходам соответствующих разрядов счетчика 7 времени, а остальные к нулевым. Аналогичным образом с помощью блока 13 переключателей устанавливается код р 2 соответствующий минимальной площадке ликвидуса для кривой, имеющей участок перегрева, например, код 1011, соответствующий ZT™ - 3 сек. Перед началом каждого цикла измерения триггер17 устанавливается в нуль, что может быть осуществлено, например, с помощью микровыключагеля, установленного в крайнем левом положении каретки вторичного прибора. При этом с нулевого выхода триггера 17 подается разрешаьрщий потенциал на схему 14 совпадения а с единичного выхода - запрещающей потенциал на схему 15 совпадения. Импульсы на выходе переполнения порогового счетчика 8 поступают на шину установки в нуль счетчика 7 времени, в свази с чем последний будет непрерывно сбрасываться, не успев досчитать до числа П-1- Если на кривой о.хлаясдения отсут- ствует участок перегрева и после начального участка сразу регистрируется площадка, то состояние триггера 17 попрежнему не изменяется. При наступлени площадки пороговый счетчик 8 перестает .сбрасывать счетчик 7 времени. Если пос ледний досчитает до числа П,) , что свидетельствует о появлении площадки ликвидуса, то на остальные входы схемы 14 совпадений также поступят разрещаю|ЩЙе потенциалы, В этом случае следую;ший импульс генерзтора проходит через схему 14 совпадений и схему 15 разделения и поступает на управляющий вход регистра 10. Б последний из реверсивного счетчика 9 заносится код тем- пературы ликвидуса жидкого металла.

Если на кривой охлаждения регистрируется участок перегрева, то импульсы переполнения образуются на другом вы ходе порогового счетчика 8, поскольку, при этом изменяется направление движения каретки. Первый из этих импульсо устанавливает триггер 17 в единичное состояние.-Триггер своими выходамт выдает запрещ ающий потенциал на схему 14 совпадений и разрешающий потен- .циал на схему 15 совпацений. В этом случае импульс от генератора поступает на управляюший вход регистра 10 через схему 15 совпадений и схему 16 разделения 16 при установке в счетчике времени числа И2.- которое меньще числа П . В связи с этим на кривой, имеющей участок перегрева, регистрируется площадка ликвидуса, имеющая меньшую .длительность, чем площадка ликвидуса на кривой, на которой отсутствует участок перегрева.

Для преобразования кода температуры ликвидуса, занесенного в регистр 1О, в код концентрации углерода в устройстве предусмотрен функциональный преобразователь, реализующий известную зави симость межпу этими величинами. Код концентрации углерода, образуемый на выходе функционального преобразователя, можег быть непосредственно введен в управляюшую вычислительную машину, на цифропечатающее устройство или в блок цифровой индикации.

Использованне новых элементов и связей выгодно отличает предлагаемое устройство. В устройстве осуществляется авгомагичаская перестройка параметров в процессе измерен ш в зависимости от характера реальной кривой охлаждения. Это позволяет повысить надехшость pa6ojты устройства с одной стороны за счет исключения возможности ложного срабатывания на непредставительной площадке, а с другой стороны - за счет увеличения количества правильно распознанных площадок ликвидуса. Это расширяет также область применения предлагаемого устройстэа.

Формула изобретения

Устройство для определения концен- трации углерода в жидком металле по температуре ликвидуса, содержащее кристаллизатор, датчик температуры, вторичный прибор, связанный с преобразо1аавателам перемощение-унитарный код, выходы которого через узел синхронизации соединены с шинами сложения и вычитания реверсивного счетчика и порогового счетчика, выходы переполнения которого связаны с шиной установки в нуль счетчика времени, счетный вход которого че рез узел синхронизации соединен с генератором тактовых импульсов, а реверсив ный счетчик Шинами параллельной передачи кода, связан с регистром, выход которого соединен с функциональным преобразователем, отли чающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и расш гоения области его применения, оно содержит триггер, вход которого связан с одним из выходов переполнения порогового счетчика и две схемы совпадений, причем входы первой схемлз совпадений подключены к нулевому выходу триггера, через блок переключателей - к выходам разрядов счетчика времени и через узел синхронизации - к генератору тактовых нмпульсов, а входы второй схемы совпадений подключены к единичному выходу тригге- JQ Р. через второй блок переключателей к выходам разрядов счетчика времени и через узел синхронизации к генератору тактовых импульсов, а выходы схем совпадений - через схему разделения связаны с управляюЩ1-:м входом регистра.

r

V i

; i,4«.

e55 J--17

ff