Устройство для контроля уровня расплава Советский патент 1979 года по МПК G01F23/24 

1

Изобретение предназначено для использования на электротермических установках, в особенности на руднотермических электропечах.

Известно устройство для контроля уровня расплава в ванне руднотермической печи, реализующее способ измерения, заключающийся в том, что через осевой канал в электроде печной установки в ванну печи вводится измерительный зонд и измеряется напряжение между этим зондом и электродом, через который зонд вводится 1. Однако известное устройство характеризуется невысокой надежностью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство контроля, содержащее перемещающийся равномерно измерительный зонд, привод для перемещения зонда, блок управления приводом, измеритель напряжения зонд-электрод и индикатор. Зонд представляет собой деревянную рейку со специальным покрытием, внутри которой проложен молибденовый провод 2. Контроль уровня расплава в ванне руднотермической печи этим известным устройством связан с большим количеством ручных операций, требующих специальных навыков (визуальное определение по осциллограмме момента касания зондом зеркала расплава, расчет времени движения зонда от начального момента до момента касания зондом зеркала расплава, определение по скорости перемещения зонда уровня расплава в ванне, реверс привода перемещения зонда по окончании измерения), что снижает оперативность измерения, приводит к утомлению оператора и вызывает значительн ге погрешности измерения.

Цель изобретения заключается в повышении точности и оперативности определения значения уровня расплава в ванне. В предлагаемом устройстве это достигается тем, что оно снабжено дифференцирующим

и интегрирующим блоками, блоками сравнения и запаздывания и двухпозиционным релейным блоком, причем вход дифференцирующего блока соединен с выходом измерителя напряжения зонд-электрод, выход дифференцирующего блока подключен к одному входу блока сравнения непосредственно, к другому входу - через блок запаздывания, а выход блока сравнения соединен со входом двухпозиционного релейного блока.

через контакты которого к индикатору подключен выход интегрирующего блока, а вход интегрирующего блока через контакты блока управления приводом подключен к источнику стабилизированного напряжения.

На фиг. 1 приведена завис1;мость напряжения зонд-электрод от положения конца измерительного зонда; на фиг. 2 - принципиальная схема предлагаемого устройства.

Анализ зависимости напряжения зонд - электрод, приведенной на фиг. 1, показывает, что момент касания зондом зеркала расплава можно определять сравнением производных изменения напряжения зонд -электрод по времени, взятых с небольшим сдвигом по времени. На этом принципе основана работа предлагаемого устройства, которое содержит перемещающийся равномерно зонд (на чертеже не показан), привод 1 для перемещения зонда, блок 2 управления приводом, измеритель 3 напряжения зондэлектрод, дифференцирующий блок 4, вход которого подключен к выходу измерителя напряжения зонд-электрод, блок 5 сравнения, один вход которого подключен Непосредственно к выходу дифференцирующего блока 4, а другой вход подключен к выходу дифференцирующего блока через блок 6 запаздывания, двухпозиционный релейный блок 7, вход которого подключен к выходу блока 5, интегрирующий блок 8, вход которого через контакты блока 2 подключен к постоянному по величине напряжению, индикатор 9, вход которого через контакты двухпозиционного релейного блока 7 подключен к выходу интегрирующего блока.

При нажатии кнопки «Пуск (начало замера) на обмотку реле Р- блока 2 поступает напряжение Uniff . С помощью контактора IP, производится блокировка реле Р, и оно остается включенным после отпускания кнопки «Пуск. Контактами 2Р и ЗРг блок управления включает привод перемещения зонда. С помощью контактов 4P| и 5Pi на вход интегрирующего блока 8 подается постоянное по величине напряжение. На выходе интегрирующего блока 8 возникает сигнал, пропорциональный величине перемещения зонда. Сигнал, пропорциональный напряжению «зонд-электрод, с выхода измерителя 3 поступает на вход дифференцирующего блока 4. С выхода блока 4 сигнал, пропорциональный производной напряжения зонд-электрод по времени, поступает на один из входов блока 5 и на вход блока 6. С выхода блока 6 сигнал, сдвинутый соответственно по времени, поступает на второй вход блока 5. Разность сигналов,, поступающих с выходов дифференцирующего блока 4 и блока 6 запаздывания, подается на вход двухпозиционного релейного блока 7. При касании зондом зеркала расплава сигнал, снимаемый непосредственно с выхода дифференцирующего блока 4, становится меньще сигнала.

снимаемого с выхода блока 6, что приводит к срабатыванию реле Pi двухпозиционного релейного блока 7. Через контак м 4Pi и 5Pi вход индикатора подключается к выходу интегрирующего блока 8. В результате на индикаторе фиксируется величина

а Ucoriif t () Л - ЛЬр, где К - масщтабный коэффициент;

-расстояние от фиксированной

точки начала движения зонда до пода печи;

t - время с начала движения зонда

от фиксированной точки до уровня расплава;

V -скорость перемещения зонда;

и const -напряжение, подаваемое на вход

интегрирующего блока;

А - постоянная величина, Точность измерения определяется порогом срабатывания двухпозиционного релейного блока и величиной запаздывания блока запаздывания, настройкой которых достигается требуемая чувствительность предлагаемого устройства для определения уровня расплава в ванне руднотермической печи. Автоматический реверс привода перемещения зонда осуществляется с помощью контактов IPi -ЗРг.

После возвращения зонда схема приводится в исходное положение, а на интегрирующем блоке нажимается кнопка «Сброс.

Формула изобретения

Устройство для контроля уровня расплава, содержащее перемещающийся равномерно измерительный зонд, привод для перемещения зонда, блок управления приводом, измеритель напряжения зонд-электрод и индикатор, отличающееся тем, что. с целью повышения точности и оперативности контроля уровня расплава, устройство снабжено дифференцирующим и интегрирующим блоками, блоками сравнения и запаздывания и двухпозиционным релейным блоком, причем вход дифференцирующего блока соединен с выходом измерителя напряжения зондэлектрод, выход дифференцирующего блока подключен к одному входу блока сравнения непосредственно, к другому входу/ - через блок запаздывания, а выход блока сравнения соединен со входом двухпозиционного релейного блока, через контакты которого к индикатору подключен выход интегрирующего блока, а вход интегрирующего блока через контакты блока управления приводом

подключен к источнику стабилизированного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 347953, кл. Н 05 В 7/144, 1969.

2. Короткий С. В. Разработка и исследование проблем производства фосфора и продуктов его переработки. Труды Ленниигипрохима, вып. 10, Л., 1974, с. 18-23.

hs

к зоиду

пит

V s-э