Вычислитель углеродного потенциала Советский патент 1979 года по МПК C21D1/76 

. --:- .. .

Изобретение относится к хикгакб-термической обработке и может быть использовано .в области измерения углеродного потенциала печной . атмосферы.

Известен вычислитель углеродного потен1|иала, содержаоиий блоки смещения, блоки усилителей, блок суммирующего усилителя, блок инвертора, блок ручной установки прЬцен1П(ого содержания окиси углерюда (СО), переклй чатель и диодные функционат Нь1е преобразовав тели, соединенные по выходу с блоком сумми- рующего усилителя, блок согласующего дёпИтеяя блок легирования и блок коррекции. Си1«аЛ1а с датчиков Cdj, СО и температуры поступаю на вход вычислительного устройства, где они, пройдя по соответствующим трактам, подвергаются операциям , усиления и функционального преобразования. Преобразованные сигналы вместе с сигналом из блока коррекции и блока легирования поступают в блок сумми-, рующего усилителя. Вь1ходной сигнал блока суммирующего усилителя, отображающий величину углеродного потенциала для легированной стали, поступает в блок согласующего делителя, который служит для согласования выхода блока суммирующего усилителя со входом регистрирующего прибора .

Недостаток нзвестаого вьиий1ителя з леродного потен1щала состоит в тоМ, что выходной сигнал сумматора относительно точно отображает вёлиадшу углеродаюгЬ потенциала для легированной стали в заранее заданной области, например, в области около 1,0% С.

.Точность в той или иной области диапазона измерения углеродного потенциала обеспечивается нйстройкой блока легироватгая, который выполнен в вцде потешщбметра, включенного, параллельно во входную цепь сумАюТОра. При этом измерение угУтеродного потенциала в других областях диапазона приводит к увеличению погрешности вычисления.

Целью изобретения является обеспечение одинаковой точности во всем даапазОне измерения йотенцИаЛа.

Поставленная цель дост11гается тем, что вычислитель дополнительно снабжен блоком выходногопреобразователя, один вход которого подключен к выходу блока суммирующего уснлителя, второй - к блоку легирования, а выход к блоку согласующего делителя, и тем, что блок выходного преобразователя включает в себя блок линеаризации, блок деле1гая и выходной сумматор, причем один вход выходного сумматора подключен к выходу блока, деления, включенного последовательно с блоком линеаризации, второй вход сумматора подключен непосредственно ко входу блока линеаризации, третий - к блоку легирования, а выходк блоку согласующего делителя. На фиг. 1 представлена блок-схема вычисли теля; на фиг. 2 - блок-схема выходного преобразователя. Вычислительное устройство содержит блоки смещения 1-3, блоки усилителей 4-6, блок ин вертора 7, бл01«и функциональных преобразователей 8-10, переключатель 11, блок 12 ручной установки % СО, блок легирования 13, блок коррекции 14, блок суммирующего усилителя 15, блок выходного преобразователя 16 и блок согласующего делителя 17. i -Блок выходного преобразователя 16 состоит из блока линеаризации 18, блока деления на постоянный коэффициент 19 и выходного сумматора 20. Устройство работает следующим образом. Выходные сигналы датчиков параметров ат-мосферы - И, „ Hf.Q поступают в соответствующие блоки смещения 1-3, где происходит смещение нуля диапазонов входных сигн.алов в точку, соответствующую началу раб чего диапазона вычислителя, далее сигналы уси ливаются в соответствующих блоках усилителей 4-6 и поступают на функциональные преобразователи 8-10 (в тракте СО после блока инвертора 7), где происходит их функциональное преобразование. Преобразованные сигналы вместе с сигналом из блока коррекции 14 поступают в блок суммирующего усилителя 15, причем сигнал по тракту СО поступает через переключатель 11, который в автоматическом режиме работы подключает к блоку суммирующего усилителя 15 выход функционального . .яреобразователя, 10, а в ручном - выход блок 12 ручной установки СО. Вь1ходной сигнал И блока суммирующего усилителя1 15, пропорциональный функции зтлеродного потенциала для системы Fe-C И1 сигнал И из блока легиро вания 13 поступают в выходной преобразователь 16. Сигнал И(,д выходного преобразователя 16, пропорциональный логарифму потенциала углеродного для легированной стали, поступает через блок согласующего делителя 17 в общую, схему регулятора углеродного потенциа ла. -. .. ; . Сигнал HC блока суммирующего усилителя 115 определяется формулой f(c Sf|(Xi),(1) где f (() - нелинейная функция концентрации углерода в нелегированной стали (углеродный потенциал для системы Fe-C). rfj(Xj) -сумма функций параметров атмосфены, влияющих на величину углеродного потенциала. Сигнал HC состоит из двух составляющих - логарифмической и постоянной, т. е. имеет вид f() где KI - постоянный коэффициент. Этот сигнал поступает в блок линеаризации 1C (см. фиг. 2), который выполнен, например, в виде активного функционального преобразовавтеля с инвертированием входного сигнала. Выходной сигнал И блока линеаризации 18, являющийся линейной функцией величины углеродного потенциала, поступает в блок деления 19, выполненный в виде пассивного делителя напряжения. Вькод1юй сигнал И блока деления 19, равный по абсолютной величине постоянной составляющей выходного сигнала Й. блока суммирующего усилителя 15 и обратный ему по знаку, поступает вместе с сигналом И и сигналом Ид из блока легирования 13; в выходной сумматор 20. В сумматоре 20 происходит выделение Логарифмической составляющей сигнала И., а также суммирование логарифмической составляющей, т. е. сигнала, пропорционального логарифму углеродного потенциала для системы Ре-С, с сигналом Hjj, пропорциональным величине козффициёнта легирования обрабатываемой марки стг(ли. Влияние легирования обрабатываемой стали на величину углеродного потенциала учитывается с помощью коэффициента легирования п по формуле , где ip - концентрация углерода в системе Fe-С (углеродный потенциал атмосферы);. . 1) - зтлеродный потенциал многокомпо нентной системь (углеродный потенциал с поправкой на легирование обра- батываемрйMej - легирующий компонент; Kj, - коэффициент влияния легирующего компонента. Операция суммирования логарифмической составляющей сигнала И. с сигналом И блока легирования 13 в соответствии с формулой (3) дает на выходе сумматора 20 сигнал Й, пропорциональный логарифму углеродного потенциала для легированной стали, причем точность вычисления углеродного потенциала одинакова во всем диапазоне измерения. Вычислитель повышает точность измерения углеродного потенциала, а его использование позволит повысить качество обрабатываемых дё талей. Формула изобретения 1. Вычислотель зтлеродного потенциала, содержащий блоки смещения, блоки усилителей, ёлок суммирующего усилителя, блок инвертора блок установки процентного содержания окиси углерода, переключатель и диодаые функциональные преобразователи, соединенные по вь1ходу с блоком суммирующего усилителя блок согласующего делителя, блок легирования и блок коррекдаи, отличающийся тем, что, с целью обеспечения одинаковой точности во всем диапазоне измерения углеродного потенциала, он дополнительно снабжен блоком 16 выходного преобразователя, один вход которо го подключен к выходу блока суммирующего усилителя, второй - к блоку легирования, а выход - к блоку согласующего делителя. 2. Вычислитель по п. 1, отличающийс я тем, что блок выходного преобразователя включает в себя блок линеаризации, блок деления и выходаой сумматор, причем один вход выходного сумматора подключен к BbtXoду блока деления, включенного последовательно с блоком линеаризации, второй вход сумматора подключен непосредственно ко входу блока линеаризации, третий - к блоку легирования, а выход - к блоку согласующего делителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . Отчет НИИТавтопром Разработка полупрямого, метода и аппаратуры контроля и регулирования углеродного потенциала печных атмосфер, N Б-412960, 1974.

Фиг.1

03