Устройство для вычисления параметров площадки ликвидуса на термограмме Советский патент 1980 года по МПК G06F17/17 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для физико-химического анализа металлов и сплавов, в частности в черной металлургии для определения концентрации углерода в жидком металле по кривой охлаждения.

Известно устройство для вычисления площадки ликвидуса на термограмме непосредственно в процессе ее регистрации, содержащее кристаллизатор, датчик температуры, блок регистрации, преобразователь перемещение-код, узел синхронизации, генератор тактовых импульсов, счетчики порога и времени, регистр, функциональный преобразователь 1.

Температуру ликвидуса при использовании этого устройства определяют по положению хаЕ)актерной площадки ликвидуса на термограмме охлаждения жидкого металла. На реальных термбграммах помимо площещки ликвидуса могут появляться так называемые ложные температурные площадки, обусловленные не фазовым превращением в образце, а влиянием случайных возмущений, например резким изменением условий теплообмена. Поэтому эффективность термического анализа определяется главным образом надежностью

распознавания площадки ликвидуса на термограмме, т.е. вероятностью безошибочных решений, причем ошибочным решением является как пропуск истинной площадки ликвидуса, так и принятие решения на ложной площадке,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее преобразова10тель температуры меташла в код, вход которого соединен с входом (устройства, выходы через узел синхронизации подключены ко входам сложения и вычитания реверсивного счетчика

15 и счетчика порога, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами счетчика времени, первый регистр, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика,

20 а выход подключен к выходу устройства, вход узла синхронизации соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а вы}сод подключен ко входам счетчика цикла и счетчика вре25мени 12 .

В процессе регистрации термограммы кодовые импульсы, несущие информацию об определенных положительных или отрицательных приращениях температуры металла, с выхода преобра30

зователя через узел синхронизации поступают на входы реверсивного счетчика, В последнем образуется параллельный код текущей температуры металла. Одновременные кодовые импульсы поступают на входы счетчика порога. Тактовые импульсы от генератора поступают на входы счетчика времени и счетчика цикла. Если приращение температуры металла превышает некоторый порог, то импульсы с выходов счетчика порога, поступая на управляющие входы счетчика времени, устанавливают последний в нулевое положение. До тех пор, пока на термограмме отсутствуе температурная площадка. Счетчик времени постоянно сбрасывается в нуль импульсами с выходов порогового счечика. При появлении площадки на термограмме, на которой приращение температуры в ту и другую сторону не превышает величины порога, прекращается сбрасывание счетчика времени В результате, если продолжительност площадки по времени превышает некоторый временной порог, заданный в счетчике времени, то последний переполняется и заносит в регистр содержимое реверсивного счетчика, соответствующее уровню температуры на площадке. Если же в течение цикла измерения на термогуамме отсутствует площадка, продолжительность которой превышает временной порог,- то счетчик цикла выдает сигнал на повторение анализа.

Таким образом, в известном устройстве решение о появлении площадки ликвидуса на термограмме принимается лишь по одному признаку продолжительности температурной площадки. Если величина этого признака превышает заданный временной порог, то принимается решение о том, что данная площадк51 является площадкой ликвидуса, если же величина признака меньше заданного порога, то площадка считается ложной.

Известное устройство, однако, не обеспечивает достаточную надежность распознавания, что является его недостатком.

При использовании рассмотренного .устройства принципиально могут быть допущены ошибки в принятии решения, поскольку величина порога в устройстве задается заранее и не зависит от вида регистрируемой термограммы

Цель изобретения - повышение надежнбсти работы устройства.

Поставленная цель достигается те что в устройство введены счетчик приращения температуры, дешифратор признаков и второй регистр, вход которого соединен с выходом счетчика цикла, управляющие входы первого и второго регистров подключены к первому и второму выходам счетчика порога, второй выход которого соединен со входом счетчика приращения температу ЕЙ,выход которого и выходы счетчика времени, первого и второго регистров подключены соответственно ко входам дешифратора признаков, выход которого соединен с управляющими входами счетчика времени и счетчика порога.

На фиг.1 предсоавлена блок-схема устройства; на фиг.2 - термограмма охла эдения жидкого металла, поясняющая принцип действия устройства.

Устройство (фиг.1) содержит преобразователь 1 температуры металла в код, вход которого подключается к датчику температуры металла (термопаре) , не показанного на фиг.1, узел 2 синхронизации, реверсивный счетчик 3, счетчик 4 порога, счетчик 5 времени, счетчик 6 цикла, генератор 7 тактовых импульсов, регистры 8 и 9, счетчик 10 приращения температуры, дешифратор 11 признаков, вход 12 и выход 13 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В процессе регистрации термограммы сигнал от датчика -температуры металла поступает со входа 12 устройства на вход преобразователя 1. При каждом элементарном приращении температуры кодовые импульсы образуются на одном из двух выходов преобразователя 1 (в зависимости от знака приращения температуры).

Кодовые импульсы с выхода преобразователя 1 через узел 2 синхронизации поступают на входы сложения ил вычитания реверсивного счетчика 3 и счетчика 4 порога,В реверсивном счетчике 3 образуется параллельный код текущей температуры металла,Счетчик построен таким образом,что на его выходах образуются импульсы каждый раз когда на его входы поступит число кодовых импульсов, соответствующее некоторому выбранному порогу, т.е. на выходах счетчика 4 образуются импульсы при определенных положительных или отрицательных приращениях температуры метгшла. Эти импульсы поступают -на управляющие входы счетчика 5 времени для его установки, а также на управляющие входы регистров 8 и 9 . Па входы счетчика 5 времени и счетчика 6 цикла поступают тактовы импульсы от генератора 7 через узел 3 синхронизации. Узел 2 синхронизации обеспечивает распределение во времени кодовых и тактовых импульсов что необходимо для исключения сбоев в работе устройства. Перед началом каждого измерения счетчик б цикла сбрасывается в нуль и, следовательно, в процессе регистрации термограммы содержимое счетчика б пропорционально текущему времени,прошедшему от начала регистрации термограммы. Как только на управляющие входы регистров 8 и 9 поступает очередной импульс с выхода счетчика 4, в реги стр 8 из счетчика 6 заносится код, пропорциональный времени, прошедшему с начала регистрации термограммы до точки срабатывания счетчика 4. Аналогично в регистр 9 из реверсивн го счетчика 3 заносится код, пропор циональный температуре металла в момент срабатывания счетчика 4. Информация с выходов регистров 8 и 9 непрерывно поступает на входы дешиф ратора 11 признаков. Счетчик 10 обеспечивает определе ние приращения температуры металла по отношению к махе 1мальной темпера туре на термограмме (фиг.2). Перед началом регистрации термограммы счетчик 10 сбрасывается в нуль. Затем счетчик 4 переполняется по вычитанию и импульсы с соответствующе го выхода счетчика 4 поступают на вход счетчика 10. В результате в последнем образуется код, пропорцио нальный отрицательному приращению температуры металла. Информация с выходов счетчика 10 также непрерывно поступает на вход дешифратора 11 Счетчик 5 времени обеспечивает определение временного интервала ме ду двумя последовательными моментами переполнения счетчика 4. Каждый импульс переполнения счетчика 4 устанавливает счетчик 5 времени в нулевое состояние и затем счетчик 5 начинает новый отсчет времени путем подсчета тактовых импульсов. Инфор мация с выхода счетчика 5 времени поступает на вход дешифратора 11 признаков. Таким образом, в процессе регист рации теркограммы на входы дешифратора 11 поступает информация о следующих величинах: текущей температу ре металла Т, текущем приращении температуры ьТ металла относительно максимальной температуры на термогрс1мме, текущем интервале времени Т начала измерения и временно интервале tT от момента очередного сброса счетчика времени. При этом информация о величинах Т, лТ и С изменяется лишь только в моменты сброса счетчика 5 времени, так как содержимое регистров 8 и 9, а также счетчика 10 изменяется в моменты пе реполнения счетчика 4, сбрасывающег счетчик 5 времени. Управляющий сигнал на выходе дешифратора 11 образуется лишь тогда, когда временной интервал, определяе мый счетчиком 5 времени, станет равен некоторому пороговому зна чению ,, зависящему от параметров Т, ь.Т Функциональная зависимость, связ вающая величину порога с оснрвньоми параметрами термограмм, задается на основании статистической обработки еальных термограмм, обеспечивающей инимальную ошибку распознавания. В процессе регистрации термограммы до появления температурной площадки счетчик 4 постоянно сбрасывает счетчик 5 времени так, что последний не успевает досчитать до величины, равной порогу. Следовательно на этих участках термограммы функциональная зависимость не выполняется и .управляющий сигнал на выходе дешифратора 11 не образуется. При появлении температурной площадки на термограмме, приращение температуры на которой в ту и другую сторону не превышает величины о, счетчик 4 не переполняется. При этом, если продолжительность температурной площадки такая, что счетчик времени 5 успевает досчитать до величины Т , равной порогу TQ, определяемому параметрами термограммы, соответствующими температурной площадке, то на выходе дешифратора 11 образуется управляющий сигнал. Этот сигнал поступает на управляющие входы счетчика 4 порога и счетчика 5 времени для блокировки счета. Тем самым блокируется возможность изменения информации в счетчиках 5 и 10, а также ре гистрах 8 и 9 и управляющий сигнал на выходе дешифратора 11 признаков сохраняется до следующего цикла -измерения. Появление управляющего сигнала на выходе дешифратора И признаков свидетельствует о том, что на термограмме зарегистрированна температурная площадка ликвидуса. Информация, содержащаяся в регистре Э после формирования управляющего сигнала на выходе дешифратора 11 соответствует температуре ликвидуса металла. Эта информация может быть непосредственно передана в управляющую вычислительную машину или в блок цифровой индикации для отображения результата термографического анализа жидкого металла. Применение устройства позволяет повысить надежность работы при вычислении параметров площадки ликвидуса за счет того, что в зaвиc sмocти от характера регистрируемой термограммы температурная площадка определенной продолжительности может быть отнесена либо к истинной площадке ликвидуса, либо к ложной. Повышение надежности обеспечивает высокую эффективность термографического анализа стали на углерод, что в конечном итоге сказывается на производительности сталеплавильного агрегата и качестве выплавляемого металла. Формула изобретения Устройство для вычисления параметров площадки ликвидуса на термограм 4е, содержащее преобразователь температуры металла в код, вход которого соединен с входе устройства, выходы через узел синхронизации подключены ко входам сложения и вычитания реверсивного счетчика и счетчика порога, первый и второй выходы которого соединены с управляющими .входами счетчика времени,первый регистр .вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход подключен к выходу устройства, вход .узла синхронизации соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход подключен ко входам счетчика цикла и счетчика времени, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены счетчик прирай ения температуры, дешифратор признаков и второйрегистр,вход которого соединен с выходом счетчика цикла, управлякадие входы первого и второго регистров подключены к первому и второму выходам счетчика порога, второй выход которого соединен со входом счётчика приращения температуры, выход которого и выходы счетчика времени, первого и второго регистров подключены соответственно ко входам дешифратора признаков, выход которого соединен с управляющими входами счетчика времени и счетчика порога.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР ( 478236, кл. G 01 N 25/06, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке М :2059723/18-24,

кл. G 06 F 15/46, G 01 N 25/06, 1974 (прототип).

ima-x

r.fr.)

/A 7