Телевизионное устройство для автоматического регулирования и стабилизации диаметра слитка при бестигельной зонной плавке Советский патент 1982 года по МПК H04N7/18 

(54) ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

И СТАБИЛИЗАЦИИ ДИАМЕТРА СЛИТКА

ПРИ БЕСТИГЕЛЬНОЙ ЗОННОЙ ПЛАВКЕ

Изобретение относится к телевидению и может использоваться в- химической, металлургической и в других отраслях промышленности.

Известно телевизионное устройство для автоматического регулирования и стабилизации диаметра слитка при бестигельной зонной плавке, содержащее передаюш,ую телевизионную камеру, первый выход которой соединен через смеситель с6 входом видеоконтрольного блока, второй выход передающей телевизионной камеры через последовательно соединенные линию задержки и генератор стробимпульсов подключен к первому входу первого блока совпадения и первому входу второго блоке совпадения, при этом выход кадровых синхроимпульсов передающей телевизионной камеры подключен к первому входу триггера привязки к видеосигналу и первому входу триггера программного импульса, причем выход первого блока совпадения соединен со вторым входом триггера привязки к видеосигналу, а первый выход триггера программного импульса соединен со вторым входом второго блока совпадения, выход которого через импульсный счетчик соединен со вторым входом триггера программного импульса, первый и второй блоки сравнения и блок формирования сигналов ошибки, выходы которого через регулятор растяжения и сжатия связаны с исполнительным механизмом 1.

Однако известное устройство не обеспечивает достаточную точность регулирования и не позволяет полностью автоматизировать процесс стабилизации за счет ограниченной зоны захвата, а также не обеспечивает выделение сигнала фронта кристаллизации и измерение абсолютной величины диаметра слитка на фронте кристаллизации.

Цель изобретения - повышение точно15сти регулирования стабилизации диаметра слитка.

Поставленная цель достигается тем, что в телевизионное устройство для автоматического регулирования и стабилизации диа метра слитка при бестигельной зонной плавке, содержащее передающую телевизионную ка.меру, первый выход которой соединен через смеситель со входом видеоконтрольного блока, второй выход передающей телевизионной камеры через последовательно соединенные линию задержки и генератор стробимпульсов подключен к первому входу первого блока совпадения и первому входу второго блока совпадения, при этом выход кадровых синхроимпульсов передающей телевизионной камеры подключен к первому входу триггера привязки к видеосигналу и к первому входу триггера программного импульса, причем выход первого блока совпадения соединен со вторым входом трйГгера привязки к видеосигналу, а первый выход триггера программного импульса соединен со вторым входом второго блока совпадения, выход которого через импульсный счетчик соединен со вторым входом триггера программнного импульса, первый и второй блоки сравнения и блок формирования сигналов ошибки, выходы которого через регулятор растяжения и сжатия связаны с исполнительным механизмом, введены усилитель - ограничитель, третий и четвертый блоки совпадения, блок задержки на одну строку, блок запрета, первый и второй триггеры, блок выделения сигнала хорд изображения жидкой зоны, программный блок, блок цифровой индикации, блок управления мощностью нагревателя, выходы которого соединены с нагревателем, при этом третий выход передающей телевизионной камеры соединен со входом усилителя - ограничителя, первый выход которого соединен с первым входом третьего блока совпадения, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом .блока запрета, первым входом блока цифровой индикации и входом блока задержки на одну строку, а второй вход третьего блока совпадения соедииен с выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом кадровых синхроимпульсов передающей телевизионной камеры и первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с первым выходом блока запрета, второй, третий четвертый и пятый выходы которого подключены соответственно ко второму входу смесителя, второму входу первого блока совпадения, второй входу блока цифровой индикации и второму входу первого триггера, а вход блока запрета соединен с выходом блока задержки на одну строку, причем второй выход усилителя - ограничителя соединен с первым входом четвертого блока совпадения, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход четвертого блока совпадения соединен с первым входом блока выделения сигнала хорд изображения жидкой зоны, второй вход которого соединен с первым выходом программного блока, второй выход которого соединен с первым входом блока формирования сигналов ошибки, а первый, второй и третий выходы блока выделения сигнала хорд изображения жидкой ЗОНЫ подключены соответственно к третьему входу смесителя, второму входу блока формирования сигналов ои:ибки и третьему входу блока цифровой индикации, четвертый вход которого соединен со вторым выходом четвертого блока совпадения, второй выход триггера программного импульса и первый выход триггера привязки к видеосигналу соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока сравнения, третий выход триггера программного импульса и второй выход триггера привязки к видеосигналу соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока сравнения, причем выходы первого и второго блоков сравнения соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления мощностью нагревателя. На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Телевизионное устройство для автоматического регулирования и стабилизации диаметра слитка содержит передающую телевизионную камеру 1, смеситель 2, блок видеоконтроля 3, линию 4 задержки, генератор 5 стробимпульсов, усилитель-ограничитель 6, блок 7 совпадения, импульсный счетчик 8, триггер 9 программного импульса, блок 10 совпадения, триггер 11 привязки к видеосигналу, блоки 12 и 13 сравнения, блок 14 управления мощностью нагревателя 15, блок 16 совпадения, блок 17 задержки на одну строку, блок 18запрета, триггер 19, блок 20 совпадения, триггер 21, блок 22 выделения сигнала хорд изображения жидкой зоны,и блок 23 формирования сигналов ощибки, программный блок 24, блок 25 цифровой индикации, регулятор 26 растяжения и сжатия и слиток 27. Устройство работает следующим образом. Изображение жидкой зоны вблизи фронта кристаллизации и жидкой зоны проецируется на мищень передающей телевизионной камеры 1. Видеосигнал подается через смеситель 2 на блок видеоконтроля 3 для наблюдения процесса и импульсов подсветки соответствующим фронту кристал аизации, жидкой зоне и зоне кристаллизации ниже фронта кристаллизации. С другого выхода передающей телевизионной камеры 1 импульсы синхронизации строк или смесь гасящих импульсов подаются -на вход линии 4 задержки, которая формирует импульсы переменной длительности, не более длительности прямого хода строчной развертки. Длительность импульсов устанавливается при настройке. Задним фронтом импульсов запускается генератор 5 строим пульсов небольшой длительности. С выхода генератора 5 строимпульсов импульсы подаются на два блока 7 и 10 совпадения. На второй вход блока 7 совпадения поступает импульс триггера 9, открывающий блок 7 совпадения. Стробирующие импульсы с выхода блока 7 совпадения подаются на ИМПУЛЬСНЬШ счетчик 8 с изменяемой программой. Импульсный счетчик 8 определяет время окончания работы триггера 9. Емкостью импульсного счетчика 8 (задним фронтом триггера 9) задается положение фронта кристаллизации в пределах кадра. Начало работы триггеров 9 и 11 определяется кадровым синхроимпульсом. Время окончания работы триггера 11 определяется сигналом фронта кристаллизации с выхода блока совпадения 10, на один вход которого подаются стробирующие импульсы генератора 5 стробимпульсов. На второй вход - сигнал фронта кристаллизации с выхода блока 18 запрета. Задний фронт триггера 11 определяет истинное положение фронта кристаллизации по кадру. Сигналы триггеров 9 и 11 подаются на соответствующие входы блоков сравнения 12 и 13, на выходе которых формируется сигнал ошибки (а именно на выходе блока сравнения 12), когда длительность импульса триггера 11 больше импульса триггера 9. Когда импульс триггера 9 больше по длительности импульса триггера 11, сигнал ошибки формируется на выходе блока 13 сравнения. Выходы блоков 12 и 13 сравнения соединены со входами блока 14 управления мощностью, который управляет мощностью нагревателя 15 для регулирования положения фронта кристаллизации. Выделения сигнала фронта кристаллизации происходит следующим образом. Ограниченный на определенном уровне усилителем-органичителем б видеосигнал части слитка 27 вблизи фронта кристаллизации подается на вход блока 16 совпадения, на второй вход которого подается сигнал триггера 19, начало работы которого определяется кадровым синхроимпульсом. На выходе блока 16 совпадения появляется сигнал зоны кристаллизации. С выхода блока 16 совпадения сигнал подается через блок задержки на одну строку 17 на вход блока 18 запрета, на второй вход блока 18 запрета подается незадержанный сигнал с выхода блока 16 совпадения. На выходе блока 18 запрета появляется видеосигнал последней хорды фронта зоны кристаллизации, импульс фронта подается на выход блока 16 совпадения через триггер 19, который переходит в другое устойчивое состояние до окончания кадра. Тем самым обеспечивается выделение сигнала зоны кристаллизаци и сигнала фронта кристаллизации. Выделение видеосигнала жидкой зоны происходит следующим образом. Сигнал с выхода усилителя - ограничителя 6 подается на вход блока 20 совпадения, на вtopoй вход которого подается сигнал триггера 21, начало работы которого определяется положением фронта кристаллизации. Таким образом, на выходе блока 20 совпадения появляется сигнал жидкой зоны. Видеосигнал с выхода блока 20 совпадения подается на блок 22 выделения сигнала хорд, обеспечивающий выделение любой заданной хорды из сигнала жидкой зоны. С выхода блока 22 выделения сигнала хорд сигнал выбранной хорды в цифровой форме подается на блок 23 формирования сигналов ошибки, с выхода которого сигна л ошибки подается на регулятор 26 растяжения и сжатия 27. Величина хорды и ее номер задается программным блоком 24. Предлагаемое устройство обеспечивает автоматизацию процесса измерения и регулирования диаметра слитка, увеличивает производительность труда и повышает качество монокристаллического материала. Годовой экономический эффект составит только за счет экономии материала более 3 млн. руб. Формула изобретения Телевизионное устройство для автоматического регулирования и стабилизации диаметра слитка при бестигельной зонной плавке, содержащее передающую телевизионную камеру, первый выход которой соединен через смеситель со входом видеоконтрольного блока, второй выход передающей телевизионной камеры через последовательно соединенные линию задержки и генератор стробимпульсов подключен к первому входу первого блока совпадения и первому входу второго блока совпадения, при этом выход кадровых синхроимпульсов передающей телевизионной камеры подключён к первому входу триггера привязки к видеосигналу и первому входу триггера программного импульса, причем выход первого блока совпадения соединен со вторым входом триггера привязки к видеосигналу, а первый выход триггера программного импульса соединен со вторым входом второго блока совпадения, выход которого через импульсный счетчик соединен со вторым входом триггера программного импульса, первый и второй блоки сравнения и блок формирования сигналов шибки, выходы которого через регулятор растяжения и сжатия связаны с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования и стабилизации диаметра слитка, в него введены усилительограничитель, третий и четвертый блоки совпадения, блок задержки на одну строку, блок запрета, первый и второй триггеры, блок выделения сигнала хорд изображения жидкой зоны, программный блок, блок цифровой индикации, блок управления мощносгью нагревателя, выходы которого соединены с нагревателем, при этом третий выход передающей телевизионной камеры соединен со входом усилителя-ограничителя, первый выход которого соединен с первым иходом третьего блока совпадения, первый, второй, и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом блока запре та, первым входом блока цифровой индикации и входом блока задержки на одну строку, а второй вход третьего блока совпа дения соединен с выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом кадровых синхроимпульсов передающей телевизионной камеры и первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с первым выходом блока запрета, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого подключены соответственно ко второму входу смесителя, второму входу первого блока совпадения, второму входу блока цифровой индикации и второму входу первого триггера,-а вход блока запрета сое динен с выходом блока задержки на одну строку, причем второй выход усилителяограничителя соединен с первым входом четвертого блока совпадения, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход четвертого блока совпадения соединен с первым входом блока выделения сигнала хорд изображения жидкой

зоны, второй вход которого соединен с nepj вым выходом программного блока,, второй выход которого соединен с первым входом блока формирования сигналов ошибки, а первый, второй и третий выходы блока выделения сигнала хорд изображения жидкой зоны подключены соответственно к третьему входу смесителя, второму входу блока формирования сигналов ошибки и третьему входу блока цифровой индикации, четвертый вход которого соединен со вторым

выходом четвертого блока совпадения, второй выход триггера программного импульса и первый выход триггера привязки к видеосигналу соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока сравнения,

третий выход триггера программного импульса и второй выход триггера привязки к видеосигналу соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока сравнения, причем выходы первого и второго блоков сравнения соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления мощностью нагревателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР

№ 499688, кл. Н 04 N 7/02, 1971 (прототип).