Устройство регулирования температуры в пламенной печи Советский патент 1982 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автоматичёскому регулированию, в частности к регулированию температуры в пламенных печа Известны устройства автоматического регулирования .пламенных печей, использующие различные датчики температуры 1. Наиболее 15)е/дпочтительным является регул;фование: температурой горения факела по показаниям пирометра. Известен способ автомагического регу лирования процесса горения, согласно которому используют сигнал по излучению факела 2 Этот способ не обеспечивает необходнмой точности регулирования. Наиболее близким по технической сущности к хфедлагаемому является устройство автоматического регулирования процееса горения, содержащее пламенную печь к которой подключен малоинерционный дат чик температуры (пирометр), и последовательно соединенные резонансный усилитель, дифференцирующее звено, двухполупериодный выпрямитель, сглаживающий фильтр, выход последнего соединен с первым входом регулятора, второй вход кото-, рого соединен с выходом задающего устройства, а выходы соединены с исполнительными устройствами, которые, в свою очередь, соединены с пламенной печью 3. Из сигнала по излучению факела вььделяют частотную область от О до 6 Гц, измеряют средний модуль производной полученного сигнала и подают его на регулятор, управляющий подачей воздуха в топлива. При этом не учитывается степень черноты факела, которая вносит погрешность в точность регулирования, поскольку истинная температура тела охфеделяется формулой7р Ci) где с - степень черноты тела при температуре Т; Тр - радиационная температура, так как в известном устройстве регулирование

осуществляется только по изменениям величрны Тр.

Цель изобретения - повьпнение точности рех лйрования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство регулирования температуры в пламе1шой печи, содержащее пирометрический датчик температуры, последовательно соединенные резонансный усилитель, дифференцирующее звено, двухполупериодный выпрямитель и сглаживающий фильтр, выход которого соединен с первы входом регулятора, второй вход которого соединен с выходом задающего узла, а выход - с исполнительными механизмами, воздействующими на подачу воздуха и топлива в печь, введены последовательно соединенные дополнительный датчик температуры, выполненш.1й в виде термопары функциональный преобразователь и делитель, второй вход которого соединен с выходом пирометрического датчика температуры, а выход - с входом резонансного усилителя.

На фиг. А - блок-схема устройства автоматического регул1фования температуры в пламенной печи; на фиг. 2 - функциональный преобразователь.

Устройство содержит пламенную печь

1,пирометрический датчик температуры

2,дополнительный датчик температуры (термопару) 3, функциональный преобразователь 4, делитель 5, резонансный усилитель 6, дифференци1)ующее звено 7 . двухполупериодный выпрямитель 8, сглаж шающий фильтр 9, регулятор 10, задающий узел 11, исполнительные механизмы 12.

Устройство работает следующим образом.

На установленном в пламенной печи 1 пирометрическом датчике температуры 2 ффмируется сигнал, гфопорционаяьный радиационной температуре и зависящий; отбыстрых флуктуации действительной температуры, при которых можно сяитать коэффициент черноты факела постоянным. На дополнительном датчике температуры 3, расположенном в печи и представляющем из себя термопару в защитном кожухе, формируется сигнал, пропорциональный в силу болыдой инерционности термопары средшй действительной температуре в печи. Сигнал на выходе термопары, определяющийся медленными флуктуациями темиературы, поступает на вход функционального преобразователя 4, выходной сигнал которого, равный корню четвертой степени из его входного сигнала, поступает на

первый Вход делителя 5, на второй вход которого поступает сигнал с пирометрического датчика 2. В делителе происходит формирование сигнала, пропорционального истинной температуре факела, путем деления сигнала с выхода датчика 2 на выходной сигнал функционального преобразователя 4. Этот сигнал поступает на вход резонансного усилителя 6, выделяющего частотную область от О до 6 Гц. Далее сигна поступает на вход дифференцирующего звена 7 и с его выхода - на вход двухполупериодного выпрямителЯлЗ. Сигнал, пропорциональный модулю производной, поступает j-m вход сглаживающего филыра 0. Полученный сигнал поступает на первый вход регулятора 10, на второй вход которого подается сигнал с выхода задающего узла 11. Сравнивая эти два сигнала, регулятор подает управляющие сигналы на входы исполнительных механизмов 12, которые регулируют подачу воздуха и топлива в пламенную печь 1.

Функциональный преобразователь (см. фиг. 2) работает следующим образом.

На вход устройства подается сигнал от датчика температуры . , где - температура, измеряемая термопарой; К, - постоянный коэффициент. В обратной связи операционного усилителя включен блок нелинейностей (БН), построенный Jia TOKOBbix диодных ячейках, реализующий кусочно линейную аппроксимацию нелиней- ностей функции

Ь -Н-Сифп).

Сигнал ифп снимается с выхода функционального преобразователя и, прк условии, 4To4(U(Kn ) - и. вид -4(UAT),Ki

Ur

ФП R - R ТпХ где ip определяет зависимость степенной функции коэффициента черноты с от температуры lp(Tд) (Т). Непосредственно характеристика of(Т ) считается известной (1).

В результате применен{ш гфедлагаемого устройства точность регулирования повысится на 5%. В случае пренебрежения зависимостью степени черноты тела от его температуры необходимо вводить поправку, которая в диапазоне температур {1ООО1800 С) в среднем составляет (4О -ЮО С).

Формула изобретения

Устройство регулирования температуры в пламегшой печи, содержащее пирометрический датчик температуры, поспедовательно соединенные резонансный усилитель, дифференцирующее звено, двухлолуперйодный выпрямитель и сглаживающий филнгр, выход которого соединен с первым входом регулятора, второй вход которого соединен с выходом задающего узла, а выход - с исполнительными механизмами, воздействующими на подачу воздуха и топлива в печь, отличающееся), что, с целью повышения точности регулирования, в него введены последовательно соединенные дополнительный датчик температуры, вьшолненный в внде термопары, функциональный гфеобразователь и делитель, второй вход которого соединен с выходом пирометрическогх) датчика температуры, а выход - с входом резонансного усилителя.

Источники информации, тфинятые во внимание при экспертизе

1.Гинзбург Д. Б. Стекловаренные печи. М., Стройиздат, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР № 235236, кл. F- 23 N 5/О8, 1968.

3.Авторское свидетельство СССР М 344226, кл. F23N З/ОО, 197О (прототип).