Устройство для контроля температуры поверхности заготовок в нагревательной печи
Союз Советсини
С оцнапмстмческнк
Республнк
OilÈÑÀÍÈÅ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100478 (21) 2606846/18-25 (51) .
2 с присоединением заявки ¹
G 01 j 5/22
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 150780.бюллетень № 26
Дата опубликования описания 150780 (53) УДК 536.52 (088.8) (72) Автор изобретения
Л.И. Буглак
Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматизации черной металлургии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВОК В НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ
ПЕЧИ
Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов в черной металлургии, а более конкретно к устройствам контроля и управления температурным режимом нагревательных печей, преимущественно методических печей для нагрева слябов перед прокаткой на широкополосных станах.
Известно устройство для измерения температуры заготовок в печах бесконтактным способом (lj, включающее датчик энергии излучения и измерительную схему.
Недостатком этого устройства является то, что для исключения ошибки измерения температуры эа счет свечения факела газа этот факел гасится на время измерения температуры, что приводит к изменению температуры заготовки, а также при этом не исключается попадание излучения стенок камеры в датчик энергии излучения. Эти обстоятельства снижают точность измерения температуры.
Ближайшим к изобретению техническим решением является устройство для контроля температуры поверхности заготовок в нагревательной печи (2), содержащее датчик энергии результирующего излучения поверхности заготовки, датчик энергии излучения кладки и факела, электронную схему и измерительный прибор.
Это устройство имеет два недостатка.
Первый недостаток заключается в том, что неполностью исключается влияние отраженного от поверхнос-. ти заготовки излучения рабочего пространства печи.
Второй недостаток состоит в том, что измеряемая описанным устройством радиационная температура поверхности заготовки даже при полном исключении влияния отраженного излучения будет отличаться QT действительной.
Рассмотрим зависимость, описывающую выходной сигнал пирометра с учетом собственного излучения заго товки и отраженного излучения кладки и факела З " э) Вэ
+(1 з " зЯ к(ткl5 +E ð(„)Sф), ЗО где Sn - выходной сигнал пирометра
748149 или
Е з (T ),, (T„),C (Tz) - зависящие от температуры коэффициенты излучения соответственно заготовки, кладки и факела;
1! -E>(T>))- коэффициент отражения заготовки;
T,Т,„Т р соответствующие действительные температуры заготовки, кладки и факела; .@б„,5,р — соответствующие выходйые сигналы пирометра при визировании его на модель а.ч.т., имеющего T>,Т„,Т, мн.
Сигнал, характеризующий действи тельную температуру, можно выразить из (1) так:
О БЛГ1 3 {Тэ1) (к((к15 с+ Е(р (Т" ср) б )
3 о и < з(з)) 5д з
3 (T3) где SA выходной сигнал датчика энергии излучения рабочего пространства, равный ь =(е,(т„1s, +с (т ) 1, После выполнения ряда преобразований получаем э (À 1 *
С (Т 1 (2)
Тогда величина дБ, характеризующая погрешность контроля, при полном исключении влияния отраженного излучения равна ) = 5э -З(з15 д Ээ I.< EÇÃ ç))1 или после ряда преобразований
1-Е. (т,1 „-ti-E |,l)5 ) (3)
3 3
Как следует из (3), ь S зависит от неличины коэффициента излучения заготовки от вида зависимости этого коэффициента от температуры, от выходных сигналов пирометра и датчика энергии излучения кладки и факела.
Целью изобретения является повышение точности за счет исключения укаэанных выше погрешностей путем введения н электронную схему блока деления и двух функциональных преобразователей, при этом выход датчика энергии результирующего излучения и первый выход датчика энергии кладки и факела включены встречно на вход блока деления, выход которого нместе со вторым выходом датчика энергии излучения клацки и факела включен на вход первого преобразователя, первый выход которого соединен со входом второго преобразователя, подключенного своим выходом на вход делителя блока деления, а второй выход первого преобразователя соединен со входом измерительного прибора, 2О
ЗО
4О
На чертеже изображена блок-схе.ма устройства, состоящего иэ датчика 1 энергии результирующего излучения поверхности заготовки, датчика 2 энергии падающего на заготовку излучения кладки и факела, блока 3 деления, первого функциональн .о преобразователя 4, второго функционального преобразователя 5 и измерительного прибора б. Назначение датчиков 1 и 2 и вторичного прибора б ясно иэ их назначения. Блок
3 деления осуществляет деление разности сигналов датчиков на коэффициент излучения поверхности заготовки, образуя первый член в праной части уравнения (2), преобразователь
4 преобразует сумму выходных сигналов датчика 2 и блока 3 деления в температуру в соответствии с градуироночной характеристикой датчиков по модели а.ч.т, Преобразователь
5 реализует зависимость Е з (Тз) .
Устройство работает следующим образом.
Датчик 1, например радиационный пирометр, свиэированный через отверстие в кладке печи на поверхность заготовки, измеряет энергию результирующего излучения этой поверхности и преобразует ее в свой выходной сигнал Sn.Äàò÷èí 2,имеющий аналогичную датчику 1 градуироночную характеристику, измеряет энергию излучения кладки и факела и преобразует ее в свой выходной сигнал S A. Разность выходных сигналов датчиков (Я„-SA) поступает на вход блока 3 деления, в котором делится на поступающий на вход делителя выходной сигнал второго функционального преобразователя 5, выходной сигнал которого связан с его входным сигналом зависимостью, соответствующей
Сз(Т ). Эта зависимость предварительно определяется, а затем экспериментально уточняется применитель. о к радиационным свойствам поверхности заготовок, нагреваемых в конкретной печи.
Сумма выходных сигналов датчика
2 и блока 3 деления (сигнал, характеризующий действительную температуру), поступает на вход преобразователя 4, где и преобразуется в соответствии с градуировочной характеристикой датчиков непосредственно н величину действительной температуры поверхности заготовки. Эта величина с первого выхода преобразователя 4 поступает на вход преобразователя 5, реализующего зависимость з (Тэ), а со второго выхода — на вход измерительного прибора 6.
Устройство позволяет избежать погрешностей, присущих прототипу, что обеспечивает повышенную точность
748149
Формула изобретения
Составитель В.Петухов
Редактор M.Áàòàíoâà Техред И. Асталощ Корректор С.Шекмар
Заказ 4221/27 Тираж 713 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35,,Раущская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 измерения температуры поверхности заготовок. устройство для контроля температуры поверхности заготовок в нагревательной печи, содержащее датчик энергии результирующего излучения поверхности заготовок, датчик энергии излучения кладки и факела, электронную схему и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, электронная схема содержит блок деления и два функциональных преобразователя, при этом выход датчика энергии результирующего излучения и первый выход датчика энергии кладки и факела включены встречно на вход блока деления, выход которого вместе со вторым выходом датчика энергии излучения кладки и факела включен на вход первого преобразователя, первый выход которого соединен со входом второго преобразователя, подключенного своим выходом на вход делителя блока деления, а второй выход первого преобразователя соединен со входом измерительного прибора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 257074, кл. G 01 j 5/00, 1969.
2. Авторское свидетельство СССР
9 333419, кл. G 01 К 5/56, 1972 (прототип) .
