Устройство для контроля концентрации углерода в жидком металле

 

5lfLтэн тно»те, 1 и с х н- и

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (i » 752162

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.06.77 (2) )2496596/18-24 с присоединением заявки K (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.80. Бюллетень Лв 28

Дата опубликования описания 01,08.80

Э (51) М. Кл. 01 и 25/06

С 06 F 15/46

Геоударстввнный комитет по делам нзобрвтений н открытий (5Ç) УДК681.326, (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И.,Скурихин, Л. С. Файнзильберг и Л. С. Житецкий (71) Заявитель

Ордена Ленина институт кибернетики AH Украинской CCP (54) УСТРОЙСТВО ИЛЯ КОНТРОЛЯ KOHILEHTPAUHH

УГЛЕРОДА B ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для физико-химического анализа металлов и сплавов, в частности в черной металлугии для автоматического контроля концен5 трации углерода в жидкой стали.

Известно устройство для химического анализа проб, содержащее спектрометр, блок визуального отображения, аналоговый и цифровой преобразователи, блок вывода

1О на печать, блок памяти, процессор и блок и Г11.

Это устройство является сложным и

:предназначено для работы в совокупности с электронной вычислительной машиной.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее кристаллизатор, выход которого соединен с входом датчика температуры, счетчик порога, выход которого подключен к управляющему входу счетчика времени, блок индикации, выход которого соединен с выходом устройства, элемент

И. Это устройство позволяет полностью автоматизировать процесс термического контроля жидкой стали на углерод и получ асть результат анализа в цифровой фор ме (21

Известное устройство обладает, однако, недостаточной надежностью в работе и имеет сравнительно сложную конструкцию, вследствие применения в нем вторичного прибора с регистрирующим устройством.

Наличие электромеханических узлов во вторичном приборе приводит к снижению надежности работы устройства. Вовторых, при использовании преобразователя перемещение- унитарный код, связанного своим входом с регистрирующим устройством вторичного прибора, на выход этого преобразователя поступают импульсы, нэ синхронизированные во времени с импульсами, которые поступают с выхода генератора тактовых импульсов. Для предоттзрьщения возможности возникновении сбоев в работе известное устройство снабвкено узлом синхронизации, что усложняет конструкцию устройства. В-третьих, при ис3 752162 ф вателя перемещение- аналого-цифровой преобразователь 3, счетегося преобразова- чик 4 времени, счетчик 5 пороге, элемент ипа, появляется не- И 6, блок 7 индикации. Функциональный и регистра для зв- аналогоцифровой преобразователь 3 преданализа, что также ставляет собой преобразователь следящего конструкции устрой- типа. Он содержит генератор 8 импульсов, ыполнение фумио- элементы И 9 и 10, реверсивный счетчик ля, осушествляюше- 11, цифроаналоговый преобразователь 12, а те пюратуры ликви- аналоговый функциональный преобразователь ии углерода, требует lp 13 и схему 14 сравнения,, а также вырных затрат, в ре-, ход 15 устройства. зом.

При охлаждении в кристаллизаторе 1 пробы жидкой стали производится контроль температуры расплава с помощью датчика

2 температуры. Аналоговый сигнал с Выхода датчика 2 поступает на вход функционального аналого-цифрового преобразователя 3, который осуществляет следящее преобразование сигнала температуры в код. При этом в зависимости от знака приращения температуры, определяемого посредством схемы 14 сравнения, импульсы от генератора 8 через элементы И

9 или 10 поступают на вход сложения или

Вход вычитания реверсивного счетчика 11.

В реверсивном счетчике 11 образуется параллельный код, представляюший собой заданную функцию от текущей температуры жидкой стали. Эта функция отражает известную зависимость между температурой ликвидуса жидкой стали и концентрацией углерода.

Для осуществления функционального преобразования сигнала текущей температуры в код аналоговый функциональный преобразователь 13 настраивается в соответствии с обратной зависимомтью т2 r (T) где Т - сидщл на входе преобразователи

13, а Т2 сигнал на выходе преобразова.ТОЛЯ 1 3е

В процессе следящего преобразования текущей температуры металла в код на вход счетчика 4 времени через элемент

И 6 с выхода преобразователя 3 поступает серия тактовых импульсов, сдвинутая по времени относительно серии импульсов, которые поступают на входы элементов

И 9 и 10. Серия же кодовых импульсов с выходов этих элементов поступает на входы сложения и вычитания счетчика 5.

Счетчик 5 выполнен в виде реверсивного йользовании преобразо унитарный код, являюы телем разомкнутого т обходимость во введени поминания результатов приводит к усложнению ства. В- четвертых, в нального преобразовате го преобразование код дусе В код концентрац значительных аппарату зультате чего усложняется конструкция Устройство работает следующим обре ус тройс тв а.

Uem. изобретения — упрощение и повышение надежности устройства. 15

ПО стеВле нная Item> достигается те м > что устройство содержит функциональный апелого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с Выходом датчика температуры, первый выход подключен к gp первому входу элемента И, второй и третий выходы соединены соответственно со входами счетчика порога, четвертый выход подключен ко входу блоке индикации, Второй ВхОд соединен со Вторым Входом 25 элемента И, управляющим Входом блока индикации и выходом счетчике времени, Вход которого подипочен к вых>оду элементе И.

Причем функциональный аналого-цифро- 3р вой преобразователь содержит элементы генератор HMUjjlll>col3> схему сравнения> аналоговый фу» кционелып)1Й и ц H(I) poBHELTIo хивый преобразователи и реверсивный счетчик> ВхОды которого с Ое д иле ны с О ОтВет 35 ственно с выходами первого и второго элементов И, а Выход — подипочен к четвертому выходу преобразователя и входу цифроаналогового преобразователя, Выход которого через аналоговый функциональный преобразователь соединен с первым входом схемы сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и Второго элементов И, ВтОрые Входы кО 45 тооых соединены со вторым входом пре> обрезователя, третьи входы подключены к первому выходу генератора импульсов, а выходы соединены соответственно со вторым H третьим выходами преобразователя> 5р первый выход которого соединен со вторым выходом генератора импульсов, а первый вход подключен ко второму входу схемы сравнения.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит кристаллизатор 1, датчик 2 температуры, функциональный

5 7521 счетчика, настриваемого таким образом, что на его выходе каждый раз возникает импульс, если количество импульсов, поступающих на его шину сложения или вычитания, превысит число, которое определя-5 ет порог нечувствительности к колебаниям температуры металла в период кристаллизации.

При изменении температуры металла в процессе его охлаждения счетчик 4 време- 10 ни, который осуществляет контроль локального времени путем подсчета числа тактовых импульсов, постоянно сбрасывается в нуль импульсами с выхода счетчика 5.

При этом за счет сдвига по времени серии 5 тактовых импульсов относительно серии кодовых импульсов исключается возможность одновременного поступления имнульсов на вход счетчика 4 и на его управляющий вход для сброса, что позволяет предотвращать сбои в работе устройства.

В период кристаллизации жидкого металла, когда изменение температуры металла не превышает порог нечувствительности, спустя определенный промежуток времени с момента последнего сброса счетчика 4 времени на выходе этого счетчика возникает сигнал, являющийся сигналом обнаружения на кривой охлаждения температурной площадки ликвидуса.

Этот сигнал поступает на вход элемента

И 6, второй вход (вход запрета) аналогоцифрового преобразователя 3. В результате происходит блокировка счета числа тактовых импульсов В счетчике Времени и блокировка счета числа кодовых импульсов в реверсивном счетчике 11. Одновременно сигнал с выхода счетчика 4 времени поступает на управляющий вход блока 7 индикации. При этом содержимое реверсивно- 0 го счетчика 13 передается на вход блока

7 для индикации результата анализа. Полученный результат представляет собой значение концентрации углерода в стали, выраженное в цифровой форме, 45

1. Устройство для контроля концентра= ции углерода в жидком металле, содержащее кристаллизатор, выход которого соединен со входом датчика температуры, счетчик порога, выход которого подключен к управляющему входу счетчика времени, блок индикации, выход которого соединен с выходом устройства, элемент И, о тл и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, оно содержит функциональный аналогсь-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с выходом датчика температуры, первый выход подключен к первому входу элемента И, второй и третий выхьды соединены соответственно со входами счетчика порога, четвертый выход подклю чен ко входу блока индикации, второй вход соединен со вторым входом элемента И, управляющим входом блока индика ции и выходом счетчика времени, вход «оторого подкшочен к выходу элемента И.

После окончания периода кристаллизации температура металла начинает уменьшаться, однако содержимое реверсивного счетчика ll по-прежнему остается таким же, 50 как и в период кристаллизации в момент обнаружения температурной площадки ликвидуса, поскольку сигнал с выхода счетчика 4 времени продолжает блокировать счет числа кодовых импульсов в реверсив55 ном счетчике ll несмотря на существование рассогласования сигналов, поступающих с выходов датчика 2 температуры и пре62 6 образоважля 13 на входы схемы 14 сравнения. Таким образом, при обнаружении температурной площадки ликвидуса режим следящего преобразователя сигнала температуры металла в код автоматически прекращается, а информация о концентрации утжрода в жидкой стали, передающаяся в блок 7 индикации, сохраняется до начала следующего измерения.

При необходимости эта информация мо жет быть, например, введена в вычислительную машину, которая управляет ходом протекания сталеплавильного процесса.

Перед началом каждого измерения кнопкой начальной установки (на чертеже не показанной) или автоматически счетчик

4 времени устанавливается в нуль. В результате прекращается блокировка счета тактовых импульсов в счетчике 4 времени и счета кодовых импульсов в реверсивном счетчике 11. При этом начинается режим след плего преобразовышя сигнала с выхода датчика 2 в код. Далее процесс измерения происходит так, как описано выше.

Предлагаемое устройство можно построить полностью на электронных элементах и уменьшить общее число функциональных блоков, что повышает надежность работы устройства и упрощает его конструкцию.

Формула изобретения

Составитель А. Жренов

Редактор A. Долинич Техред А. Куликовская Корректор И. Муска

Заказ 47 34/1

Тираж 1019 Подписное

UHHHПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патен т, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

7 752162

2. Устройство по и. 3., о т л и ч а-, которых соединены со вторым входом прею щ е е с я тем, что функциональный образователя, третьи входы подключены к аналогоцифровой преобразователь содер- первому выходу генератора импульсов, а жит элементы И, генератор ймпульсов, выходы соединены соответственно со втосхему сравнения, аналоговый фушщиональ= 5 рым и третьим выходами преобразователя, ный и цифроаналоговый преобразователи и первый выход которого соединен со вторым роверсииный счетчик, входы которого со- выходом генератора импульсов, а первый единены соответственно с выходами пер- вход прдключен ко второму входу схемы вого и второго элементов И, а выход под- сравнени . ключен к четвертому выходу преобразовате- о Источники информации, ля и входу цифроаналогового преобразова- принятые во внимание Tlph експертизе толя, выход которого через аналоговый 3.. Патент США _#_v 3818197, функциональный преобразователь соединен кл. 235-153.. 3, кл. Q 06 F 15/06, с первым входом схемы сравнения, пер- С 06 Р 15/20, 1974. вый и второй выходы которой соединены 15 2. Авторское свидетельство СССР соответственно с первыми входами перво- 14 478236, кл. С 01М 25/06, 1973 го и второго апементов И, вторые входы (прототип).