Устройство для определения углеродногоэквивалента b жидком металле

Авторы патента:

ФАЙНЗИЛЬБЕРГ ЛЕОНИД СОЛОМОНОВИЧ

ЖИТЕЦКИЙ ЛЕОНИД СЕРГЕЕВИЧ

G01N25/06 - анализ путем измерения изменения точки замерзания

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 200б77 (21) 2500554/18-.25

<1>351223 р1)м, кл.з

G 01 N 25/06 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 5З9. 219.1 (088. 8) ОпубликоваиоЗ0.07,81. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 300781

Л.С. Файнзильберг и Л.С. Житецкий

1 ъ:i j

Ордена Ленина институт кибернетики AH Украинской -ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО

ЭКВИВАЛЕНТА В ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ

Изобретение относится к физиковЂ” химическому анализу металлов и сплавов и может быть использовано в черной металлургии для оперативного контроля углеродного эквивалента в жидком чугуне по кривой охлаждения.

Известно устройство для определе-. ния концентрации углерода в жидком металле по температуре ликвидуса, со- 1„ держащее кристаллизатор,. датчик температуры и вторичный прибор. Устройство позволяет определять углеродный эквивалент в жидком металле s соответствии с зависимостью

Сз =Уел) 15 где Со вЂ” углеродный эквивалент

tq вЂ” температура ликвидуса; вЂ” известная функция между углеродным эквивалентом и температурой ликвидуса fl) . 20

Однако известное устройство ие обеспечивает возможности его применения в замкнутой системе автоматического управления сталеплавильным процессом.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения концентрации углерода в жидком ме" талле по температуре ликвидуса, содержащее кристализатор, датчик тем- ЗО пературы, Регистрирующий прибор, пре-... образсватель перемещение вЂ” унитарный код, узел синхронизации, реверсивный и пороговый счетчики, счетчик времени, генератор так товых импульсов, регистр и функциональный преобразователь. Устройство обеспечивает автоматическое обнаружение на кривой охлаждения температурной площадки ликвидуса и определение концентрации углерода в металле, используя зависимость между концентрацией углерода и температурой ликвидуса f2), Указанное устройство может быть использовано и для определения углеродного эквивапента С в жидком металле, но при этом не обеспечивается необходимой точности.

Цель изобретения вЂ” повышение точности определения.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит узел селекции, соединенный своими входами с выходами разрядов реварсивного счетчика, триггер инвертор и два вентиля, выходы которых подключены к единичному и нулевому входам, триггера, причем выход переполнения счетчика времени связан со входами вентилей, выход триггера подключен ко входу

851223 блокировки счета реверсивного счетчика, а выход узла селекции соединен с управляющим входом первого вентиля . и через. инвертор соединен с управляющим входом второго вентиля.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого 5 устройства; на фиг. 2 вЂ” временная диаграмма, поясняющая принцип действия устройства, Устройство для определения углеродного эквивалента в жидком метал- 1О ле содержит кристаллизатор 1, внутри которого расположен датчик 2 температуры металла ° Датчик соединен с регистрирующим прибором 3. Преобразователь 4 перемещение-унитарный код $5 связан с кареткой регистрирующего прибора. Выходы преобразователя 4 через узел 5 синхронизации связаны со .входами сложения и вычитания реверсивного счетчика б и порогового счет- 2О чика 7. Пороговый счетчик 7 построен таким образом, что на его выходах переполнения возникают импульсы каждый раз, когда число кодовых импульсов, поступающих на вход счетчика, пре- вышает заданный порог

Устройство содержит также генератор 8 тактовых импульсов, связанный через узел синхронизации со входом счетчика 9 времени. Счетчик 9 време- Я ни построен таким образом, что на его выходе переполнения возникает импульс лишь в том случае, если интервал времени между двумя последовательными пРиходами импульсов с вы- 35 ходов переполнения порогового счетчика 7 на входы начальной .установки. счетчика 9:, превышает заданный порог р .

К нулевым выходам разрядов реверсивного счетчика 6 подключены входы узла 10 селекции. Узел селекции выполнен в виде дешифраторной схемы, . построенной таким образом, что на выходе узла 10 образуется высокий потенциал, если содержимое реверсивного счетчика б отличается от некоторого числа Со на величину, не превышающую заданный порог с В противном случае на выходе узла 10 образуется низкий потенциал . Выход узла 10 селекции соединен с управляющим входом вентиля 11 и через инвертор 12 вЂ” с управляющим входом вентиля 13. Другие входы вентилей 11 и

13 связаны с выходом переполнения счетчика 9 времени. Выходы вентилей

ll и 13 связаны, соответственно, с единичным и нулевым входами триггера 14. Единичный выход триггера соединен со входом блокировки счета реверсивного счетчика б.. Информационный выход реверсивного счетчика б является выходом устройства.

Устройство работает следующим об- разом.

Перед началом каждого измерения кнопкой начальной установки (не показана) в раверсивный счетчик 6 заносится код, соответствующий числу

Сд, а триггер 14 устанавливается в нулевое состояние. При этом низкий потенциал с единичного выхода триггера 14 блокирует счетчик 6, а на выходе узла l0 селекции образуется высокий потенциал.

В кристаллизаторе 1 анализируемая проба жидкого металла охлаждается.

Датчик 2 контролирует изменение температуры металла по времени. Сигнал от датчика 2 поступает на регистрирующий прибор 3, на диаграммной ленте которого регистрируется кривая охлаждения, например, для жидкого чугуна (фиг. 2) . С помощью преобразователя 4 перемещение каретки прибора

3 преобразуется в унитарный (числоимпульсный) код вЂ” последовательность кодовых импульсов. В зависимости от направления перемещения каретки кодовые импульсы образуются на одном из двух выходов преобразователя 4.

Каждый кодовый импульс возникает в тот момент времени, когда температура металла изменяется на определенную величину. Кодовые импульсы через узел 5 синхронизации поступают на вход сложения или вход вычитания реверсивного и порогового счетчиков .

Тактовые импульсы через узел 5 синхронизации поступают на вход счетчика 9 времени. Узел 5 служит для распределения во времени кодовых и тактовых импульсов, что необходимо для исключения сбоев в работе устройства.

Поскольку реверсивный счетчик 6 заблокирован триггером 14, то несмотря на поступление кодовых импульсов на его входы содержимое реверсивного счетчика остается равным величине Со.

На участках кривой охлаждения О-A u

А-В (фиг.2) каждый раз, когда приращение температуры становится равным

Ее., возникают импульсы на выходах переполнения порогового счетчика 7, которые сбрасывают счетчик 9 времени. Поскольку. моменты сброса счетчика 9 возникают через интервалы времени меньше, чем Со на участках О-А и A-В, импульсы на выходе переполнения счетчика 9 времени не образуются, В точке В температура металла становится равной температуре ликвидуса 4> и металл начинает кристаллизоваться. Участок В-С соответствует температурной площадке ликвидуса. Поскольку на этом участке изменение температуры металла не.превышает величины f то импульсы на выходах переполнения порогового счетчика 7 не образуются и счетчик 9 времени не сбрасывается. В результате по истечении промежутка времени (,о от момента его последнего сброса на выходе переполнения счетчика 9 образуется 851223 импульс, который поступает на входы вентилей 11 и 13. Поскольку вентиль

11 открыт высоким потенциалом с выхода узла 10 селекции, а вентиль 13 закрыт низким потенциалом с выхода инвертора 12, то импульс переполнения счетчика 9 времени, проходя через вентиль 11, устанавливает триггер 14 в единичное состОяние. При этом снимается блокировка с реверсивного счетчика б и последний начинает подсчет кодовых импульсов. На участке -В-С состояние реверсивного счетчика может измениться на величину, не превышающую Ер по отношению к Со, и поэтому .высокий потенциал на выходе узла 10 селекции сохраняется. В связи с этим,,15 если на участке В-С снова образуется импульс на выходе переполнения счетчика 9 времени,т.е. площадка ликвидуса имеет очень большую продолжительность, то триггер 14 по-прежнему Щ останется в единичном состоянии и блокировки реверсивного счетчика не происходит.

На участке С-0 температура металла меняется от температуры ликвидуса т,А до температуры солидуса Ь e,На этом участке снова пороговый счетчик 7 сбрасывает счетчик 9 времени и последний не переполняется. Кодовые импульсы изменяют содержимое реверсивного счетчика б. Как только в счетчике б образуется число, отличающееся от Ср на величину, большую чем Ео, на выходе узла 10 селекции образуется низкий потенциал. При

35 этом вентиль 11 блокируется, а проинвертированный инвертором 12 сигнал подготавливает вентиль 13 к прохождению импульса.

В точке 0 температура металла становится равной температуре соли- -4О дуса р и на кривой охлаждения появс ляется вторая температурная площадка D-Е. Так как изменение температуры металла на этой площадке также не превышает величины Ео, то по- 45 роговый счетчик не сбрасывает счетчик времени, и спустя время р на выходе счетчика 9 времени появляется импульс. Проходя через открытый вентиль 13 этот импульс устанавливает 50 триггер 14 в нулевое состояние. В результате сигнал с единичного выхбда триггера снова блокирует рвверсивный счетчик 6. таким образом, ревврсивный счетчик подсчитывает кодовые импульсы только на участке С-D и,следовательно, его содержимое в момент блокировки равно

Сэ= Ср K(t t ) i где К - коэфФициент пропорциональности

Информационный выход реверсивного счетчика 6 можно непосредственно подключить к управляющей вычислительной машине, в которую при этом вводят информацию об углеродном эквиваленте в жидком металле. Эта же информация может, быть передана в блок цифровой индикации для обслуживающего персонала.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности определения углеродного эквивалента по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

Устройство для определения углеродного эквивалента в жидком металле, содержащее кристаллизатор, датчик температуры, подключенный к регистрирующему прибору, связанному с преобразователем перемещение-унитарный код, выходы которого через узел синхронизации подключены ко входам сложения и вычитания реверсивного и порогового счетчиков, генератор тактовых импульсов, подключенный через узел синхронизации ко входу счетчика . времени, входы начальной установки которого связаны с выходами переполнения порогового счетчика, о т л и " ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения, оно содержит узел селекции, соединенный своими входами с выходами разрядов реверсивного счетчика, триггер, инвертор и два вентиля, выходы которых подключены к единичному и нулевому входам триггера, причем выход переполнения счетчика времени связан со входами вентилей, выход триггера подключен ко входу блокировки счета реверсивного счетчика, а выход узла селекции соединен с управляющим входом первого вентиля и через инвертор соединен с управляющим входом второго вентиля.

Источники информации, приняты во внимание при экспертизе

1. Бюллетень ЦИИИ и Т3. ЧМ„ 1972, 921, с. 40-41;

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 478236, кл. G 01 Н 25/06,1973 (пРототип) .

851 223

Юик

Ую@

TPtf

8фФ фиг. 2

Составитель С. Беловодченко

Редактор H.Ìèõååâà Техред А.Бабинец Корректор и демчик

Заказ 6341/60