CS195437B1

CS195437B1 - Device for analysis of function of the castings cooling

Info

Publication number: CS195437B1
Application number: CS519976A
Authority: CS
Inventors: Jan Michlovsky
Original assignee: Jan Michlovsky
Priority date: 1976-08-10
Filing date: 1976-08-10
Publication date: 1980-02-29

Description

Vynález se týká zařízení pro analýzu funkce chladnutí odlitků kontinuální grafickou analýzou analogové funkce času s nízkou úrovní a s extrémně nízkou frekvencí vstupního signálu, určené k provádění grafické analýzy funkce chladnutí zkušebních nebo výrobních odlitků pro podobné aplikace.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for analyzing the cooling function of castings by continuous graphical analysis of an analog time function of low level and extremely low frequency input signal, for performing graphical analysis of the cooling function of test or production castings for similar applications.

Funkce chl.adnutí normalizovaného nebo libovolně zvoleného zkušebního odlitku je již po řadu let předmětem matematické analýzy, směřující ke stanovení korelace mezi tvarem této funkce .a vlastnostmi odlitků příslušné tavby.The cooling function of a standardized or arbitrarily selected test casting has been the subject of mathematical analysis for many years to determine the correlation between the shape of this function and the casting properties of the respective melting.

Mezi vlastnosti, o které je v tomto oboru zájem,patří zejména pevnost, tvrdost a obrobitelnost odlitků, tvar a množství vyloučeného grafitu, poměr feritu k perlitu, množství volně vyloučeného cementitu, výskyt vnitřních vad odlitků apod.Properties of interest in this field include, in particular, strength, hardness and machinability of castings, the shape and amount of graphite deposited, the ferrite to perlite ratio, the amount of loosely deposited cementite, the occurrence of internal casting defects, and the like.

Dlouhodobé sledování těchto korekcí potvrdilo předpokládané souvislosti mezi charakterem funkce chladnutí a technologickými vlastnostmi odlitků příslušné tavby. Optimální provedení této analýzy je možné pouze při použití zařízení pro kontinuální grafickou analýzu.Long-term follow-up of these corrections confirmed the expected relationship between the character of the cooling function and the technological properties of the castings of the melting. Optimum performance of this analysis is only possible with continuous graphical analysis equipment.

V současné době, v případě zápisu funkce chladnutí na zapisovači, provádí analýzu funkčního průběhu experimentátor pomoci grafického derivování, což je diskrétní metoda, velmi pracná a málo přesná.At present, in the case of recording the cooling function on a recorder, the experimenter performs functional analysis using graphical differentiation, which is a discrete method, very laborious and poorly accurate.

V případě záznamu teploty ná číslicové měřicí ústředně se zaznamenávají synchronní teplotní a časová dvojice údajů na děrnou pásku a vyčíslení a grafický záznam se provede na samočinném počítači.In the case of temperature recording to a digital control panel, synchronous temperature and time pairs of data are recorded on the punched tape and enumerated and the graphical recording is performed on a self-timer computer.

Tato metoda je velmi hrubá a proti předchozí nepředstavuje kvalitativní skok, ale jen odstranění namáhavé manuální práce.This method is very coarse and does not represent a qualitative leap compared to the previous one, but only the elimination of laborious manual labor.

Společným nedostatkem obou jmenovaných metod je,že mohou podat nové informace za delší dobu, po provedení experimentu, takže neumožňují případný zásah do technologického procesu tavení.A common disadvantage of both of these methods is that they can provide new information over a longer period of time after the experiment, so that they do not allow for a possible intervention in the technological melting process.

Dalším podstatným nedostatkem současných metod je, že derivacní křivky, získané těmito metodami, jsou jen hrubým náznakem skutečných derivačních křivek, které je možno získat pouze analogovým derivátorem.Another significant drawback of current methods is that the derivation curves obtained by these methods are only a rough indication of the real derivation curves that can only be obtained by an analog derivative.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro analýzu funkce chladnutí odlitků podle vynálezu, určené pro kontinuální grafickou analýzu analogové funkce času s nízkou úrovní a s extrémně nízkou frekvencí vstupního signálu. Zařízení sestává z derivačních členů, napojených na proporcionální člen a z termočlánku. Podstata vynálezu spočívá.v tom, že na termočlánek jsou v sérii napojeny proporcionální členy, první derivační člen a druhý derivační člen., opatřené řadiči rozsahů v kódu 1, 2, 4, 8, samostatnými kontinuálními výstupy signálu funkce, prvé derivace funkce a druhé derivace funkce. Na výstup proporcionálního členu je napojen obvod pro kompenzaci signálu funkce.These disadvantages are overcome by the apparatus for analyzing the cooling function of castings according to the invention, intended for continuous graphical analysis of the analog time function with a low level and an extremely low input signal frequency. The device consists of differentiators connected to a proportional element and a thermocouple. SUMMARY OF THE INVENTION The thermocouple is connected in series to the proportional elements, the first derivative element and the second derivative element, provided with range controllers in codes 1, 2, 4, 8, with separate continuous outputs of the function signal, the first function derivative and the second derivative of a function. The function signal compensation circuit is connected to the output of the proportional element.

Na výstup prvního derivačního členu je napojen obvod pro kompenzaci výstupního signálu prvé derivace a na výstup druhého derivačního členu je napojen obvod pro kompenzaci výstupního signálu druhé derivace, přičemž tyto obvody pro kompenzaci jsou kvantovány v kódu plus a minus 1, 2, 4, 8 a jejich výstupy jsou připojeny na vstup řa195437 dice funkcí, spojeného se zapisovačem.A first derivative output signal compensation circuit is coupled to the output of the first derivative, and a second derivative output signal compensation circuit is coupled to the output of the second derivative, the compensation circuits being quantized in plus and minus 1, 2, 4, 8, and their outputs are connected to the input of the function connected to the recorder.

Zařízení podle vynálezu umožňuje kontinuální jednoduché a dvojité derivování podle času vstupního analogového signálu s nízkou úrovní a s extrémně nízkou frekvencí.The device according to the invention allows continuous single and double derivation according to the time of the input analog signal with low level and extremely low frequency.

Na vstupní svorky zařízení je možné připojit termočlánek platina, rhodium-pJLatina nebo niklchrom-nikl, spojený s odlitk*em, takže jednotlivé členy operační části zařízení kontinuálně zpracovávají analogový signál, obsahující i nepatrné amplitudové a fázové změny, které není možné zachytit ani na zapisovači funkce, ani na výstupu číslicové měřicí ústředny.Platinum, rhodium-pJLatina or nickel-chromium-nickel thermocouple connected to the casting can be connected to the input terminals of the device, so that the individual operating parts of the device continuously process the analog signal containing even slight amplitude and phase changes that cannot be detected on the recorder function, even at the output of the digital measuring panel.

Výsledkem je skutečnost, že na křivkách derivací, získaných v tomto derivátoru podle vynálezu se zjišťují průběhy, které jiné metody neposkytují.As a result, the curves of the derivatives obtained in this derivative according to the invention are used to determine courses which are not provided by other methods.

Zařízení je relativně jednoduché a cenově je srovnatelné s cenou kvalitního zapisovače, k němuž je připojeno, takže má předpoklady pro použití na každém pracovišti, kde se dosud prováděla analýza funkčního průběhu dosavadním způsobem.The device is relatively simple and cost-effective with the price of the high-quality recorder to which it is attached, so that it is prerequisite for use in any workplace where the performance analysis has been performed so far.

Zařízení je vybaveno řadičem funkcí, umožňujícím zápis funkce chladnutí a prvé a druhé derivace funkce chladnutí na jednoldniovém zapisovači, takže instalace zařízení podle vynálezu není vázána na další investice ve formě nákladného vícekanálového zapisovače .The device is equipped with a function controller allowing the cooling function and the first and second derivatives of the cooling function to be written on a one-day recorder, so that the installation of the device according to the invention is not bound to further investments in the form of a costly multi-channel recorder.

Zařízení podle vynálezu je použitelné i mimo oblast použití, pro kterou je speciálně určeno, tj. k analýze funkce chladnutí. Může být využito při diferenční a váhové analýze, při zjišťování rychlosti a zrychlení ohřevu a chladnutí různých objektů apod,The device according to the invention can also be used outside the area of use for which it is specifically designed, i.e. for analyzing the cooling function. It can be used for differential and weight analysis, speed detection and acceleration of heating and cooling of various objects, etc.

V zařízení podle vynálezu je použit nový systém řazení rozsahů v kódu 1, 2, 4, 8, umožňující volbu 15 rozsahů s ekvidistantní váhou 1 pomocí Čtyř tlačítkových nezávislých spínačů.In the device according to the invention, a new range shifting system is used in codes 1, 2, 4, 8, allowing the selection of 15 ranges with an equidistant weight of 1 by means of four button independent switches.

V zařízení podle vynálezu je použit nový systém kompenzace úrovně výstupního signálu každé z veličin funkce, prvá derivace a druhá derivace funkce, vstupující na zapisovač, a to v kódu. 1, 2, 4, 8 umožňující pokračování zápisu příslušné veličiny bez přepínání rozsahů, a tím beze změny charakteru křivky, i tehdy, jestliže zápis vybočuje na kterékoli straně z šíře registračního papíru.In the device according to the invention, a new system for compensating the level of the output signal of each function variable, the first derivative and the second derivative of the function entering the recorder, is used in the code. 1, 2, 4, 8 allowing the write-in of the relevant quantity to continue without switching ranges and thus without changing the character of the curve, even if the write-off deviates from the width of the registration paper on either side.

Například při použití čtyř tlačítek pro kompenzaci každé zapisované veličiny, z nichž dvě mají váhu +1 a -1 a posouvají sápis o jednu jeho šířku vpravo nebo vlevo a další tlačítka mají váhu +2 a -2 a posouvají zápis o dvě šířky papíru vpravo nebo vlevoýje možno rozšířit efektivní šířku zápisu a tím i rozlišovací schopnost zápisu, na sedminásobek.For example, when using four buttons to compensate for each writable quantity, two of which have a weight of +1 and -1 and move the list one width to the right or left and the other buttons have a weight of +2 and -2 and shift the paper two widths to the right or on the left, the effective writing width and thus the write resolution can be extended to seven times.

Toto lze provést individuálně u každé zapisované veličiny.This can be done individually for each variable being written.

Kontinuální výstupy zařízení podle vynálezu je možné připojit na číslicovou měřicí ústřednu s vlastním vzorkováním, na bodový nebo více křivkový zapisovač a podobně.The continuous outputs of the device according to the invention can be connected to a self-sampling digital data logger, to a point or multiple curve recorder and the like.

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněno na připojeném vyobrazení, kde je vyznačeno zapojení zařízení pro analýzu funkce.An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown schematically in the accompanying drawing, where the connection of the function analysis device is shown.

Zařízení pro analýzu funkce chladnutí odlitků pro univerzální použití s možností napojení na jednoliniový zapisovač, na vícebodový nebo víceliniový zapisovač nebo na číslicovou měřicí ústřednu sestává z operační a vyhodnocovací části. Vstup operační části je připojen na termočlánek £, používaný pro měření v teplotním intervalu 0 až 1 300 °C v kombinaci nikl, chrom-nikl a pro teploty nad 1 200 °C v kombinaci platina, rhodium-platina. Operační část sestává z proporcionálního členu £ vybaveného členem pro řazení rozsahů v kódu 1,2,4,8 čtyřmi nezávislými tlačítkovými spínači. Výstupní signál z proporcionálního členu £ je přes první derivační člen £ napojen na druhý derivační člen £. Oba derivační členy £ a £ jsou rovněž vybaveny'členy pro řazení rozsahů v kódu 1,2,4,8 Čtyřmi nezávislými tlačítkovými spínači. Pro případ registrace veličin na číslicové měřicí ústředně nebo na vícekanálovém zapisovači jsou výstupy proporcionálního členu £, prvního derívačního členu £ a druhého derivačního členu £ vybaveny samostatnými kontinuálními výstupy - a to výstupem signálu funkce, výstupem prvé derivace funkce a výstupem druhé derivace funkce. Na výstup proporcionálního členu £ je napojen obvod £ pro kompenzací signálu funkce. Na výstup prvního derivačního Členu £ je napojen obvod £ pro kompenzaci výstupního signálu prvé derivace a na výstup druhého derivačního členu 4 je napojen obvod £ pro kompenzaci výstupního signálu druhé derivace. Všechny obvody £, £ a £ pro kompenzaci jsou kvantovány v kódu plus a minus 1,2,4,8. Jejich výstupy jsou připojeny na vstup řadiče £ funkcí, které je připojen k zapisovači £.The device for analyzing the cooling function of castings for universal use with the possibility of connection to a single-line recorder, multi-point or multi-line recorder or to a digital measuring unit consists of an operating and evaluation part. The input of the operating part is connected to a thermocouple 6, used for measurements in the temperature range of 0 to 1300 ° C in the combination of nickel, chromium-nickel and for temperatures above 1200 ° C in the combination of platinum, rhodium-platinum. The operating part consists of a proportional member 8 equipped with a range-shifting member in the code 1,2,4,8 with four independent pushbutton switches. The output signal from the proportional member je is coupled to the second derivative £ via the first derivative £. The two derivative members 6 and 6 are also provided with range-shifting members 1,2,4,8 with four independent pushbutton switches. For the purposes of registering variables on a digital data logger or multichannel recorder, the outputs of the proportional member,, the first derivative member a and the second derivative member vybaveny are provided with separate continuous outputs - the function signal output, the first function derivative output and the second function derivative output. The function signal compensating circuit 6 is connected to the output of the proportional member. A first derivative output compensation circuit 6 is connected to the output of the first derivative member and a second derivative output compensation circuit 4 is connected to the output of the second derivative member 4. All the compensation circuits £, £ and £ are quantized in plus and minus 1,2,4,8 codes. Their outputs are connected to the input of the function controller 6 which is connected to the recorder 8.

Claims

Apparatus for analyzing the cooling of castings by continuous graphical analysis of analog time function of low level and extremely low frequency of input signal, consisting of derivative elements connected to proportional element and thermocouple, characterized in that the thermocouple / 1 / is connected in series with the proportional element / 2 /, a first derivative member (3) and a second derivative member (4), provided with range controllers in the code 1,2,4,8, separate continuous output signals of the function, a first derivative of the function and a second derivative of the function, the output of the proportional member / 2) the function signal compensation circuit (5) is connected, the output of the first derivative member (3) is connected to the output signal of the first derivative, and the output of the second derivative member (4) is connected to the compensation signal (7), the output signal of the second derivative, and these compensation circuits (5, 6, 7) are quantized in kD du plus and minus 1,2,4,8 and their outputs are connected to the controller input (8) associated with the recorder (9).

1 sheet of drawings