DE2828364B2

DE2828364B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung von Metallen und Legierungen während deren Abkühlung

Info

Publication number: DE2828364B2
Application number: DE2828364A
Authority: DE
Inventors: Leonid S. Kiew Fainzilberg (Sowjetunion)
Original assignee: Institut Kibernetiki Akademii Nauk Ukrainskoi
Current assignee: Institut Kibernetiki Akademii Nauk Ukrainskoi
Priority date: 1977-06-28
Filing date: 1978-06-28
Publication date: 1980-06-26
Also published as: IT7825045A0; DE2828364A1; FR2396290A1; DD137757A1; ATA469578A; JPS5439310A; GB2002122A; FR2396290B1; US4198679A; SE7807272L; DE2828364C3; IT1113146B; GB2002122B; SE428400B; AU522283B2; AT375471B; AU3775278A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der physikalisch-schemischen Untersuchungen von Metallen und Legierungen und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung von Metallen und Legierungen während deren Abkühlung.

Die Erfindung kann bei der thermographischen Analyse der Phasenumwandlungen in den Metallen und Legierungen zur Bestimmung von Temperaturen der Phasenumwandlungen verwendet werden. Außerdem kann die Erfindung zur Kontrolle von anderen mit den Temperaturen der Phasenumwandlungen verbundenen Parametern der Metalle und Legierungen benutzt werden, insbesondere zur Bestimmung des Kohlenstoffgehalt im flüssigen Stahl bei seiner Verhüttung nach der Temperatur des Kristallisationsbeginns der l.iquidustemperatur.

Bei der Durchführung der thermographischen Analy-

se der Metalle und Legierungen wird der Thermoeffekt der Phasenumwandlung nach den Tempffpaturhaltepunkten während der Abkühlung von Metallen und Legierungen bestimmt-

In der Praxis entstehen außer den durch den Thermoeffekt der Phasenumwandlung verursachten Temperaturhaltepunkten auch durch Einwirkung zufälliger Störungen, z. B. durch eine starke Änderung der Wärmeaustauschverhältnisse, dh, durch Einwirkung sogenannter pseudothermischer Effekte, bedingte, die Erkennung des Thermoeffektes verschlechternde Temperaturhaltepunkte.

Dadurch entsteht die Notwendigkeit der Erkennung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung bei Vorhandensein von pseudothermischen Effekten. Die Zuverlässigkeit der Erkennung dei Thermoeffektes der Phasenumwandlung kann durch die Wahrscheinlichkeit der Auffindung einer Fehllösung gekennzeichnet werden, wobei unter dem Fehler sowohl die Entscheidung über die Entstehung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung beim Erscheinen des durch einen pseudothermischen Effekt verursachten Teiviperaturhaltepunktes als auch die Entscheidung über das NichtVorhandensein des Thermoeffektes der Phasenumwandlung beim Erscheinen des durch den Thermoeffekt der Phasenumwandlung hervorgerufenen Temperaturhaltepunktes zu verstehen ist.

Es ist ein Verfahren zur Erkennung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung von Metallen und Legierungen während deren Abkühlung bekannt, das mit einer Einrichtung zur Kontrolle des Kohlenstoffgehaltes im flüssigen Metall nach den Temperaturhaltepunkten an der Abkühlungskurve arbeitet (s. G B-PS 14 77 564).

Das Verfahren besteht darin, daß die Temperatur des abzukühlenden Metalls oder der Legierung, die vom Beginn des Temperaturmeßzyklus vergangene Zeit und die Dauer des Temperaturhaltepunktes gemessen werden und die gemessene Dauer des Temperaturhaltepunktes mit dem vorgegebenen Schwellenwert der Dauer des Yemperaturhaltepunktes verglichen wird. Die Entscheidung über die Entstehung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung erfolgt nach den Vergleichswerten für den Fall, daß die gemessene Dauer des Temperaturhaltepunktes den vorgegebenen Schwellenwert der Dauer des Tcmperaturhaltepunktes übersteigt.

Die beim beschriebenen Verfahren verwendete Einrichtung enthält einen Temperatur-lmpulszahHtode-Wandler, an dessen Eingang ein Signal mit einer Information über die Temperatur des abzukühlenden Metalls oder der Legierung gelangt, einen Taktimpulsgenerator, eine Synchronisiereinheit zur zeitlichen Verteilung von Kode- und Taktimpulsen, einen Reversierzähler zum Erhalten eines Parallelkodes der Temperatur, einen Schwellenwertzähler zur Bestimmung lokaler Zunahmewerte der Temperatur, einen Zeitintervall-Zähler, an dessen Informationsausgang eine Information über die Zeit gespeichert ist, die von dem Moment gezählt wird, wenn die lokale Zunahme der Temperatur den vorgegebenen Wert erreicht, und an dessen Überlaufausgang ein Signal in dem Fall geformt wird, wenn die angegebene Zeit den eingestellten Schwellenwert der Dauer des Tcmperaturhaltepunktes übersteigt, einen Meß/ykluszähler, an dessen Infornialionsausgawg eine Information über die seit Beginn des TemperaturmelJzyklus vergangene Zeit gespeichert wird, ein Fl p-Flop zur Speicherung des Signals, das im Zeitpunkt der Entscheidung über die Entstehung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung kommt und ein Register zur Speicherung des Parallelkodes der Temperatur.
Die zur Ausgabe einer positiven und negativen

■i Zunahme der Temperatur entsprechenden Kodeimpulsen dienenden Ausgänge des Ternperatur-Impulszahlkode-Wandlers sind entsprechend an den ersten und zweiten Eingang der Synchronisiereinheit und der Ausgang des Taktimpulsgenerators ist an den dritten

κι Eingang der Synchronisiereinheit angeschlossen. Der erste Ausgang der Synchronisiereinheit, der zur Ausgabe von synchronisierten, der positiven Zunahme der Temperatur entsprechenden Kodeimpulsen dient, ist an die Additionseingänge des Reversier- und

ii Schwellenwertzählers angeschlossen. Der zweite Ausgang der Synchronisiereinheit, der zur Ausgabe von synchronisierten, der negativen Zunahme der Temperatur entsprechenden Kodeimpulsen dient, ist an die Subtraktionseingänge des Reversier- und Schwellenwertzählers angeschlossen. Der Ausg'.ng für synchronisierte Taktimpulse der Synchronisicrdnhcit ist an die Zähleingänge des Zeitintervall- und Meßzykluszählers angeschlossen.

Die Überlaufausgänge des Schwellenwertzähleis, an

.'■> denen dit Impulse in dem Zeitpunkt geformt werden, da eine lokale vorgegebene Zunahme der Temperatur erfolgt, sind mit den Eingängen für die Rückstellung des Zeitintervall-Zählers verbunden. Der Überlaufausgang des Zeitinlervall-Zählers ist an den Struereingang des

i'i Registers und an den Stelleneingang des Flip-Flops angeschlossen. Der Informationseingang des Registers ist an den Informationsausgang des Reversierzählers angeschlossen. Der Ausgang des Flip-Flops ist mit den Sperreingängen für die Zählung des Schwellenwert- und

i"> des Zeitintervall-Zählers elektrisch verbunden.

Bei der Abkühlung von Metall oder Legierungen gelangen die in der Synchronisiereinheit mit den Taktimpulsen synchronisierten Kodeimpulre von den Ausgängen des Temperatur-Impulszahlkode-Wandlers

■tu je nach dem Vorzeichen der Zunahme der Temperatur an Jie Additions- bzw. Subtraktionseingänge des Reversier- und Schwellenwertzählers. Infolgedessen werden im Reversierzähler ein Parallelkode der Temperatur und an den Überlaufausgängen des

·)■'■ Schwellenwertzählers Impulse in dem Zeitpunkt geformt, da die lokalen Zunahmen der Temperatur den Sollwert ±εο erreichen. Diese Impulse gelangen an die Eingänge für die Rückstellung des Zeitintervall-Zählers, der die synchronisierten Taktimpulse zählt, die an

■in dessen Zähleingang gelangen. Der Zeitintervall-Zähler ist so ausgeführt, duß an seinem Überlaufausgang ein Impuls in dem Falle geformt wird, da das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten der Ankunft von Impulsen an seinen Eingängen für die

'·■> Rückstellung den c^;ngestellten Schwellenwert ro der Dauer des Temperaturhaltepunktes übersteigt. Somit wird ein Impuls am Überlaufausgang des Zeitintervall-Zählers nicht geformt, bis der Temperaturhaltepunkt in Erscheinung getreten ist.

mi Beim Erscheinen des Temperaturhaltepunktes werden Impulse an den Überlaufausgängen des Schwellenwertzählers nicht geformt, da die lokale Zunahme der Temperatur den Wert ±fo nicht übersteigt. Wenn die Dauer des Temperaturhaltepunktes den vorgegebenen

'■' Schwellenwert roder Dauet des remperaturhaltepunktes übersteigt, so tritt ein Überlaufen des Zeitintcrvall-Zählers ein. Der Impuls vom Überlaufausgang dieses Zählers gelangt an den Steuereingang des Rcgr,ters.

Dabei wird in das letztere aus dem Reversierzähler ein Kode der Liquidustemperatur eingetragen. Während der Entscheidung über die Entstehung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung sperrt das Signal vom Ausgang des Flip-Flops den Schwellenwert- und Zeitintervall-Zähler. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeit, gemessen vom Anfang des Temperaturmeßzyklus. wird am Informationsausgang des Meß/.ykluszählers ein Signal geformt, das die Beendigung des Temperaturmeßzyklus anzeigt.

Die Entscheidung über die Entstehung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung bei der Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens mit Benutzung der dafür vorgesehenen Einrichtung erfolgt somit durch den Vergleich der gemessenen Zeitdauer r des Temperaturhaltepunktes mit dem vorgegebenen Schwellenwert r₀ der Dauer des Temperaturhaltepunktes.

In der Praxis kommt es vor, daß der durch den Thermoeffekt der Phasenumwandlung verursachte Temperaturhaltepunkt genau die gleiche Zeitdauer wie ein Temperaturhaltepunkt hat, der durch einen pseudothermischen Effekt hervorgerufen wird.

In diesen Fällen gestattet es das bekannte Verfahren nicht, die Art der Temperaturhaltepunkte zu unterscheiden. Die Durchführung des bekannten Verfahrens gewährleistet damit keine zuverlässige Sicherheit der Erkennung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung.

Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Mängel zu beseitigen und die Zuverlässigkeit der Erkennung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung von Metallen und Legierungen zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch I angegebene Verfahren und die im Anspruch 2 angegebene Vorrichtung gelöst.

Die Ausnutzung der zusätzlichen Information über die Betriebsdaten des Abkühlungsprozesses von Metallen und Legierungen gestattet es, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung die Zuverlässigkeit der Erkennung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung zu erhöhen.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt:

Die F i g. t bis 5 zeigen charakteristische Abkühlungskurven von Metallen oder den Legierungen;

Fig.6 zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung:

Fig. 7 zeigt eine Abkühlungskurve, die den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht:

F i g. 8 zeigt das Funktionsschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Temperatur-Impulszahlkode-Wandlers;

die Fig.9 und 10 zeigen Zettdiagramme, die den Betrieb des erfindungsgemäßen Temperatur-Kode-Wandlers bei positiver bzw. negativer Zunahme der Temperatur veranschaulichen;

F i g. 11 zeigt das Funktionsschaltbild der erfindungsgemäßen Synchronisiereinheit:

Fig. 12 zeigt Zeitdiagramme, die den Betrieb der erfindungsgemäßen Synchronisiereinheit veranschaulichen;

F i g. 13 zeigt das Funktionsschaltbild des erfindungsgemäßen Selektors für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung.

Das erfmdur.gsgernäße Verfahren zur Erkennung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung von Metallen und Legierungen während deren Abkühlung wird im weiteren anhand einer Abkühlungskurve veranschaulicht, die ein Änderungsdiagramm der Temperatur des abzukühlenden Metalls oder der Legierung in der Zeit darstellt. Eine solche Kurve kann gleichzeitig mit der Durchführung des Verfahrens aufgezeichnet werden. Der charakteristische Verlauf der Abkühlungskurve ist in F i g. 1 bis 5 wiedergegeben.

Während der Abkühlung einer Probe flüssigen Metalls werden die Temperatur Tdieses Metalls und die Zeit (gemessen, die seit Beginn des Temperaturmeßzyklus vergangen ist. Außerdem wird die Zunahme Δ Tdcr Temperatur des abzukühlenden Metalls bezüglich der während des Temperaturmeßzyklus fixierten Höchsttemperatur T_mtx gemessen. Dabei wird nach den gemessenen Parametern der Schwellenwert ro der Dauer der Temperaturhaltepunktes in Übereinstimmung mit der Gleichung kontinuierlich berechnet:

r„ = F(T. IT./). (I)

Die Funktion wird im voraus auf Grund einer statistischen Bearbeitung realer Abkühlungskurvcn von Metallproben bestimmt, an denen die durch den Thermoeffekt der Phasenumwandlung und die durch den pseudothermischen Effekt hervorgerufenen Temperaturhaltepunkte festgestellt werden. Die Ausnutzung der bekannten Methoden der Theorie von statistischen Lösungen gestattet es, diese Funktion so auszuwählen, daß di»* Wahrscheinlichkeit von Fehllösungen minimal ist. Die Funktion F kann sowohl analytisch als auch in Tabellenform gegeben sein.

Beim Erscheinen eines Temperaturhaltepunktes in der Abkühlungskurve wird dessen Dauer r gemessen. Diese wird mit dem zum Zeitpunkt des Erscheinens des Temperaturhaltepunktes berechneten Schwellenwert ro der Dauer des Temperaturhaltepunktes verglichen. Wenn die Dauer r des Haltepunktes der Temperatur den Wert To übersteigt, so liegt ein Thermoeffekt der Phasenumwandlung vor. Ist die Dauer τ des Temperaturhaltepunktes kleiner als der Schwellenwert ro. so wird eindeutig festgestellt, daß dieser Temperaturhaltepunkt durch pseudothermischen Effekt hervorgerufen worden ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des. erfindungsgemäßen Verfahrens betrachtet.

In der Tabelle sind optimale Schwellenwerte ro gegeben, die auf Grund der statistischen Bearbeitung der Abkühlungskurven von Proben flüssigen Stahls für einige Werte von T. AT, t gemäß der Gleichung (1) erhalten worden sind.

-><> η ο	Γ,( C)	4	/(S)	5	n(s»	4
I	2	12	3	5	4
1510	12	2	3
55 1510	20	5	6
1510	12	12	5
1510	20	12	6
1510	4	5	8
1510	12	5	6
bo 1525	12	2	6
1525	20	5	8
1525	12	12	6
1525	20	12	8
1525	10
65 1525

Andere Schwellenwerte und Abhängigkeitsmöglichkeiten sind auch möglich.

Beispiel 1

Tin Temperatcrhaltepunkt, dessen Dauer τί gleich 4 s ist, wird bei der Temperatur 7Ί (Fig. 1) des Metalls registriert, die 1510°C beträgt. Die Höchsttemperatur Γ, _max, die während des Temperaturmeßzyklus gemessen >·, irde, ist gleich 1522°C, d.h. <d7"=12°C. Die seit Beginn des Temperaturmeßzyklus bis zum Erscheinen des Temperaturhaltepunktes vergangene Zeit t\ ist gleich 5 s.

Entsprechend den in der Tabelle angegebenen Daten beträgt der Schwellenwert r.ji für diese Parameter 3 s. In diesem Fall liegt ein Thermoeffekt der Phasenumwandlung vor.

Beispiel 2 Ein Temperaturhaltepunkt, dessen Dauer η gleich 4 s

ist. wird hei Her Temperatur 7"; (Fig ?) registrier^ dl?

151O⁰C beträgt. Die Höchsttemperatur" T_2n,,*, die während des Temperaturmeßzyklus gemessen wurde, ist gleich 1530°C. Die seit Beginn des Temperaturmeßzyklus vergangene Zeit /2 ist gleich 5 s. Entsprechend den in der Tabelle angegebenen Daten beträgt der Schwellenwert Γ02 für diese Parameter 5 s. Folglich ist in diesem Fall nur ein pseudothermischer Effekt gegeben, da bei den gegebenen Parametern als durch Phasenumwandlung verursachter Temperaturhaltepunkt nur ein solcher gilt, dessen Dauer 5 s übersteigt.

Beispiel 3

Ein Temperaturhaltepunkt, dessen Dauer Tj gleich 4 s ist, wird bei der Temperatur T₃ (F i g. 3) registriert, die 1510°C beträgt. Die Höchsttemperatur F_3m„, die während des Temperaturmeßzyklus gemessen wurde, ist gleich 1522° C. Die seit Beginn des Temperaturmeßzyklus vergangene Zeit tj ist gleich 12 s. Entsprechend den in der Tabelle angegebenen Daten beträgt der Schwellenwert Γ03 für diese Parameter 6 s; es ist in diesem Fall kein Thermoeffekt der Phasenumwandlung gegeben.

Beispiel 4

Ein Temperaturhaltepunkt, dessen Dauer r₄ gleich 4 s ist, wird bei der Temperatur Ti (Fig.4) registriert, die 1525° C beträgt. Die Höchsttemperatur Ta„ux, die während des Temperaturmeßzyklus gemessen wurde, ist gleich 1537° C. Die vom Anfang des Temperaturmeßzyklus an vergangene Zeit U ist gleich 5 s. Entsprechend den in der Tabelle angegebenen Daten beträgt der Schwellenwert r« für diese Parameter 6 s. Somit erfolgt in diesem Falle eine Entscheidung über das Nichtvorhandensein des Thermoeffektes der Phasenumwandlung.

Beispiel 5

Ein Temperaturhaltepunkt dessen Dauer Γ5 gleich 12 s ist wird bei der Temperatur T₅ (F i g. 5) registriert die 1525° C beträgt Die Höchsttemperatur 7sm*r, die während des Temperaturmeßzyklus gemessen wurde, ist gleich 1537°C Die vom Anfang des Temperaturmeßzyklus an vergangene Zeit fs ist gleich 12 s. Entsprechend den in der Tabelle angegebenen Daten beträgt der Schwellenwert tos für diese Parameter 8 s. Somit erfolgt in diesem Fall eine Entscheidung über das Erscheinen des Thermoeffektes der Phasenumwandlung.

Die Vorrichtung zur Erkennung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung von Metallen und Legierungen während deren Abkühlung enthält einen Temperatur-Impulszahlkode-Wandler I (Fig. 6), einen Taktimpulsgenerator 2, eine Synchronisiereinheit 3, einen Reversierzähler 4, ein Hauptregister 5. einen Schwellenwert- -, zähler 6, einen Meßzykluszähler 7, ein zusätzliches Register 8, einen Zeitintervall-Zähler 9. einen Zähler 10 für die Temperaturzunahrne und einen Selektor 11 für die Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung. Dabei ist der Eingang 12 des Temperatur-lmpuls-

K) zahlkode-Wandlers an einen Temperaturgeber, z. B. an ein Thermoelement (in der Zeichnung nicht gezeigt) angeschlossen. Die Ausgänge 13, 14 des Temperatur-Impulszahlkode-Wandlers 1 sind entsprechend an den ersten und zweiten Eingang der Synchronisiereinheit 3

r> angeschlossen, deren dritter Eingang mit dem Ausgang 15 des Taktimpulsgenerators 2 verbunden wird. Der Ausgang 16 für synchronisierte Taktimpulse der Svnrhrnnisiereinheit 3 ist an die. Zähleingänge rles Meßzykluszählers 7 und des Zeitintervall-Zählers 9, der Ausgang 17 der Synchronisiereinheit 3 an die Additionseingänge des Schwellenwertzählers 6 und des Reversierzählers 4 und der Ausgang 18 der Synchronisiereinheit 3 an die Subtraktionseingänge des Schwellenwertzählers 6 und des Reversierzählers 4 angeschlossen. Der

_>5 Informationsausgang 19 des Reversierzählers 4 ist mit dem Informationseingang des Hauptregisters 5 verbunden. Die Überlaufausgänge 20, 21 des Schwellenwertzählers 6 sind an die Steuereingänge des Zusatz- und des Hauptregisters sowie an die Eingänge für die Rückstel-

Ji) lung des Zeitintervall-Zählers 9 angeschlossen. Dabei ist der Überlaufausgang 21 des Schwellenwertzählers 6 mit dem Eingang des Zählers 10 für die Zunahme der Temperatur verbunden. Der Informationsausgang 22 des Meßzykluszählers 7 ist an den Informationseingang des zusätzlichen Registers 8 angeschlossen. Der Informationsausgang 23 des zusätzlichen Registers 8, der Informationsausgang 24 des Zeitintervall-Zählers 9, der Informationsausgang 25 des Zählers 10 für die Zunahme der Temperatur und der Informationsausgang 26 des Hauptregisters sind mit den Eingängen des Selektors 11 für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung verbunden. Der Ausgang 27 des Selektors 11 für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung ist an die Sperreingänge für die Zählung des Zeitintervall-Zählers 9 und des Schwellenwertzählers 6 angeschlossen.

In F i g. 7 ist eine Abkühlungskurve, die die Arbeit der beschriebenen Vorrichtung veranschaulicht wiedergegeben.

In F i g. 8 ist eine Ausführungsform des Temperatur-Irr.pulszahlkode-Wandlers dargestellt, wobei als Analogsignal ein die Information über die Temperatur des abzukühlenden Metalls tragendes Signal gilt In diesem Fall kann der Eingang 12 (Fig.6)des Wandlers 1, z. B.

mit dem Schleifdrahtschieber eines automatischen Potentiometers mechanisch verbunden werden, an das kontinuierlich ein Signal vom Temperaturgeber gelangt Der Wandler 1 (F i g. 8) enthält eine Zählskala 28, an der der Reihe nach durchsichtige Marken 29 und undurch sichtige Marken 30 von gleicher Breite aufgetragen sind. Die Anzahl der Marken bestimmt das Auflösungsvermögen des Wandlers 1. Der Wandler 1 enthält weiter zwei Fotodioden 31,32 und eine Lichtquelle 33, die am Halter 34 befestigt werden. Die Fotodioden 31 und 32 sind gegeneinander um eine Größe verschoben, die der halben Breite der Marken 29,30 entspricht

Der Halter 34 des Wandlers 1 ist mit dem Schleifdrahtschieber 35 des automatischen Potentiome-

ters 36 mechanisch verbunden.

Außerdem hat der Wandler 1 zwei Schmitt-Trigger 37 und 38, zwei Impulsformer 39, 40 für die positive Flanke von Signalen, die von den Ausgängen des Schmitt-Triggers 38 kommen, sowie zwei Torschaltungen 41, 42 zur Selektion von Kodeimpulsen, die der positiven und negativen Zunahme der Temperatur auf der Abkühlunpr.kurve entsprechen.

Der Eingang des Schmitt-Triggers 37 ist an den Ausgang der Fotodiode 31 angeschlossen, und der Eingang des Schmitt-Triggers 38 liegt am Ausgang der Fotodiode 32. Der Setzausgang des Schmitt-Triggers 37 ist mit den Steuereingängen der Torschaltungen 41 und 42 verbunden.

Der Rücksetzausgang des Schmitt-Triggers 38 ist an den Eingang des Impulsformers 39 angeschaltet, und der Setzausgang des Schmitt-Triggers 38 liegt am Eingang des^ Impulsformers 40.

Der Ausgang des impuisformers 39 ist an den Impulseingang der Torschaltung 41 angeschlossen, und der Ausgang des Impulsformers 40 ist mit dem Impulseingang der Torschaltung 42 verbunden.

An den Ausgängen der Torschaltungen 41 und 42 erscheinen Kodeimpulse des Wandlers 1, die der positiven und negativen Zunahme der Temperatur auf der Abkühlungskurve entsprechen.

Andere Ausführungsformen des Wandlers sind auch möglich.

In Fig.9 und 10 sind Zeitdiagramme, die die Arbeit des Wandlers 1 bei positiver und negativer Temperaturzunahme darstellen, wiedergegeben.

In Fig. 11 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Synchronisiereinheit 3 dargestellt. Die Synchronisiereinheit 3 weist einen Taktimpulsverteiler 43 sowie Synchronisierteile 44 und 45 für Kodeimpulse auf. Der Taktimpulsverteiler 43 enthält ein Flip-Flop 46 zur Verteilung von Taktimpulsen, eine Torschaltung 47 zur Formierung von synchronisierten Taktimpulsen und eine Torschaltung 48 zur Formierung von synchronisierenden Taktimpulsen. Die Steuereingänge der Torschaltungen 47 und 48 sind an die Ausgänge des Flip-Flops 46 angeschlossen. Die Impu'räeingänge der Torschaltungen 47 und 48 sind miteinander und mit dem Zähleingang des Flip-Flops 46 zusammengeschaltet und bilden den Eingang der Synchronisiereinheit 3, dem di; Taktimpulse vom Taktimpulsgenerator 2 (Fig.6) zugeführt werden. Der Ausgang der Torschaltung 47 (Fig. 11) dient als Ausgang 16 (Fig.6) für synchronisierte Taktimpulse der Synchronisiereinheit 3. Die für die Synchronisierung von Kodeimpulsen vorgesehenen Synchronisierteile 44 und 45 (Fig. 11) enthalten Flip-Flops 49 und 50 zur Speicherung der Kodeimpulse, Puffer-Flip-Flops 51 und 52, UND-Schaltungen 53 und 54 sowie Torschaltungen 55 und 56 zur Formierung von synchronisierten Kodeimpulsen. Der Rücksetzeingang des Flip-Flops 49 dient als Eingang der Synchronisiereinheit 3, an den die der positiven Temperaturzunahme nach der Abkühlungskurve entsprechenden Kodeimpulse gegeben werden.

Der Rücksetzeingang des Flip-Flops 50 (Fig. 11) bildet den Eingang der Synchronisiereinheit 3 für Kodeimpulse, die der negativen Temperaturzunahme nach der Abkühlungskurve entsprechen. Die Eingänge der UND-Schaltung 53 (F ϊ g. 11) sind an den Rücksetzausgang des Flip-Flops 49 und an den Setzausgang des Flip-Flops 51 angeschlossen.

Die Eingänge der UND-Schaltung 54 sind mit dem Rücksetzausgang des Flip-Flops 50 und mit dem

Setzausgang de·· Flip-Flops 52 verbunden. Der dritte Eingang jeder UND-Schaltung 53 und 54 liegt am Ausgang der Torschaltung 48 zur Formierung von synchronisierenden Taktimpulsen des Taktimpulsverteilers 43. Der Ausgang der Torschaltung 48 ist auch mit einem Eingang der Torschaltung 55 im Synchronisierteil 44 und mit einem F.ingang der Torschaltung 56 des Synchronisierteiis 45 verbunden. Die anderen Eingänge jeder Torschaltung 55 und 56 sind entsprechend an die Riicksetzausgänge der Flip-Flops 51 und 52 angeschlossen. Der Ausgang der UND-Schaltung 53 ist an den Rücksetzeingang des Flip-Flops 51 angeschlossen, während der Ausgang der UND-Schaltung 54 an den Rücksetzeingang des Triggers 52 angeschaltet ist. Der Ausgang der Torschaltung 55 liegt an den Setzeingängen der Flip-Flops 49 und 51 und dient als Ausgang \1 (Fig.6) der Synchronisiereinheit 3, an dsn die synchronisierten Kodeimpulse gelangen, die der positiven Temperaturzunahme nach der Abkühiungskurvc entsprechen.

Der Ausgang der Torschaltung 56 (F i g. 11) ist an die Setzeingänge des Flip-Flops 50 und 52 angeschlossen und bildet den Ausgang 48 (F i g. 6) der Synchronisiereinheit 3, an dem die synchronisierten Kodeimpulse erscheinen, die der negativen Temperaturzunahme nach der Abkühlungskurve entsprechen.

In Fig. 12 ist ein Zeitdiagramm, das die Arbeit der Synchronisationseinheit 3 darstellt, wiedergegeben.

In F i g. 13 ist eine Ausführungsform des Selektors 11 für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung dargestellt.

Der Selektor 11 für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung enthält einen Dechiffrator 57. dessen Eingänge als Eingänge des Selektors 11 dienen, eine ODER-Schaltung 58, deren Eingänge an die Ausgänge des Dechiffrators angeschlossen sind. Der Ausgang der ODER-Schaltung 58 dient als Ausgang 27 des Selektors 11.

Die Einrichtung funktioniert in folgender Weise: Das die Information über die Temperatur des abzukühlenden Metalls oder der Legierung tragende Signal gelangt vom Temperaturgeber an den Eingang 12 des Temperatur-Impulszahlkode-Wandlers 1. Das in einen Impulszahlkode umgewandelte Signal kommt an die Ausgänge 13 und 14 dieses Wandlers, wobei bei jeder elementaren Temperaturzunahme die Kodeimpulse an einem der Ausgänge 13 und 14 je nach dem Vorzeichen der Temperaturzunahme gebildet werden. Die Kodeimpulse gelangen von einem der Ausgänge 13 und 14 an den entsprechenden Eingang der Synchronisiereinheit 3. In die Synchronisiereinheit 3 gelangen auch die Taktimpulse vom Ausgang 15 des Taktimpulsgenerators. Die Synchronisiereinheit 3 gewährleistet eine Verteilung von Kode- und Taktimpulsen in der Zeit, was den Ausfall der Einrichtung ausschließt Die synchronisierten Taktimpulse gelangen an den Ausgang 16 der Synchronisiereinheit und weiter an die Zähleingänge des Meßzykluszählers 7 und des Zeitintervall-Zählers 9. Die synchronisierten Kodeimpulse, die der positiven Temperaturzunahme entsprechen, kommen vom Ausgang 17 der Synchronisiereinheit 3 an die Additionseingänge des Schweüenwertzählers 6 und des Reversierzählers 4. Die synchronisierten Kodeimpulse, die der negativen Temperaturzunahme entsprechen, gelangen vom Ausgang 18 der Synchronisiereinheit 3 an die Subtraktionseingänge des Schwellenwertzählers 6 und des Reversierzählers 4. Im Reversierzähler wird ein Parallelkode der laufenden Metalltemperatur gebildet

Il

Der Schwellenwertzähler 6 verwirklicht eine Selektion von lokalen Temperatiirzunahmen und ist so ausgeführt, daß an seinen Ausgängen 20 und 21 jedesmal Impulse gebildet werden, wenn an seine Eingänge eine Anzahl von Kodeimpuisen gelangt, die einem Schwellenwert ±εο entspricht, d. h.. daß an den Überlaufausgängen 20 und 21 des Schwellenwertzählers 6 Impulse bei einer bestimmten positiven und negativen Zunahme der Temperatur des Metalls gebildet werden. Diese Impulse gelangen an die Eingänge für die Rückstellung des Zeitintervall-Zählers 9 sowie an die Steuereingänge des zusätzlichen und des Hauptregisters. Die Impulse, die der negativen Temperaturzunahme entsprechen, kommen vom Überlaufausgang 21 an den Zähleingang des Zählers 10 für die Temperaturzunahme. Vor Beginn jedes Meßzyklus wird der Meßz>kluszähler 7 rückgestellt, und folglich ist während der Abkühlung von Metall oder Legierung dessen Inhalt der laufenden vom Zciipuiiki lies AiliäilgS de» TcFnpcFäiüFiTicuZyklüä vergangenen Zeit proportional. Sobald an die Steuer- >n eingänge des zusätzlichen und des Hauptregisters der nächstfolgende Impuls vom Überlaufausgang 20 oder 21 des Schwellenwertzählers 6 gelangt, wird in das Hauptregister 8 vom Informationsausgang 22 des Meßzykluszählers 7 ein Kode eingetragen, der der vom >■> Anfang des Abkühlungsprozesses bis zum Zeitpunkt des Ansprechens des Schwellenwertzählers 6 vergangenen Zeit proportional ist. In ähnlicher Weise wird ins Register 5 vom Informationsaus jang 19 des Reversier-,T.ählers 4 ein Kode eingetragen, der der Temperatur des to Metalls während des Ansprechens des Schwellenwertzählers 6 proportional ist.

Der Kode, der der vom Anfang des Meßzyklus vergangenen Zeit proportional ist, gelangt ständig vom Informationsausgang 23 des zusätzlichen Registers 8 an r. den Eingang des Selektcrs 11. Vom Informationsausgang 26 des Hauptregisters 5 kommt kontinuierlich an den anderen Eingang des Selektors 11 ein Kode an, der der laufenden Temperatur des abzukühlenden Metalls oder der Legierung proportional ist. -to

Der Zähler 10 für die Temperaturzunahme gewährleistet die Bestimmung der Temperaturzunahme gegenüber der Höchsttemperatur T_m„ (Fig. 7), die während des Temperaturmeßzyklus fixiert wurde. Vor Beginn des Temperaturmeßzyklus wird der Zähler 10 (Fig.6) 4-, rückgestellt. Am Abschnitt O-A (Fig. 7) der Abkühlungskurve, der der positiven Temperaturzunahme entspricht, werden die Impulse nur am Ausgang 20 (Fig.6) des Schwellenwertzählers 6 gebildet. Folglich gelangen Impulse nicht an den Zähleingang des Zählers \n 10 für die Temperaturzunahme, und im letzteren bleibt der Anfangszustand erhalten.

Am Abschnitt A-B (Fig. 7), der der negativen Temperaturzunahme entspricht, kommen die Impulse vom Überlaufausgang 21 des Schwellenwertzählers 6 an « den Eingang des Zählers 10 für die Temperaturzunahme. Infolgedessen wird in diesem Zähler ein Kode gebildet, der der negativen Temperaturzunahme des abzukühlenden Metalls oder der Legierung gegenüber der Höchsttemperatur Tm_1x der Abkühlungskurve t>o proportional ist

Die Information gelangt vom Informationsausgang 25 des Zählers 10 für die Temperaturzunahme ständig an den Eingang des Selektors U für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung.

Der Zeitintervall-Zähler 9 gewährleistet die Bestimmung des Zeitintervalis zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, wenn die lokale Temperaturzunahme den Sollwert fo erreicht, leder Impuls, der an den Überlaufausgiingen 20 und 21 des Schwellenwertzählers 6 auftritt, bringt den Zähler 9 in den Anfangszustand, und dann beginnt der Zähler 9 mit einer neuen Zeitzählung, indem er Taktimpulse zählt. D'e Information gelangt ständig vom Informationsausgang 24 des Zählers 9 an den Eingang des Selektors 11 für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung.

Somit kommt kontinuierlich während der Abkühlung von Metall oder Legierung an die Eingänge des Selektors 11 für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung eine Information über die Temperatur T des Metalls oder der Legierung, über die Temperaturzunahme Λ Γ von Metall oder Legierung, über die Zeit I. die seit Beginn des Temperaturmeßzyklus vergangen ist, und über die Größe des Zeitintervalls F*, das bis zu dem Zeitpunkt vergangen ist, da die Temperaturzunahme den Sollwert erreicht hat. Dabei ändert sich die Information über die Größen 7^ Δ T^und ί nur in den Zeitpunkten, wenn die Temperaturzunahme den SollwertEo erreicht.

Der Selektor 11 für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung ist so ausgeführt, daß da? Steuersignal am Ausgang 27 nur dann gebildet wird, wenn das durch den Zeitintervall-Zähler 9 bestimmte Zeitintervall τ* dem Schwellenwert ro der Dauer des Temperaturhaltepunktes gleich ist, der von der. Parametern TzlTund t gemäß Gleichung (1) abhängt.

Während der Abkühlung von Metall oder Legierung bis zum Erscheinen des Temperaturhaltepunktes (Abschnitte O—A und A-B der Abkühlungskurve in F i g. 7) bringt der Schwellenwertzähler 6 den Zeitintervall-Zähler ständig in den Anfangszustand, so daß der Inhalt des letzteren eine Größe nicht erreicht, die dem Schwellenwert το der Dauer des Temperaturhaltepunktes gleich ist. Folglich wird ein Steuersignal während dieses Stadiums des Abkühlungsprozesses am Ausgang des Selektors 11 für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenwandlung nicht gebi'det. Beim Erschsinen eines Temperaturhaltepunktes während der Abkühlung, dessen positive und negative Temperaturzunahme den Wert So nicht übersteigt, tritt kein Überlauf des Schwellenwertzählers 6 ein. Ist dabei die Dauc τ des Temperaturhaltepunktes so, daß der Inhalt des Zeitintervall-Zählers 9 die Größe erreicht, die dem durch die Parameter T. AT und ι bestimmten und für den Zeitpunkt des Erscheinens des Temperaturhaltepunktes berechneten Schwellenwert ro der Dauer des Temperaturhaltepunktes gleich ist, so wird am Ausgang 27 des Selektors 11 für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung ein Steuersignal gebildet. Dieses Signal gelangt an die Sperreingänge für die Zählung des Schwellenwertzählers 6 und des Zeitinteryall-Zählers 9. Dadurch wird die Möglichkeit einer Änderung der Information in den Zählern 9 und 10 sowie in den Registern 5 und 8 ausgeschlossen. Infolgedessen bleibt das Steuersignal am Ausgang 27 des Selektors 11 für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung bis zum nächsten Meßzyklus erhalten. Das Erscheinen dieses Steuersignals entspncht der Entscheidung über das Erscheinen des Thermoeffektes der Phasenumwandlung. Die im Hauptregister 5 nach der Formierung dieses Steuersignals enthaltene Information stellt einen Kode der Liquidustemperatur von Metall oder Legierung dar. Diese Information kann unmittelbar in einen Steuerrechner, Digitalanzeiger, Digitaldrucker u. a. zur Bestimmung der Parameter von Metall oder Legierung, z. B. zur Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes in ihnen

übertragen werden.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des in Fig.8 dargestellten Wandlers 1 sind die in Fig.9 und 10 dargestellten Zeitdiagramme angeführt.

Der Schleifdrahtschieber 35 (Fig.8) des automatischen Potentiometers 36 bewegt sich parallel zur Verschiebung des Halters 34 im Wandler 1. Dabei wird der auf die Fotodioden 31 und 32 einfallende Lichtstrom der Lichtquelle 33 mit den Marken 29 und 30 der Zählskala 28 moduliert

Die Signale gelangen von den Fotodioden 31 und 32 entsprechend an die Eingänge der Schmitt-Trigger 37 und 38.

Bei der Bewegung des Schleifdrahtschiebers 35 von links nach rechts eilt das Signal (F i g. 9a) der Fotodiode 31 (Fig.ä) dem Signal (Fig.9b) der Fotodiode 32 (F i g. 8) eine Viertelperiode nach. In diesem Fall eilt das Signal (F i g. 9c) am Rücksetzausgang sowie das Signal (Fig.9d) am Setzausgang des Schmitt-Triggers 37 (Fig.8) eine Vierieiperiode dem Signal (Fig.9ε) am Rücksetzausgang bzw. dem Signal (F i g. 9f) am Setzausgang des Schmitt-Triggers 38 (F i g. 8) nach.

Im Impulsformer 39 werden Impulse (Fig.9g) bei positiver Flanke des vom Rücksetzausgang des Schmitt-Triggers 38 (Fig.8) kommenden Signals (Fig.9e) geformt Im Impulsformer 40 erfolgt die Formierung von Impulsen (Fig.9h) bei der positiven Fianke des vom Setzausgang des Schmitt-Triggers 37 (F i g. 8) zugeführten Signals (F i g. 9f).

Vom Ausgang des Impulsformers 39 (Fig.8) gelangen die Impulse (F i g. 9g) an den Impulseingang der Torschaltung 41. Die vom Ausgang des Impulsformers 40 (F i g. 8) gelieferten Impulse (F i g. 9h) gelangen an den Impulseingang der Torschaltung 42. Die Signale (Fig.9d) vom Setzausgang des Schmitt-Triggers 37 (F i g. 8) werden den Steuereingängen der Torschaltungen 41 und 42 zugeführt Dabei ist, wie man aus dem Zeitdiagramm (F i g. 9) ersieht die Torschaltung 41 in den Zeitpunkten der Signalankunft an ihrem Impulseingang gesperrt da an ihren Steuereingang ein Verbotssignal vom Setzausgang des Schmitt-Triggers 37 gegeben wird. In den Zeitpunkten der Signalankunft am impulseingang der Torschaltung 49 ist die letztere leitend, da an ihrem Steuereingang ein Freigabesignal vom Setzausgang des Schmitt-Triggers 37 anliegt

Infolgedessen erscheinen am Ausgang der Torschaltung 41 (F i g. 8) bei der Bewegung des Schiebers 35 des Schleifdrahtes (Fig.8) von links nach rechts keine Signale (Fig. 9i). Die Signale (Fig.9j) am Ausgang der Torschaltung 42 (Fig.8) stellen Kodeimpulse des Wandlers 1 dar, die der positiven Temperaturzunahme auf der Abkühlungskurve entsprechen.

Bei der Bewegung des Schleifdrahtschiebers 35 (F i g. 8) von rechts nach links eilt das Signal (F i g. I Oa) der Fotodiode 31 (Fig.8) um eine Viertelperiode dem Signal (Fig. 10b) der Fotodiode 32 (Fig.8) vor. Während der Ankunft von Impulsen (Fig. 10g) des Impulsformers 39 (Fig.8) am Impulseingang der Torschaltung 41 gelangen infolgedessen an den Steuereingang der Torschaltung 41 Freigabesignale (Fig. lOd) vom Setzausgang dos Schmitt-Triggers 37 (Fig. 8). In den Zeitpunkten, in denen dem Impulseingang der Torschaltung 42 Impulse (Fig. 10h) des Impulsformers 40 (Fig. 8) zugeführt werden, gelangen an den Steuereingang der Torschaltung 42 Verbotssignale (F ig. lOd) vom Setzausgang des Schmitt-Triggers 37 (F ig. 8).

Folglich werden bei der Bewegung des Schleifdrahtschiebers 35 (F i g. 8) von rechts nach links am Ausgang der Torschaltung 42 (Fig.8) keine Signale (Fig. 1 Oj) gebildet Die Signale (Fig.tOi) am Ausgang der Torschaltung 41 (Fig.8) stellen Kodeimpulse des Wandlers 1 dar, die der negativen Teraperaturzunahme auf der Abkühlungskurve entsprechen.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der in F i g. 11 dargestellten Synchronisiereinheit 3 sind in Fig. 12 Zeitdiagramme aufgeführt

ίο Nach der Ankunft der Taktimpulse (Fig. 12a) vom Generator 2 (Fi g. 6) am Zähleingang des Flip-Flops 46 (Fig. 11) des Taktimpulsverteilers 43 ändert dieses Flip-Flop entsprechend seinen Schaltzustand. Vom Rücksetzausgang (Fig. 12c) und vom Setzausgang (Fig. 12b) des Flip-Flops 46 (Fig. 11) gelangen die Signale entsprechend an die Steuereingänge der Torschaltungen 47 und 48. An die Impulseingänge derselben Torschaltungen werden Taktimpulse (F i g. 12a) vom Generator 2 (F i g. 6) gegeben. Infolge-

:« dessen werden an den Ausgängen der erwähnten Torschaltungen zwei Impulsfolgen geformt, die gegeneinander zeitlich verschoben sind. Dabei werden am Ausgang der Torschaltung 47 (F i g. 11) synchronisierte Taktimpulse (Fig. 12d) und am Ausgang der Torschaltung 48 (Fig. 11) synchronisierende Taktimpulse (Fig. 12e) geformt

Die Folgefrequenz /j der synchronisierten Taktimpulse entspricht der Folgefrequenz h der synchronisierenden Taktimpulse und beträgt

Hierbei bedeutet k die Folgefrequenz der Impulse, die vom Ausgang 15 (F i g. 6) des Taktimpulsgenerators 2 geliefert werden.

Die synchronisierten Taktimpulse gelangen an den Ausgang 16 der Synchronisiereinheit 3.

Die synchronisierenden Taktimpulse werden den Eingängen der UND-Schaltung 53 (Fig. 11) und der Torschaltung 55 im Synchronisierteil 44 sowie den Eingängen der UN D-Schaltung 54 und der Torschaltung 56 im Synchronisierteil 45 zugeführt Im Anfangsstadium werden alle Flip-Flops 49,50,51 und 52 mit einem in F i g. 11 nicht eingezeichneten Knopf für die Anfangsstellung in den Setzzustand eingestellt Wenn vom Ausgang des Wandlers 1 (Fig.6) ein der positiven Temperaturzunahme auf der Abkühlungskurve entsprechender Kodeimpuls (Fig. 12f) kommt wird das Flip-Flop 49 (Fig. 11) in den Rücksetzzustand (Fig. 12g) gebracht. Nach der Zustandsänderung des Flip-Flops 49 (Fig. II) im Zeitpunkt der Ankunft des nächstfolgenden synchronisierenden Tak'Jmpulses entsteht am Ausgang der UND-Schaltung 53 ein Impuls (Fig. 12h). Dieser Impuls stellt das Puffer-Flip-Flop 51 (Fig. II) in den Rücksetzzustand (Fig. 12j) ein, und dadurch wird die Torschaltung 55 (F i g. 11) geöffnet. Im Zeitpunkt der Ankunft des nächstfolgenden synchronisierenden Taktimpulses (F i g. 12e, 12i) wird am Ausgang der Torschaltung S¹J (Fig. W) ein synchronisierter, der positiven Temperaturzunahme auf der Abkühlungskurve entsprechender Kodeimpuls (Fig. 12k) geformt. Dieser Impuls gelangt an den Ausgang 17 (Fig.6) der Synchronisiereinheit 3 sowie an die Eingänge der Flip-Flops 49 und 51 (Fig. II). Das vom Setzausgang des Flip-Flops 51 (Fig. II) an einen der Eingänge der UND-Schaltung 53 gegebene Signal (Fig. 12i) verhin dert dabei die Impulsankunft am Rücksetzeingang des

Flip-Flpps 51 wn Zeitpunkt der Ankunft eines Impulses am Setzeingang des Flip-Flops 51, Der formierte, synchronisierte Kodeimpuls bringt die FJip-Flops 49 und 51 in den Setzzustand und bereitet somit den Synchronisierteil 44 zum Empfang des nächsten Kodeinipulses vor.

Beim Betrieb des Synchronisierteils 44 kann es vorkommen, daß der Kodeünpuls und der synchronisierende Taktimpuls zeitlich teilweise zusammenfallen. Dies kann zur Entstehung eines »nicht vollwertigen« ι ο Impulses 59 (F i g. 12b) am Ausgang der UND-Schaltung 53 (F i g. 11), z. B. zur Entstehung eines Impulses mit ungenügender Dauer oder mit ungenügender Amplitude, fOliren. Bei Entstehung eines solchen »nicht vollwertigen« Impulses kann das Puff er-Flip-Flop 51 im Setzzuiitand bleiben, bis am Eingang der UND-Schaltung 53 der nächste synchronisierende Taktimpuls erscheint Da sich der Schaltzustand des Flip-Flops bei der Ankunft des nächstfolgenden synchronisierenden Taktimpulses nicht mehr ändern kann, entsteht am Ausgang der UND-Schaltung 53 im erwähnten Zeitpunkt ein zweiter (»vollwertiger«) Impuls 60 (F i g. 12h). Dieser Impuls bringt das Flip-Flop 51 (Fig. 11) in den ROcksetzzustand. Beim Erscheinen des nächstfolgenden synchronisierenden Taktimpulses (Fig. I2e) wird am Ausgang der Torschaltung 55 ein synchronisierter Kodeinipuls (F i g. 12k) geformt, der an den Ausgang 17 (F i g. 6) der Synchronisiereinheit 3 gelangt und der die Flip-Flops 49 und 51 (F i g. 11) in den Setzzustand bringt.

In ähnlicher Weise werden am Ausgang der w Torschaltung 56 des Synchronisierteils 45 synchronisierte der negativen Temperaturzunahme auf der Abkühlungskurve entsprechende Kodeimpulse geformt Diese Impulse werden dem Ausgang 18 (Fig.6) der Synchronisiereinheit 3 zugeführt

Das zeitliche Zusammenfallen von Impulsen, die an den Ausgängen der Torschaltungen 55 und 56 (F i g. 11) geformt werden, mit den vom Ausgang der Torschaltung 48 des Taktimpulsverteilers 43 gelieferten Impul sen gewährleistet somit eine zeitliche Trennung von synchronisierten Taktiropulsen und synchronisierten Kodeimpulsen,

Damit die Synchronisiereinheit 3 sicher arbeitet, muß die Folgefrequenz h der synchronisierenden Taktimpulse zwei· bis dreimal höher sein als die maximale Folgefrequenz /3 _ro« der Kodeimpulse, die vom Ausgang des Wandlers 1 (F i g, 6) kommen, d. h.

(3)

Folglich muß die Impulsfrequenz am Ausgang des Generators 2

(4)

sein.

Die Wirkungsweise des Selektors 11 für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung, der in F i g. 13 dargestellt ist, besteht in folgendem:

Während der Abkühlung von Metall oder Legierung gelangen Kodekombinationen von den Informationsausgängen (Stellenausgängen) der Register 5 und 8 sowie der Zähler 9 und 10 an die Eingänge des Dechiffrators 57. Sobald an die Eingänge des Dechiffrators 57 eine beliebige der Kodekombinationen der Parameter Τ,ΔΤ,ιund τ* kommt, die der Gleichung (1) entspricht, wird an einem der Ausgänge des Dechiffrators ein Signal gebildet, das Ober die ODER-Schaltung 58 an den Ausgang 27 des Selektors 11 gelangt

Die Ausnutzung sämtlicher Hauptparameter des Abkühlungsprozesses von Metallen und Legierungen gestattet es, sowohl durch den Thermoeffekt als auch durch den pseudothermischen Effekt verursachte Temperaturhaltepunkte sogar in solchen Fällen zu unterscheiden, wo d>e Temperaturhaltepunkte eine gleiche Dauer haben, was die Erkennungssicherheit des Thermoeffektes der Phasenumwandlung wesentlich erhöht.

Hierzu 5 !Halt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1, Verfahren zur Erkennung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung in Metallen und Legierungen während deren Abkühlung, bei dem die Temperatur des abzukühlenden Metalls oder der Legierung, die seit Beginn des Temperaturmeßzyklus vergangene Zeit sowie die Dauer des während der Abkühlung von Metall oder Legierung entstandenen Temperaturhaltepunktes gemessen, die gemessene Dauer des Temperaturhaltepunktes mit dem Schwellenwert der Dauer des Temperaturhaltepunktes verglichen und nach den Vergleichsergebnissen eine Entscheidung über das Vorliegen des Thermoeffektes der Phasenumwandlung in dem Falle erfolgt, wenn die gemessene Dauer des Temperaturhaltepunktes den Schwellenwert der Dauer des Temperaturhaltepunktes übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Temperaturzunahme des abzukühlenden Metalls oder der Legierung bezüglich der während des Temperaturmeßzyklus fixierten Höchsttemperatur gemessen, der Schwellenwert der Dauer des Temperaturhaltepunktes als Funktion der Temperatür des abzukühlenden Metall? oder der Legierung, der Zunahme dieser Temperatur bezüglich der während des Temperaturzyklus fixierten Höchsttemperatur und der seit Beginn des Temperaturmeßzyklus vergangenen Zeit berechnet, und zum Vergleich der zum Zeitpunkt des Erscheinens des Temperaturhaltepunktes berechnete Schwellenwert der Dauer des Temperaturnaltepunktes benutzt wird.
2. Vorrichtung zur Erkennung ues Thermoeffektes der Phasenumwandlung in Metallen und Legierungen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend einen Temperatur-Impulszahlkode-Wandler, an dessen Eingang das die Information über die Temperatur des abzukühlenden Metalls oder der Legierung tragende Signal gelangt, eine Synchronisationseinheit zur zeitlichen Verteilungvon Kode- und Taktimpulsen, an deren Eingänge die zur Ausgabe von der negativen und positiven Temperaturzunahme entsprechenden Kodeimpulsen dienenden Ausgänge und ein Ausgang eines Taktimpulsgenerators angeschlossen sind, einen Reversierzähler zum Erhalten eines Parallelkodes der gemessenen Temperatur, dessen Additions- und Subtraktionseingänge mit den zur Ausgabe von der negativen und positiven Temperaturzunahme entsprechenden Kodeimpulsen dienenden Ausgängen der Synchronisationseinheit verbunden sind, einen Schwellenwertzähler zur Selektion der lokalen Temperaturzunahmen, dessen Additions- und Subtraktionseingänge mit den angegebenen Ausgängen der Synchronisationseinheit verbunden sind, wobei das Signal während der Entscheidung über die Entstehung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung an den ersten und zweiten Überlaufausgang des .Schwellenwertzählers gelangt und Impulse dann geformt werden, wenn die lokale positive und negative Temperaturzunahme den vorgegebenen Sollwert erreichen, einen Zcitintervall-Zähler zur Bestimmung der Zeit, die zum nächstfolgenden Zeitpunkt gezählt wird, wenn die lokale Temperaturzunahme den vorgegebenen Wert erreicht, dessen Zählcinganp an den Ausgang für synchronisierte Taktimpulse der Synchronisationsemheit angeschlossen ist, während die Eingänge der Rückstellung an die Oberlaufausgänge des Schwellenwertzählers angeschlossen sind, wobei das Signal während der Entscheidung über die Entstehung des Thermoeffektes der Phasenumwandlung an den Sperreingang der Zählung des Zeitintervall-Zählers gelangt, ein Hauptregjster zur Speicherung des Parallelkodes der Temperatur von Metall und

ίο Legierung, dessen Informationseingang mit dem Informationsausgang des Reversierzählers verbunden ist, wobei das die Obergabe der Information ins Hauptregister gewährleistende Signal an dessen Hauptsteuereingang gelangt, und einen Meßzyklus-

Ii zähler zur Bestimmung der seit Beginn des Temperaturmeßzyklus vergangenen Zeit, dessen Zähleingang mit dem Ausgang für synchronisierte Taktimpulse der Synchronisationseinheit verbunden ist, wobei an seinen Informationsausgang eine Information über die seit Beginn des Temperaturmeßzykius vergangene Zeil gelangt gekennzeichnet durch ein zusätzliches Register (8) zur Speicherung des Parallelkodes für ein Zeitintervall vom Anfang der Temperaturmessung bis zum betreffenden Zeitpunkt, wenn die lokale Temperaturzunahme den vorgegebenen Wert erreicht, dessen Informationseingang an de» Informationsausgang (22) des Meßzykluszählers (7) und dessen Steuereingänge an die Überlaufausgänge (20, 21) des Schwellenwert-

«) Zählers (6) angeschlossen sind, einen Zähler (10) zur Bestimmung der Temperaturzunahme bezüglich der während des Temperaturmeßzyklus fixierten Höchsttemperatur, dessen Zähleingang mit dem zweiten Überlaufausgang (21) des Schwellenwerl-

)") Zählers (6) verbunden ist, und einen Selektor (11) für Merkmale des Thermoeffektes der Phasenumwandlung, dessen Eingänge an die Informationsausgänge (26,25,23,9) des Hauptregisters (5), des Zählers (10) der Temperaturzunahme, des zuiätidichen Registers

-to (8) und des Zeitintervall-Zählers (9) und dessen Ausgang (27) an die Sperreingänge der Zählung des Schwellenwertzählers (6) und des Zeitintervall-Zählers (9) angeschlossen sind, wobei der zusätzliche und der Hauplsteuereingang des Hauptregisters (5)

r> mit den Überlaufausgangen (20) und (21) des Schwellenwertzählers (6) verbunden sind.