SE428400B - Sett att fran psendoeffekter serskilja ekta termiska fasomvandlingseffekter vid avkylning av en metall eller en metallegering, samt anordning for genomforande av settet - Google Patents

Description

7807272- 5 2 och andra temperaturuppehâll (pseudoeffekter)»under avkylningsför- loppet. Svårigheten att lösa detta problem beror i praktiken på att temperaturuppehåll inte bara förorsakas av fasomvandling (likvidus- tillstånd) utan även genom tillfälliga störningar, exempelvis plöts- liga ändringar av värmeutväxlingsförhållandena, dvs pseudotermiska effekter.

Man måste därför kunna skilja äkta termiska fasomvandlingsef- fekter från eventuella pseudotermiska effekter. Pålitligheten av en sådan diskriminering kan definieras som sannolikheten för ett felak- tigt konstaterande (félaktigt avgörande eller beslut), emedan ett så- dant felavgörande bygger på ett konstaterande både av förekomsten av en termisk fasomvandlingseffekt, som emellertid beror på en pseu- dotermisk effekt, och av frånvaro av ett temperaturuppehåll fram- kallat av en termisk fasomvandlingseffekt vid förekomst av en äkta sådan effekt.' __ Det är känt att bestämma den termiska fasomvandlingseffekten vid avkylning av t.ex. en stelnande metallsmälta i syfte att bestäm- ma smältans kolhalt, se GB-patentskriften 1 477 564 och den god- kända DDR 120 713.

I detta kända sätt ingår mätning av sådana parametrar som en me- talls temperatur vid avkylningen, den tid som förflutit från tem- peraturmätperiodens begynnelse, ett temperaturuppehålls (likvidus- tillstânds) varaktighet, jämförelse av denna varaktighet med ett givet tröskel- eller gränsvärde härför samt ett avgörande, vilket innebär konstaterande av förekomsten av en termisk fasomvandlings- effekt på grundval av jämförelsens resultat,-som anger huruvida temperaturuppehållets varaktighet överskrider den nämnda givna varaktighetströskeln. - _ En anordning för utövning av det ovan beskrivna kända sättet innehåller en signalomvandlare, som avger en temperaturrepresen- terande digital pulskod, varvid ingången tillföres en signal med in- formation om temperaturen av en metall under pågående avkylning.

Dessutom ingår en taktgenerator (klockpulsgenerator), ett synkroni- seringssteg för tidsfördelning av koden och taktpulserna, en rever- sibel räknare för alstring av en temperaturrepresenterande parallell- kod, en tröskelräknare för bestämning av lokala temperaturinkrement (temperaturskillnader), en tidsintervallräknare med en informa- tionsutgâng för den tid som förflyter fram till nästa gång då ett lokalt temperaturinkrement når ett visst bestämt värde, varvid en 7807272-5 signal alstras vid en överilädáingsutgàng om denna tid överskri- der en viss bestämd varaktiphetströskel för temperaturstopp, en periodräknare med en utgång för information om tiden från tempe- raturmätperiodens begynnelse, en bistabil vippa för lagring av en signal som inkommer vid den tidpunkt då beslut sker för säkerstäl- lande av uppträdandet av en termisk fasomvandlingseffekt, och ett register för lagring av en temperaturrepresenterande parallellkod.

Den nämnda signalomvandlaren för omvandling av ett tempe- raturvärde till en digital pulskod avger kodpulser motsvarande po- sitiva och negativa temçeraturinkrement till en första resp. andra ingång hos synkroniseringssteget, som dessutom har en med taktge- neratorn förbunden tredje ingång. Synkroniseringssteget har två utgångar, varav den första avger mot positiva tenperaturinkrement svarande synkroniserade kodpulser till uppräkningsingângar (adde- ringsingàngar) hos den reversibla räknaren och tröskelräknaren.

Synkroniseringssteget har även en andra utgång, som avger mot ne- gativa temperaturinkrement svarande synkroniserade kodpulser till nedräkningsingångar (snbtraktionsingångar) hos de båda nyssnämnda räknarna. Synkroniseringssteget avger vid en tredje utgång synkro- niserade taktpulser till tidsintervallräknarens och periodräkna- rens räkneingångar.

Tröskelräknaren har överflödningsutgàngar, som avger pul- ser så snart ett visst bestämt lokalt temperaturinkrement upgträ- der. Dessa pulser tillföras befiynnelseinställningsingånçar hos tidsintervallräknaren, som likaledes har en ïverflödningsutgâng, vilken är ansluten till refistrets styringànç och vippans ett- ställningsingång. Eegistrets informationsinf° ^ är förbunden med den reversibla räknarens inf rmationsutgång. 5, som är elektriskt kogplad med rëkneblockerande (inhiberande} inçànäar hos tröskelräknaren och tidsintervallräknaren.

Vid avkylninf av metall avfer den nïnada signalomvandlaren en digital pulskod, vars pulser srnkroniseras i synkroniserings- steget med taktpulserna och sedan, alltefter temyeraturinkrenen- tets fïrtecken, tillïëres de nedršknindc eller uppräknande ingång- arna hos den reversibla räknaren och trëskelräknaren. Den rever- sibla räknaren avger då en temperaturrepresenterande parallellkod, och tröskelräknarens överflëdningsutgångar avger pulser vid de tidpunkter, då ett lokalt temperaturinkrement uppnår ett värde ie . Dessa nulser tillföres tidsintervallrïknnrens befivnnelse O .“. 1 h7ßß7272-šnwnw inställningsingång, varvid denna räknare börjar räkna de vrå sin räkneingång inkommande synkroniserade taktpulserna. -Denna räk- nare är så utförd, att den vid sin üverflädningsutgân; avger en puls i det fallet att tiden mellan två på varandra följande p'l- sers ankomst vid begynnelseinställningsingången överskrider ett visst bestämt tröskelvärde (gräns) ro för temperaturstoppets var- aktighet. Innan ett sådant temperaturstopp uppträder, alstras således ingen puls vid tidintervallräknarens ëverflödningsutgång.

När temperaturuppebåll uppträder, alstras inga pulser vid trös- kelräknarens överflödningsutgång, emedan det lokala temperatur- inkrementet inte överskrider det nämnda värdet ïeo. Cm tempera- turuppehâllets varaktighet överskrider varaktighetströskelvärdet fo, överflödar temperaturintervallräknaren och avger en puls vid sin härför avsedda utgång till registrets styringång. I detta fall matas registret med en från den reversibla räknaren kommande kod, som anger smältans temperatur. Vid tidpunkten för ett be- slut om säkerställandet av termisk fasomvandlingseffekt, blockerar den av vippan avgivna signalen både tröskelräknaren och tidsin- tervallräknaren. När den bestämda, från temperaturmätningens W begynnelse räknade tiden har förflutit, avger periodräknaren en signal, som anger att temperaturmätperioden har upphört.

Ett beslut, som medelst nämnda sätt och anordning konstate- rar uppträdandet av en fasomvandlings termiska effekt, sker alltså genom att ett ternperatumppehållsíuppnattævaralctighet 7' jämföras med en i förväg bestämd varaktighetströskel eller -gräns fo för temperatur- uppehåll.

I praktiken händer det emellertid, att ett på en fasom- vandlings termiska effekt beroende temperaturuppehàll har samma varaktighet som ett av en pseudotermisk effekt framkallat tempe- raturupphåll. I sådana fall kan man med kända metoder inte skilja mellan temperaturuppehåll av den ena och den andra typen och man erhåller därför inte tillräöklig pålitlighet för entydig bestäm- ning eller diskriminering av fasomvandlingars termiska effekt.

Genom uppfinningen enligt huvudkravet blir det framför allt möjligt att diskriminera, dvs. med stor säkerhet konstatera fasomvandlingarnas termiska effekt vid avkylning av en metall ge- nom att ytterligare information om avkylningens parametrar använ- des utöver vad som hittills använts. Genom uppfinningen enligt_ sidokravet blir det dessutom möjligt att på grundval av uppfing 7807272-5 ningen enligt huvudkravet skapa en anordning i huvudsak beståen- de av i datortekniken brukliga enkla enheter, så att man medelst denna anordning bl.a. uppnår den just nämnda fördelen.

Nedan beskrives exempel på uppfinningsföremàlet i samband med bifogade ritningar. Pig. 1-5 är diagram av typiska metall- avkylningsförlopp. Fig. 6 visar en anordning för diskriminering av metallers termiska fasomvandlingseffekt. Fig. 7 är ett avkyl- ningsdiagram för närmare förklaring av den i fig. 6 visade anord- ningens verkningssätt. Fig. S visar principen för en signalom- vandlare för omvandling av temperatursignaler till en digital pulskod. Pig. 9 visar tio tidsdiagram som förklaring till den nyssnämnda signalomvandlingen vid ett positivt temperaturinkre- ment. Pig. 40 visar detsamma för ett negativt temperaturinkre- ment. Fig. 41 visar ett synkroniseringssteg. Fig. 42 visar elva tidsdiagram för förtlaring av det i fig. 14 visade stegets ar- betssätt. Fig. 15 visar en förteckenväljare för den termiska fas- omvandlingsefíekten.

I ritningsfigurerna'anger siffror inom parenteser numren av de figurer, i vilka en visad ledning,uttag e.d. fortsätter.

Här må upprepas att uttrycket "metall" för enkelhets skull användes även för legeringar.

Hur en metalls temperatur kan variera under pågående av- kylning, framgår av fig. 4-5. Vid avkylning av ett netallprov mätes metallens temperatur T en tiden t från begynnelsen av tem- peraturmätförloppet. Dessutom mätas metallens tenperaturinkre- ment nl i förhållande till den under mätförloppet högsta uppmätta temperaturen Tmax. På grundval av aggregatets uppmätta paramet- rar beräknas oavbrutet en gräns eller tröskel To för temper^tur- uppehållets varaktighet enligt formeln fo = 1» m, fr, e m Eunktionen F bestämmes i förväg med ledning av statistisk bearbetning av de faktiska uvkylningskurvornu fïr metallprover, där man har bestämda temperaturuppehåll, som förorsakas av fas- omvandlingar, och temperaturupuehâll, som förorsakas av pseudo- termiska effekter. Hedelst kända statistiska metoder kan denna funktion väljes sådan, att sannolikheten för ett felaktigt avgö- rande (beslut) är minimal. Funktionen F kan anges antingen analy- tiskt eller i tabellform.

Sd snart ett temperaturuppehåll inträder, dvs. när temper - i e51:=5a v5¿v2- 5 _6 turen slutar att' falla Lnnder någon tid, t.e:<. i ett lilmriL-:lus- tillstånd, bestämmes detta upyehàllsvaraktighet. Den uppmätta varaktigheten 7 jämföras med ett tröskelvärde TO som är beräknat för den tidpunkt, då temperaturuppehàllet inträder.l Om tempera- turugpehållets varaktighet T överskrider tröskelvärdet TO sker ett beslut eller avgörande för konstaterande av att en termisk fasomvandlingseïekt uppträder vid avkylningen av metallen (even- tuellt en legering . Om den ugpmätta varaktigheten, dvs. är- värdet T, är mindre än tröskelvärdet To avgöres att frånvaron av en termisk fasomvandlingseffekt konstaterats, vilket innebär att temperaturuppehållet förorsakats av en pseudoterniek effekt.

Detta sätt beskrives nu närmare med hjälp av exempel.

Följande tabell anger ett tröskelvärdes To optimalvärden på grundval av stafisk bearbetning av avkylningskurvorna för smälta metallprover för några värden av T, ÅR och t enligt ekva- tion 1. m, °c 2:e, °0 1:, sek. fo, sek. 1510 1:- 5 1:. 1510' 12 5 1510 5 i i 12 c 1510 e 20 5 5 1510 ' 12 12 e 1510 2 20 12 s 1525 i L: 5 s 1525 i 12 5 e 1525' 12 2 e 1525 i 20 5 6 1525 12 12 _ e- 1525 i 20 12 5 _10 I ovanstående tabell angivna samband får inte betraktas som de enda möjliga.

Exemnel 4 Ett temperarutuppehåll, vars varaktighet 71 år # sekunder registreras vid en netalltenpnratur Tq enligt íig. 4, som år 154000. Ben under hela mitperíoden registrerade maximala tempe- raturen T1 är 1522°C så att ßT=12O. Tiden från temgereturmät- Blalï ningens begynnelse tills ett temperaturfell uppträder, är t4=5 se- kunder. Enligt ovanstående tabell är trösE:lvärdet TO4 för de 7807272-5 É sekunder. 'ïïlfäïtligen :ter ett beslff, *u rivna parametrarna e 1 ilingseffeït foreli§¿er. --- _ - . -- --l- .-, »_ ' - " .-. V.. som aetyrer att ei termisk ia.cu.

Ehzennnel. 4 Ett temperaturuppehåll med en varaktighet av T =4 s re- gistreras vid en temperatur T2=151O°C, se fig. 2. Under tempera- turmätperioden registreras en högsta temperatur av T2max=155O°C.

Tiden tg från mätperiodens begynnelse är 5 s. Enligt tabellvär- dena är tröskelvärdet 702 för de givna parametrarna 5 s. I detta fall konstateras därför att ingen termisk fasomvandlingseffek, föreligger. Vid dessa värden av temperaturuppehållets parametrar för termisk fasomvandlingseffekt godkännes endast temperaturuppe- håll på mera än 5 s.

Exemgel 5 Ett temperaturuppehâll med en varaktighet r5=4 s registre- ras vid en temperatur T5=¶51O°C enligt fig. 5. Den högsta upp- mätta temperaturen under mätpeiioden var T5maz=1522°C. Tiden efter temperaturmätperiodens begynnels är 5=12 s. Enligt ta- bellen erhålles för de givna parametrarna ett tröskelvärde To5=6 s.

Därför konstateras frånvaron av en termisk iasomvandlingseffekt.

Exempel 4 Ett temperaturuppehåll med en varaktighet av T4=4 s. re- gistreras vid en temperatur T4=1525°C enligt fig. 4. Högsta tem- peraturen under mätrerioden var T4maX=1557°C. Tiden från denna periods början är t4=5 s. Enligt tabellen blir tröskelvärdet för de givna parametrarna T¿4=6 s. Därför konstateras att ingen ter- misk fasomvandlingseffekt föreligger.

Exemgel 5 ¶ Vid en temperatur T =1525°C enligt fig. 5 registreras ett temperaturuppehåll under t5=12 e. Den under mätperioden högsta uppmätta temperaturen är T5maX=1557°G. En tid t5= 12 s. har för- flutit sedan mätperioden började. Enlifit tabellen gäller då tröskelvärdet TO5=8 s. Följaktligen konstateras en termisk fasøm- vandlingseffekt.

En anordning för att medelst det ovan beskrivna sättet ur- skilja äkta termiska fasomvandlingseffekter under pågående avkyl- ning av metaller innehåller följande organ. En signalomvandlare 1 enligt fig. 6 omvandlar temperaturvärden till en digital pulskod, varvid signalomvandlarens ingång är ansluten till en inte visad temperaturrännare, som exempelvis kan vara ett termoelement. gm- 7807272- 5 3 . vandlaren har två utgångar, se nedan. I anordningen ingår även en taktpulsgenerator (klockpulsgenerator) 2, ett synkroniserings- steg 3, en.reversibel räknare 4, ett huvudregister 5, en träskel- räknare 6, en mätperiodräknare 7, ett hjälpregister S, en tids- intervallsräknare 9, en tenperaturinkremonträknare 10 ooh en fïv- teckenväljare 11 för en termisk fasomvandllngsefïešts förteoken.

Signalomvandlarens 1 redan nämnda utgångar 15 ooh 14 är anslutna till var sin ingång hos synkroniseringssteget 5, som dessutom har en tredje ingång, vilken.är ansluten till taktpuls- generatorns 2 utgång 15. Synkroniseringssteget 5 har dels en ut- gång 16_íör synkroniserade taktpulser, som är ansluten till de båda räknarnas 7 ooh 9 ingångar, dels en utgång 1? så kopplad att tröskelråknarens 6 och den reversibla räknarens 4 insignaler sum- meras, ooh dels en tredje utgång 18 så kopvlad, att dessa räknares 4 och 6 insignaler subtraheras. Den reversibla räknaren 1 oåda 4-har en iníormationsutgång, som är ansluten till en informations- ingång hos huvudregistret 5. Tröskelräknaren 6 har överflödesut- gångar 20, 21, som avger styrsignaler till de båda registren 5 och 8 och till begynnelseinställníngsingëngar hos tidsintervallräkna- ren 9. Tröskelräknaren 6 har en överflödsutgång 21 ansluten till en ingång hos temperaturinkrementräknaren 10. Hätperiodräknaren 7 har en inïormationsutgång 22 ansluten till hjälpregistrets 8 in- formationsingång. De ovannämnda elementen 5, 8, 9 och 10 har in- formatíonsutgångar 26, 25, 2% resp. 25, vilka alla är anslutna till var sin ingång hos förteckenväljaren 11 för termiska fasom- vandlingseiíekters förtecken. Denna väljares 11 utgång 27 är kopplad att åstadkomma att tidsintervallråknaren 9 och tröskel naren 6 räknar blockerande insignaler. 2 Pig. ? visar en avkylningskurva, med vars hjälp anordning- ens verkninassätt förklaras nedan. _ Fig. 8 visar en variant av signalomvandlaren för A/D-om- vandling, dvs. omvandling av en analog signal till en digital pulskod._ Analogsignalen är en signal, som.innehåller information om metalltemperaturen vid.metallens avkylning. I detta fall kan en ingång 12 enligt fig. 6 mekaniskt kopplas t.ex. med kontaktar- men (det rörliga uttaget) i en automatisk potentiometer, som av en-temneraturkännare matas med en kontinuerlig signal. Signalen-, vandlaren 1 enligt fig. 8 innehåller en nätskala med transparenta märken 29 omväxlande med icke transparenta märken 50 av samma J "7a072124s bredd, Antalet märken bestämmer onvandlarens 4 uçplëeninçsför- måga. Dessutom innehåller onvandlaren tvi fotodioder 54, 32 och en skalbelysningslampa 55 anordnade på en gemensam hållare 34.

Fotodioderna 54 och 52 är anordnade på ett inbördes avstånd lika med märkenas 29, 50 bredd (sidledes i fig. 8). mekaniskt kopplad med potentioneterns 56 kontaktarm (rörliga ut- tas) 55- Signalomvandlaren 4 innehåller dessutom två Schmitt-Yippor 57, 58, två pulsformare 59, 40 för de från vippan 58 kommande signalernas stigande flanker (framkanter) och två grindar 44, 42 för att välja kodpulser motsvarande de positiva och negativa tem~ peraturinkrenenten i avkylningskurvan (temperatur i beroende av tiden).

De båda Schmitt-vippornas 57, 58 ingångar är anslutna till var sin fotodiod 54 resp. 52. Schmitt-vippen 57 har en nollingâng, som är ansluten till de båda grindarnas 44, 42 styringångar.

Vippan 58 har dels en till den ena nulsformaren 59 ansluten ett- utgång och dels en till den andra pulsformarens 40 ingång anslu- De båda pulsformarnas 59, 40 utgångar är anslut- Hållaren 54 är ten nollutgáng. na till var sin grinds 44, 42 signalingångar. 44, 42 avger signalonvandlarens 4 kodpulser i format (formändrat) De båda grindarna skick.

Signalomvandlaren 4 kan dock även vara utfërd på annat sätt.

*IJ ig. 9 och 40 visar tidsdiagram för omvandlarens 4 verk- ningssätt vid positiva och negativa temperaturinkrement.

Fig. 44 visar ett lämpligt utförande av synkroniserings~ steget 5.' Detta innehåller ett fördelande element 43 för fördel- ning av taktpulser och två synkroniseringselement 44, 45 för syn- kroniserande kodpulser. Fördelarelementet 45_innehåller en biste- bil vippa 46 för fördelning av taktpulser, en grind 47 för bildan- de av synkroniserade taktpulser och en andra grind 48. Vïppan 46 matar de båda grindarnas 47, 45 styringångar. De båda grindarnas signalingångar är direkt förbundna med varandra odh med vippans 46 räkneingång, som samtidigt utgör en ingång hos synkroniserings- steget E» för talctggeneratorns 2 (fig. 6) taktpulser. Grindens 47 utgång utgör en utgång 46 enligt fig. 6 för synkroniseringsste- I de båda kodpulssynkronise- gets 5 synkroniserade taktpulser. rande elementen 44, 45 ingår bistabila vippor 49, 50 för lagring 7so72v§Äàl 5 ' 'lo av kodpulser¿ bistabila buffertvippor 51, 52, OCH-grindar 55, 54 I odh grindar 55, 56, som avger synkroniserade kodpulser.

Vippans 49 ettsignalingång utgör samtidigt en av synkroni- seringsstegets 5 ingångar för kodpulser, som motsvarar ett posi- tivt temperaturinkrement på metallens avkylningskurva. Vippans 50 ettsignalingång utgör en annan av stegets 5 ingångar, nämligen för kodpulser motsvarande negativa temperaturinkrement.

Två av OCH-grindens 55 ingångar är förbundna med vippans 49 ettsignalutgång och vippans 51 nollsignalutgång. Två av grin- dens 54 ingångar är förbundna med vippans 50 ettsignalutgång och vippans 52 nollsignalutgång. De båda grindarnas 55, 54 tredjep ingångar är förbundna med varandra och med grindens 48 utgång, som avger det fördelande elementets 45 synkroniserande taktpul- ser och som är förbunden med den till elementet 4% hörande grin- dens 55 ena ingång ocn med den till elementet 45 hörande grin- 5 dens 56 ena ingång. Dessa båda grindars 55, 56 andra ingångar är förbundna med var sin vippas 51 resp. 52 ettsignalingång.

Grindarnas 55 och 5G-utgångar är anslutna till var sin vippas 51 resp. 52 ettsignalingàng. Grindens 55 utgång är förbunden med vippornas 49 och 51 nollsignalingångar och utgör den ena av det synkroniserande stegets 5 utgångar 1? enligt íig. 6, varvid nämnda ingångar matas med synkroniserade kodpulser, som motsva- rar positiva temperaturinkrenent på metallens avkylningskurva.

Grindens 56 utgång enligt rig. 11 är förbunden med vip- _ pornas 50 och 52 nollsignalingångar och utgör stegets 5 andra ut- gång 18eenli5t-iir. 6, varvid dessa ingångar matas med synkroni- .serade kodpulser, som motsvarar ett negativt temperaturinkrement av nämnda avkylningskurva.

I Figt 12 visar tidsdiagram för synkroniseringsstegets 5 verkningssätt, _ e Fig. 15 visar alternativa utföringsformer av väljaren 11 för den termiska fasomvandlingseffektens förtecken. Väljaren 5 innehåller dels en avkodare 57» vars ingångar utgör väljarens 11 ingångar; och dels en ELEER-grind 58 med ingångar, som är anslut- na till var sin av avkodarens utgångar, varvid grindens 58 utgång utgör väljarens 11 utgång 27 enligt fig. 6._ 7 7 Väljaren har följande verkningssätt. Den inte visade tem- peraturkännaren avger information om den sig avkylande metallens temperatur till signalomvandlarens 1 ingång 12, varvid omvandla- rens utgångar 15 och 14 avger en motsvarande digital pulskod. , _._~.__.J_ -.. _ _ 7807272-5 11 För varje elenentärt temperaturinkrement :vger antingen utwången 42 eller utvànïen 14 kodnulser till svnkronisexinfissteäet 5 / .. . i u - 9 alltefter tenperaturinkrementets färtecken. Betta steg 3 mottar o _” - dessutom taktïulser från taktgeneratorns utjsny 15 och avjer lör tidsíör/delning kodpulser och taktpulser, vilket är nöd'ändigt för att utesluta íelfunktion av anordningen. Synkroniserade q 15 och vid periodräk- taktpulser uppträder vid stegets 3 ut narens 7 ooh tidsintervallräknarens 9 räkneingângar. Synkroni- serade kodpulser, som motsvarar positiva temperaturinkrement, avges av synkroniseringsstegets 5 utgång 7 till tröskelräkna- rens 6 och den reversibla räïnarens 4 adderingsingångar (uppräk- nando ingångar). Hot negativa tenperaturinkrement svarande syn- kroniserade kodpulser avges av stegets 5 utgång 18 till de båda räknarnas 6 och 4 subtraherande ( nedräknande) ingångar.

I den reversibla räknaren a bildas en parallellkod av me- tallens temperatur. Tröskelr iaren 6 åstadkommer urvalet av lokala tengeraturinkrement och flödningsutgånçar 20, 21 avger yulser närhelst räknarens ingång- ar matas med ett antal kodpulser motsvarande en viss bestämd Räknarens 6 utgång 20 eller 21 avger således pulser är så utförd, att rëknarens över- tröskel feg. som anger att vissa positiva resp. negativa temperaturinkrement konstaterats. Dessa pulser tillföres tidsintervallräknarens 9 begynnelseinställningsíngångar och de båda registrens 5 och E styringångar. Den nyssnämnda utgången 24 avger till temperatur- inkrenenträknarens 10 räkneingång pulser, som motsvarar negativa temperaturinkrenent.

Före varge nätperiod àterställes periodräknaren 7 till sitt ursprungliga tillstånd, dvs. "nollställes". Det av räknaren utvisade värdet blir därför under pågående netallkylning propor- tionellt mot den tid, som förflutit från det att temperaturmät- perioden har igångsatts. Så snart endera av räknarens 6 utgångar 20 eller 21 därefter avger en puls till de båda registrens 5 och 8 ingångar, inmatas i huvudregistret 5 från periodräknarens 7 in- formationsutgâng 22 en kod, som är proportionell mot tiden från avkylníngsprocessens begynnelse till den tidpunkt, dàfiröskelräk- naren 6 framstegas. På samma sätt avger den reversibla räknarens d informationsutgång 49 till registret 5 en mot metallens tempe- ratur proportionell kod vid den tidpunkt, då tröskelräknaren 6 blir verksam. 7807272-5 12 Hjälpregistrets 8 informationsutgång 23 avger till en av väl- jarens 11 ingångar ständigt en kod, som är proportionell mot tiden från mätperiodens begynnelse. En mot den sig avkylande metallens momentana temperatur proportionell kod avges ständigt av huvudregist- rets 5 informationsutgång 26 till en annan ingång hos väljaren 11.

Temperaturinkrementräknaren 10 åstadkommer bestämning av ett temperaurinkrement i förhållande till den under en temperaturmätpe- riod uppmätta högsta temperaturen Tmax, se fig. 7. Innan denna mätpe- riod börjar, nollställes räknaren 10 (fig. 6). Tiden t (fig. 7) räk- nas från det ögonblick då temperaturkännaren nedsänkes i metallsmäl- tan och kurvdelen O-A motsvarar temperaturkännarens uppvärmning till smältans temperatur. För denna del O-A av avkylningskurvan enligt fig. 7, som motsvarar ett positivt temperaturinkrement, avger räknaren 6 pulser endast vid sin ena utgång 20. Därför tillföres inkrementräk- naren 10 inga framstegande pulser så att räknaren kvarstannar i sitt ursprungliga tillstånd.

På den mot ett negativt temperaturinkrement delen A-B av kurvan i fig. 7 avger tröskelräknarens utgång 21 pulser till inkrementräk- narens 10 räkneingång, så att denna räknare alstrar en kod, som är proportionell mot den i temperaturkurvan (avkylningskurvan) högsta förekommande temperatur Tmax.

Temperaturinkrementräknarens 10 informationsutgâng avger stän- digt information till förteckenväljaren 11, som utväljer den termis- ka fasomvandlingseffektens förtecken.

Tidsintervallräknaren 9 bestämmer tiden mellan de två tidpunk- terna för ett lokalt temperaturinkrements uppnående av det i för- väg bestämda varaktighetsvärdet to. Varje puls, som avges av någon av tröskelräknarens 6 båda överflödningsutgångar 20, 21, nollstäl- ler räknaren 9, som därefter börjar räkna en ny tidmätning genom att räkna taktpulser. Räknarens 9 informationsutgång 24 avger stän- digt information till förteckenväljaren 11.

Under pågående avkylning av metallen matas förteckenväljaren 11 alltså ständigt med information om metallens temperatur T, me- tallens temperaturinkrement AT, tiden t från mätperiodens begynnel- se och den tid rx som har förflutit efter den tidpunkt då ett tem- peraturinkrement har uppnått ett visst bestämt värde. I detta fall ändrar sig informationen om T, AT och t endast vid de tidpunkter, då ett temperaturinkrement uppnår det i förväg bestämda värdet eo.

Förteckenväljaren 11 är så utförd, att utgången 27 avger 7eo7272-s -v 4:) en styrsignal endast, om eller när den av tidintervallräknaren 9 bestämda värdet TX uppnår ett tr skelvärde to för ett temperatur- uppehålls varaktighet, varvid detta tröstelvärde är beroende av storheterna T, ÅE och t enligt ekvation (4).

Innan ett temperaturupyehlll ugptrïder, dvs. under O-A och A-3 i avkylningskurvan enligt rig. 7, nollställes tidsinter- vallräknaren 9 ständigt av trcskelräknaren 6, så att intervall- räknaren 9 inte uppnår ett värde lika med ett temperaturupnehålls tröskelvärde To. Under denna etanp av avkylningsprooessen avger iörteokenvgäljaren 11 därför ingen styrsignal. Om under avkyl- ningsprooessen ett temperaturugpehåll förekommer, vars positiva eller negativa temperaturinkrement inte švarstiger värdet eo, kan trïskelräknaren 6 inte flñda ïver. Om teïpcraturuppehållet har sådan varaktighet, att räknaren räknar tills värdet T¿ uppnås, vilket värde bestämmas av de vid tidpunkten för temperaturnppe- hållet beräknade värdena av T, AT och t, avger väl3arens 41 ut- ång en styrsignal till tröskelräknarens 6 och intervallrïknarens 1 blockeringsingångar (inniberingsingångar). Härigenom elimine- ras risken för ändring av informationen i räknarna 9 och WO samt i de båda registren 5 och 8. Den vid förteckenväljarens 14 ut- "Sr tills gång 2? uppträdande, nyssnämnda styrsignalen kvarstår 6. nästa mätperiod börjar. Att denna styrsignal uppträder, betyder att en termisk fasomvandlingsefíeït föreligger. Den information, som efter uppträdandet av styrsignalen är lagrad i huvudregist- ret 5, representerar en kod av metallens likvidustemperatur, var- vid denna information kan direkt tillföras en dator (hnvuddator}, en digital optisk indikator (display), en digital skrivare (tryck- verk} o.d. för presentation av en metalls parametrar, exempelvis av kolhalten. , Den i fig. 8 visade signalomvandlaren 1 arbetar på följan- de sätt, som lättare förstås i samband med diagrammen enligt fig. 9 och 10.

En automatisk potentiometers 56 kontaktarm (rörlig kon- takt) 55 rör sig parallellt med en till signalomvandlaren hörande hållares 54 rörelseriktning. En skalbelysningslampas 55 ljus träffar fotodioderna 51 och 52 och moduleras av mätskalans 23 längre ovan redan förklarade märken 29 och šO. Fotodioderna 51, 52 avger då signaler till var sin Schmitt-vipça 57 resp. 53. Här kontaktarmen 55 rör sig från vänster till höger i rig. 5, uppvi- t i oäebifzivz-làiil e 14 » sar fotodiodens 51 signal enligt fig. 9a en eftersläpning om en. fiärdedels period efter den andra fotodiodens 52 signal enligt rig. 9b. De av vippan 57 vid dess ett- och nollsignalutgângar avgivna signalerna enligt fig. 90 resp. 9d uppvisar då en efter- släpning med en íjärdedels period efter de vid den andra vippans' 58 ett- och nollsignalutgångar avgivna signalerna enligt fig. 9e resp. 9f. i En pulsformare 59 alstrar nulser enligt fig, 95 motsvaran- de den stigande flanken hos de pulser enligt íig. 9e, som till- föres från vippan 58; En annan pulsformare 40 alstrar pulser en- ligt fig. 9h motsvarande de stigande ilankerna av de från vippans 57 nollsignalutgång tillförda pulserna enligt fig; 9f. i Pulsformarna 59 och 40 enligt fig. 8 avger sina pulser en- ligt fig. 9g resp. rig. 9h till grinden 41 resp, 42. Vïppans 5?¶ nollsignalutgâng avger signaler enligt fig. 9d till dessa båda grindars 44, 42 styrsignalingångar. Såsom man kan se i fig; 9, spärras i detta fall grinden 41 i det ögonblicket då denna grinds signalingång mottar signaler, emedan grindens styringång matas med en spärrsignal, nämligen signalen från vippans 57 nollsignalnt- gång. I debögonblick då den andra grindens 42 signalingång mottar signaler, är eller blir denna grind däremot ledande, emedan dess styringång mottar en grindförberedande signal från vippans 57 nyssnämnda nollsignalutgång.

När potentiometerns kontaktarm 55 rör sig från vänster åt höger enligt fig. 8, avger grinden 44 inga signaler, se figÅ Qi.

De av den andra grinden 42 avgivna signalerna är signalonvandlarens 4 kodpulser, som motsvarar ett positivt temçeraturinkrement i_av- kylningsknrvan. i När kontaktarmen 35 däremot rör sig från höger åt vänster, avger fotoaioaen 51 ein signal enligt rig. 'noe en fjerdeaels geriod före fotodiodens 52 signal enligt rig. 10b, dvs. nu uppvi- sar diodens 52 signal en eftersläpning i förhållande till diodens 51 signal, i motsats till vad som är fallet när armen 55 rör sig åt motsatta hållet. I samband härmed avger vippan 5? förberedan- de styrsignaler till grindens 41 styringång vid de tidpunkter då pulsformaren¶59 avger sina pulser enligt fig. 10g till¶ signalingång. När från pulsformaren 40 kommande pulser enligt rig. 10h når grindens 42 signalingàng, mottar grin- _ .grindens 41 dens 42 styringång grindspärrande signaler.enlígt fig. 10d från 7807272- 5 '15 vippans 57 nollsignalutgånà.

Här kontaktarmen 55 rör sig från höger åt vänster enligt fig. 3, avger grinden 42 inga signaler enligt fíg. 10j, men grinden 41 avger signaler enligt fig. 10i till signalomvandlaren 1 i íorn av kodpulser, som motsvarar ett negativt temperatur- inkrement.

Det i rig. 11 visade synkroniseringsstegets 5 verknings- sätt förklaras nedan i samband med tillhörande tidsdiagram enligt fig. 12.

När generatorn 2 enligt fig. 6 avger taktpulser enligt íig. 12a till räkneingången hos det taktpulsfördelande elementets 45 vippa 46, se fig. 11, vippas denna vippa undan för undan och avger vid sin ettsignalutgång signaler enligt fig. 120 och vid sin nollsignalutgång signaler enfigt fig. 12b till var sin grinds 47 resp. 48 styringàng. Dessa grindars signalingàngar matas med generatorns 2 taktpulser 12a. Grindarna avger därför var sin pulsserie, varvid dessa pulsserier är inbördes tídsförskjutna.

Grinden 47 avger i detta fall synkroniserade taktpulser enligt rig. 12d, medan grinden 48 avger synkroniserande taktpulser en- ligt fig. 12e.

Dessa synkroniserade och synkroniserande taktpulser har samma pulsfrekvens fq resp. fâ, varvid fq = fe = åfo (2) där fo är de av taktpulsgeneratorns 2 utgång 15 enligt íig. 6 avgivna pulsernas pulsfrekvens.

De synkroniserade taktpulserna tillföres synkroniserings- stegets 5 utgång 16.

De synkroniserande taktpulserna tillföres det synkronise- rande elementets 44 (rig. 11) OCH-grind 55, och degandra synkroni- serande elementets 45 grindar 54 och 56.

Först nollställes alla vippor 49-52 medelst en inte visad nollställningstangent. Om signalomvandlaren 1 avger en mot posi- tivt temperaturinkrement svarande kodpuls enligt fig. 12f, ett- ställes vippen 49 till det i fig. 123 visade tillståndet. Efter denna ettställande vippning avger OCH-grinden 55 en puls enligt rig. 12h i det ögonblicket, då en synkroniserande taktpuls uppträ- der. Denna puls ettställer buffertvippan 51, se fig. 123, vari- genom grinden 55 blir ledande. När därefter en synkroniserande taktpuls enligt fig. 12e, 12i uppträder vid grindens 55 utgång; 7807272-5 alstras en synkroniserad kodpuls'enligt íig. 12k motsvarande ett positivt temperaturinkrement. Denna puls vidarebefordras till stegets 5 utgång 17 och till vippornas 49 och 51 ingångar. Den av vippans 51 nollutgâng till en av grindens 55 ingångar avgivna signalen enligt fig. 12i förhindrar, att en signal kan tillföras vippans 51 ettsignalinflång i den tidpunkt, då en puls tillföras vippans 51 nollsignalingång. Den synkroniserade kodpulsen noll- ställer vipporna 49 och 51, varigenom det synkroniserande elemen- tet 44 íörberedes på mottagning av nästa kodpuls.

Här detta element 44 är verksamt, kan det hända att kodpul- sen delvis sammanfaller i tiden med den synkroniserande taktpul- sen. I så fall kan en inadekvat puls 59 enligt fig. 12h avges av grinden 55, exempelvis en puls vars varaktighet eller amplitud är otillräcklig. Vippan 51 kan då förbli nollställd tills en annan synkroniserande taktpuls mottages av grinden 55. Vid tidpunkten för ankomsten av nästa synkroniserande taktpuls kan då vippans till- stånd inte längre ändra sig, och vid grindens 55 utgång uppträder då vid denna tidpunkt en andra, dock adekvat, puls 60 enligt fig. 1211, som eteseälier vippen 51. när en efterföljande synkronise- rande taktpuls enligt fig. 12e uppträder vid grindens 55 utgång, bildas en synkroniserad kodpuls enligt fig. 12k, som tillföras det synkroniserande stegets 5 utgång 17 (fig. 6), ooh samtidigt härmed nollställes vipporna 49 och 51.

På liknande sätt avger det synkroniserande elementets 45 grind 56 mot negativt temperaturinkrement svarande pulser till stegets 5 utgång 18 (fig. 6). ' De av grindarna 55 och 56 avgivna pulserna sammanfaller därför i tiden med de av det pulsfördelande elementets 45 grind 48 avgivna pulserna, varigenom tidsfördelning av de synkroniserade takt- och kodpulserna erhålles.

För att det synkroniserande steget 5 skall arbeta pålit- ligt, måste de synkroniserande taktpulsernas pulsfrekvens f2 vara två eller tre gånger högre än den högsta pulsfrekvensen fšmax av de från signalomvandlaren 1 kommande kodpulserna, alltså -fa s 5 fömax . (ö) Därför måste taktpulsgeneratorns 2 pulsfrekvens fo vara fo=zfzsefš (4) Väljaren för den termiska ïasomvandlingseffektens fiörtecken 11 enligt fig. 15 har följande verkningssätt. Under pågående J 7807272-5 47 metallavkylning överföres kodkofibinationer från de båda regist- rens 5 och G och de båda räknarnas 9 och 40 digitala informa- tionsutgângar till avkodaren 57. Sá snart någon av parametrar- nas T, AE, t och TX kodkombinationer satisfierar ekvation (1) och tillföres avkodaren 57 enligt fig. 15, avger en av avkodarens utgångar en signal via ELEER-grinden 58 till fërteokenväljarens 41 utçångsledning 27 enligt fig. 6.

Genom att man använder sig av metallavkylningsprocessens huvudparametrar på angivet sätt kan man särskilja (diskriminera) äkta termiska fasomvandlingseffekter och falska sådana (pseudo- effekter) även om temperaturuppehållen skulle ha samma varaktig- het. ï-ïan kan alltså. med hög pålitlighet konstatera och behandla äkta termiska effekter.

Claims (2)

7807272-5 . 18 Patentkrav

1. Sätt att från pseudoeffekter särskilja äkta termiska fasomvand- lingseffekter vid avkylning av en metall eller en metallegering. Under pågående avkylning mätes metallens temperatur (T) och den tid (t), som förflyter från det att en temperaturmätperiod har börjat. Dessutom mätes varaktigheten (T) av under avkylningen upp- trädande temperaturuppehåll, under vilka metalltemperaturen inte nämnvärt faller. Denna varaktighet jämföres med ett tröskelvärde (To) för varaktigheten, och medelst jämförelsens resultat konstate- ras förekomsten av en äkta termisk fasomvandlingseffekt i det fal- let att temperaturuppehållets uppmätta varaktighet överstiger det nämnda tröskelvärdet. Sättet uppvisar enligt uppfinningen följande k ä n n e t e c k e n. Metalltemperaturens skillnad (AT) i förhål- lande till den högsta under temperaturmätperioden uppmätta metall- temperaturen (Tmax) mätes. Det nämnda tröskelvärdet (To) beräknas (ekvation 1) som funktion av metalltemperaturen (T), den nämnda skillnaden (AT) och den från mätperiodens begynnelse förflutna ti- den (t), varvid nämnda jämförelse sker med det varaktighetströskel- värde, som beräknats vid tidpunkten för temperaturuppehållet.

2. Anordning för utövning av sättet enligt krav 1. En signalomvand- lare (1), som (vid 12) mottar en signal som representerar en sig avkylande metalls eller metallegerings temperatur (T), avger en temperatursignal i form av en digital pulskod. Ett för tidsfördel- ning av kod- och taktpulser anordnat synkroniserande steg (3) har ingångar anslutna till var sin utgång (13, 14) hos signalomvandla- ren (1), varvid dessa utgångar avger kodpulser, som.motsvarar posi- tiva och negativa temperaturskillnader. En reversivel räknare (4) är anordnad att alstra en mot den uppmätta metalltemperaturen sva- rande parallellkod och har adderande och subtraherande ingångar anslutna till var sin utgång (17, 18) hos det synkroniserande ste- get (3), vilka utgångar avger synkroniserade kodpulser motsvarande positiva och negativa temperaturskillnader. En tröskelräknare (6) är anordnad att mäta lokala temperaturskillnader och har adderande och subtraherande ingångar anslutna till det synkroniserande ste- gets (3) nämnda utgångar (17, 18). Denna_räknare (6) har en räknings- blockerande (inhiberande) ingång, som mottar en signal i det ögon- blick då en termisk fasomvandlingseffekt konstateras, och har två 7807272-5 19 överflödningsutgångar (20, 21), som avger pulser i det ögonblick, då lokaka positiva eller negativa temperaturskillnader når ett i förväg inställt värde. En intervallräknare (9) räknar tidsintervall från den tidpunkt, då den lokala temperaturskillnaden når ett i förväg inställt värde, och är med sin räkneingång ansluten till det nämnda stegets (3) utgång (16) för synkroniserade taktpulser. Denna intervallräknare (9) har dessutom dels förinställningsingångar an- slutna till var sin av tröskelräknarens (6) överflödningsutgångar (20, 21) och dels en räkningsblockerande ingång för mottagning av en signal vid den tidpunkt, då en termisk fasomvandlingseffekt]“mSta' teras.. Ett huvudregister (5) lagrar den mot metalltemperaturen sva- rande parallellkoden och har dels en informationsingång ansluten till den reversibla räknarens (4) informationsutgång och dels en huvudstyringàng för en signal, som styr informationsinmatningen in i huvudregistret. En mätperiodräknare (7) mäter den tid som förflu- tit från temperaturmätperiodens begynnelse och har sin räkneingång ansluten till det synkroniserande stegets (3) utgång (16) för syn- kroniserade taktpulser samt har en informationsutgång (22), som av- ger information om den nyssnämnda förflutna tiden. Anordningen har följande k ä n n e t e c k e n. Ett hjälpregister (5) är anordnat att i parallellkodform lagra information om tiden från mätperiodens begynnelse till den tidpunkt, då den lokala temperaturskillnaden uppnår ett i förväg inställt värde. Hjälpregistrets informationsin- gång är ansluten till mätperiodräknarens (7) informationsutgâng (22), och hjälpregistrets styringångar är anslutna till tröskelräk- narens (6) överflödningsutgångar (20, 21). En temperaturskillnads- räknare (10) bestämmer temperaturskillnaden relativt den under tem- peraturperioden högsta konstaterade temperaturen och är med sin räkneingång ansluten till tröskelräknarens (6) ena överflödnings- utgång (21). En för den termiska fasomvandlingseffektens förtecken avsedd förteckenväljare (11) har dels ingångar, som är förbundna med huvudregistrets (5), temperaturskillnadsräknarens (10), hjälp- registrets (8) och intervallräknarens (9) utgångar (26, 25, 23 resp. 24) och dels en utgång (27), som är förbunden med tröskelräknarens (6) och intervallräknarens (9) räkningsblockerande ingångar. Huvud- registret (5) har tvâ styringângar, som är anslutna till var sin av tröskelräknarens (6) överflödningsutgångar (20, 21).