SU1004000A1 - Измерительное устройство - Google Patents

Description

(Sj) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относитс  к литейному производству и может быть использовано в лаборатори х литейных цехов дл  экспресс-анализа длительности твердени  св зующих материалов, стержневых смесей и стержней. Известно устройство дл  определени длительности твердени  св зующих материалов за счет регистрации изменени  электрической проводимости в процессе затвердевани , состо щее из датчика электропроводности и измерительной схемы 1. Однако измерительна  схема обеспечивает только измерение и запись на диаграммной ленте контролируемого параметра дл  случа  тепловой сушки св зующего. Использовать это устройство дл  определени  длительность твердени  смесей или стержней, отверждаемых газообразными катализаторами не представл етс  возмок ным, так как оно не может осуществл ть логические операции, св занные с управлением процессом затвердевани . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, состо щее из датчика электрической проводимости, установленного в емкости со стержневой смесью, измерительной схемы и командоаппарата , который осуществл ет включение измерительной схемы и управл ет подачей газообразного катализатора в межэлектродное пространство датчика. Устройство обеспечивает не только регистрацию элe Ktpичecкoй проводимости стержневой смеси в процессе твердени , но и осуществл ет частичную автоматизацию процесса , измерени , управл   электромагнитными клапанами подачи газообразного катализатора f Й-. Недостатками этого устройства  вл ютс  необходимость переналадки параметров схемы измерительного устройства при изменении исходной электрической проводимости св зующего материала , низкий уровень автоматизации процесса измерени  и отсутствие возможности введени  получаемой информации в систему сбора информации ( ЛСУ дл  обработки ее на ЭВМ и управлени  процессом твердени  стержней на производ ственных участках. Цель изобретени  - автоматизаци  процесса измерени , повышение точности , надежности и скорости измерени , а также ввода результатов измере ни  в систему сбора информации. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измерительном устройстве, состо и ем из датчика измерительной схемы и крмандоаппарата в измерительную схему введены элементы контрол  работы, ана лого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом датчика первый, второй и третий регистры пам  ти, входы которых соединены с выходом аналого-цифрового преобразовател , элемент сравнени , счетчики времени и длительности цикла, триггеры пуска и цикла, индикаторы с дешифраторами. формирователи, элементы И, ИЛИ, ключи и генератор импульсов, причем с командоаппаратом соединены первый формирователь импульсов, выход которого вместе с выходами элементов контрол  работы поступает на вход многовходового элемента И, и самопишущий регист рирующий прибор, вход которого как и вход порогового элемента И соединен : с входом триггера пуска, выход которого через ключ соединен с входом счетчика времени, св занного с индика тором и системой сбора информации, а через второй формирователь импульса соединен с входом 3aпo инaниe первого регистра, через элементы ИЛИ - с входами Сброс второго и третьего регистра, счетчика длительности цикла и элемента сравнени , кроме того, выход второго формировател  через упом  нутый элемент ИЛИ и элемент задержки св зан с входом триггера цикла, выход которого через ключ соединен с входом счетчика длительности цикла, выход которого через ключ соединен с входом счетчика длиteльнocти цикла, а через третий формировйтель импульса с входом Запоминание второго регист ра, кроме того, счетчик длительности цикла через дешифратор и еще один формирователь св зан с входом Запоминание третьего регистра, входом Сброс триггера цикла и через элемент задержки - с входом элемента срав нени , чьи входы сравнени  соединеы с выходами второго и третьего реистров , а выход неравенства соединен другим входом упом нутого элемена ИЛИ, выход равенства соединен с коандоаппаратом и через другой элеент ИЛИ соединен с входом Сброс риггера пуска, кроме того, аналогоифровой преобразователь, первый и ретий регистры соединены со своими лементами индикации и системой сбоа информации, командоаппарат через лементы ИЛИ соединен с шиной Сброс, генератор импульсов через упом нуые ключи соединен с входами счетчиов времени и длительности цикла, Устройство обеспечивает измерение лектрофизических параметров ( электриеской проводимости, ЭДС) св зующих атериалов, стержневых смесей и стержней . на чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство состоит из командоаппарата 1, на вход которого поступает сигнал 2 Пуск. Командоаппарат 1 имеет несколько выходов, предназначенных дл  отработки необходимых действий по включению и выключению исполнительных механизмов, например клапанов продувки, источников питани  электровентил торов, нагревательных элементов и др. Последовательность включени  исполнительных механизмов определ етс  технологическими операци ми , сопровождающими затвердевание смесей или стержней. ||ри определении длительности твердени  стержней, 9верждаемых в нагреваемой оснастке, необходимо включение нагревательных элементов и поддержание посто нной темтемпературы . В случае отвер)хдени  стерх ней и смесей продувкой газообразными катализаторами необходимо управл ть открытием и закрытием клапанов подачи катализатора и воздуха дл  ftp продувки и т.д. Из этих выходов командоаппарата на чертеже изображен один - выход 3 включени  измерительного устройства. Этот выход соединен с одним входом эле„ента ИЛИ i, входом формировател  5 одиночного импульса и входом включени  самопишущего регистрирующего прибора 6. Выход формировател  5 попадает на один из входов многовходового элемента И 7, другие входы которого соединены с элементом 8 контрол  температуры , элементами 9 блокировки и выходов

порогового элемента 10 контрол  качества стержневой смеси, соединенного с дат чиком 11 измерени  параметров смеси. Датчик 11 соединен с самопишущим регистрирующим прибором 6 и аналого- j цифровым преобразователем ( АЦП ) 12, который, в свою очередь, соединен с индикатором 13, отображающим состо ние , выхода АЦП 12. Выход элемента И 7 соединен с входом триггера , разре- 10 шающий выход которого соединен с одним из входов элемента И 15 и входом формировател  16 импульса. Другой вход элемента И 15 соединен с выходом генератора 17, выход элемента И 1515 соединен с входом счетчика 18 времени состо ние которого отображает дешифратор-индикатор 19. Выход формирова- , тел  1б соединен с входом Запоминание hepooro регистра 20, вход кото- м рого соединен с выходом АЦП 12, а выход - с элементом 21 дешифрации информации . Кроме того, выход формировател  16 соединен с одним из входов элемента ИЛИ 22, выход которого соеди- 25 нен с входом элемента 23.задержки и одним из входов элемента ИЛИ 2, выход которого попадает на входы Сброс второго регистра 25, третьего регистра 26, элемента 27 сравне- JQ ни  и счетчика 28. Выход элемента 23 задержки соединен с входом триггера 29, разрешающий выход которого соединен с первым входом ключа И,30, второй вход которого соединен с генератором 17, а выход - с входом счетчика 28. Кроме этого, выход 31 триггера 29 соединен с входом формировател  32 импульса, выход которого соединен с входом Запоминание второго регистра 25, вход которого, также как и вход третьего регистра 2б соединен с выходом АЦП 12. Счетчик 28 соединен с дешифратором 35 и формирователем 3 импульса, выход которого соединен с входом Сброс тригге- ра 29, с входом Запоминание третьего регистра 2Ь, отображаетс  соединенным с ним элементом 36. Элемент 27 имеет два входа, соединен ных с выходами второго регистра 25 и третьего регистра 25, а также два выхода - выход неравенства, соединенный со вторы| в ходом элемента ИЛИ 22, и выход равенсш : сравниваемыхМИ сел 37, паетупаквдий-на элемент ИЛИ 38, выход которого соединен со входом Сброс триггерздм 14, а второй вход элемента ИЛИ 3 -соединен с выходом ИЛИ h, который соединен также с входами Сброс счетчика 18 первого регистра 20 и вторым входом элемента ИЛИ 2k. На второй вход ИЛИ и командоаппарат поступает внешний сигнал Сброс 39. Параллельно индикаторам 13, 1, 21 и 36 может быть подключена система сбора информации {(АСУ)) дл  съема приказаний и автоматического управлени  процессами стерневого отделени .

Устройство работает следующим образом .

Датчик электрической проводимости .(любое из указанных устройст«, вход щий в измерительное устройство (см. чертеж, поз. 11), погружает командоаппарат , который осуществл ет все необходимые дл  твердени  смеси технологические операции и одновременно подает сигнал 3 включени  измерительного устройства. По этому сигналу устройство подготавливаетс , к работе, так как регистры 20, 25 и 2б, элемент 27, сметчики 18 и 28, триггер 4 принимают исходное со ,сто ние.

По сигналу 3, кроме того, срабатывает формирователь 5 и включаетс  в работу регистрирующий прибор 6. Выхо .ной импульс формировател  5 вместе %

Сигналами элементов 8-10 поступает 5 на вход И 7. Наличие сигналов 8-Iff свидетельствует о готовности к работе всех блоков устройства.

Это означает, что температура в шахте печи соответствует заданному значению, шахта герметично закрыта, а срабатывание порогового элемента 10 качества смеси свид тельствует , что датчик 11 погружен в стержневую смесь. Таким образом, элементы 8-10 предотвращают возможность ложного срабатывани  устройства в случае отсутстви  смеси или несоответстви  значени  температуры заданному , с выхода элемента 7 импульс попадает на триггер Н,который срабатывает, что обеспечивает открытие ключа 15 и срабатывание формировател  16. Через ключ 15 импульсы генератора 17 начинают поступать на вход счетчика 18, состо ние которого преобразуетс  в удобную дл  наблюдени  форму (секунды, минуты / и отображаетс  элементом 19,. на котором начинаетс  отсчет времени измерени . Этот элемент в течение осуществлени  всего цикла измерени  пока10 зывает текущее врем  от начала из-, мерени  длительности твердени . Остановка отсчета времени на элемен .те 19 происходит в момент завершени  процессов твердени . Сработавший формирователь 16, в свою очередь, вырабатывает импульс, котбрый обеспечивает запоминание регистром 20 состо ние выхода шин АЦП 1 в начальный момент измерени  и через элементы ИЛИ 22 и 2 дублирует сигнал сброса, а через элемент 23 задержки вызывает срабатывание три|- гера 29. На элементе 21 индуцируетс  значение исходной электрической проводимости смеси в момент начала твердени , записанное в регистре 20. Это значение остаетс  на индикаторе 21 в течение всего цикла твердени  и сбрасываетс  только лишь после поступлени  сигнала Сброс 39 означающего, что все измерени  завершены . Срабатывание триггера 29 открывает ключ 30, через который импульсы генератора 17 начинают поступать на вход счетчика 28, одновременно срабатывает формирователь 32, импульс которого обеспечивает запоминание на регистре 25 состо ни  выхода АЦП 12. Затем счетчик 28 отрабатывает задержку времени, необходимую дл  того, чтобы электрическа  проводимость смеси изменилась в процессе твердени  на величину, определ емую нужной точностью измерени . После этого срабатывает дешифратор 33 и формирователь 3. Выходной импульс формировател  3 срабатывает триггер 29 в исходное состо ние, обеспечивает запоминание на третьем регистре 26 значени  выхода АЦП 12 и через некоторое врем , определ емое параметрами элемента 35 импульс поступает на элемент 27 срав нени . В зависимости от состо ни  регистров 25 и 2б элемент 27 сравнени  вырабатывает импульс неравенст ва или равенства сравниваемых значений . При этом сигнал неравенства поступает на вход ИЛИ 22, вызыва  сбро элементов в исходное состо ние срабатывание триггера 29 и повторени цикла измерени  и сравнени . Сигнал неравенства вырабатываетс  элементом 27 в том случае, когда про

Claims (2)

1. цесс затвердевани  св зующего материала еще не завершилс  до конца. Лри этом величина электрической проводиПредпагаемое устройство позвол ет осуществл ть контроль дальнейшего измерени  электрической проводимости 0 смеси за врем , прошедшее между двум  соседними измерени ми, уменьшаетс . Циклы измерени  повтор ютс  до тех пор, пока св зующее вещество полностью не затвердеет. В этом случае величина электрической пригодности перестает измен етьс  за врем , прошедшее между двум  соседними измерени ми . При этом элемент 27 сравнени  выдает сигнал 37 равенства,который через элемент 38 сбрасывает в исходное состо ние триггер 1А, что вызывает остановку счетчика 18. Одновременно с этим сигнал 37 поступает на командоаппарат, который прекращает подачу газообразного катализатора в датчик и обеспечивает продувку образца смеси воздухом( в случае затвердевани  стержней при продувке газообразным катализатором. При регистрации длительности твердени  смеси холодного или гор чего твердени  командоаппарат 1 включает лишь сигнал о завершении процесса измерени . Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает изме рение величины электрической проводимости или ЭДС стержневой системы в течение всего процесса затвердевани . В момент времени, соответствующий полному затвердеванию смеси измерение электрической проводимости прекращаетс  и одновременно с этим автоматически прекращаетс  работа измерительной схе- мы. На индикаторах устройства фиксируетс  исходна  электрическа  проводимость смеси на индикаторе 21), врем , 8 течение которого смесь затвердела на индикаторе 19) и значение электрической проводимости смеси в момент полного затвердевани  (на индикаторе 3). Предлагаемое устройство обеспечивает получение информации на только О длительности затвердевани  смеси, но и о необходимой дл  определени  диапазона изменени  электрической проводимости. Диапазон изменени  элект рической проводимости необходим дл  оптимизации процесса изготовлени  стержней и стержневых машин, так как позвол ет исключить вли ние масштабного фактора (, габаритов стержн ) при определении оптимальной длительности твердени . смеси поеле достижени  минимума элек ропроводности. Обеспечиваетс  это ре гистрирующим прибором 6, который про должает работать и после прекращени  цикла измерени , и индикатором 13. Обща  остановка устройства осущес вл етс  после поступлени  команды Сброс .39. При этом все- элементы сх мы сбрасываютс  в исходное состо ние и регистрирующий прибор 6 останавливаетс . Благодар  тому, что информаци , поступающа  индикаторы 13, 19 21 и 36 может передаватьс  в систему сб ра информации ( АСУ) предлагаемое уст ройство позвол ет обеспечить управле ние стержневыми машинами, изготавливающими стержни, использу  средства АСУ. Практически каждый новый замес смеси, прежде чем она поступит в стерж невое отделение может быть испытан с помощью предлагаемого устройства и . полученна  информаци  позволит осуществить коррекцию режима затвердева ни  стержн  с целью оптимизации процесса его изготовлени . Формула изобретени  Измерительное устройство, состо щее из датчика, измерительной схемы и командоаппарата, отличающеес  тем, что, с целью автоматизации процесса измерени , повышени  точности, надежности и скорости измерени , а также ввода результатов измерени  в систему сбора инфор- мации, в измерительную схему введены элементы контрол  работы, аналоГ9 цифровой преобразователь, вход ко торого соединен с выходом датчика; первый, вторрй и третий регистры пам ти , входы которых соединены с выходом аналого-цифрового преобразовател , элемент сравнени ; счетчики времени и длительности цикла, триггеры пуска и цикла; индикаторы с дешифраторами , формирователи, элементы И, ИЛИ, ключи и генератор импульсов , причем с командоаппаратом соединены первый формирователь импульсов , выход которого вместе с выходами элементов контрол  работы поступает на вход многовходового элемента И, и самопишущий регистрирующий прибор, вход которого также кок и вход порогового элемента И соединен с входом триггера пуска, выход которого через ключ соединен с входом счетчика времени,, св занного с индикатором и системой сбора информации, а через второй формирователь импульса соединен с входом Запоминание первого регистра, через элемент-ы ИЛИ с входами Сброс второго,и третьего регистра, счетчика длительности цикла и элемента сравнени , кроме , того, выход второго формировател  мерез упом нутый элемент ИЛИ и элемент задержки св зан с входом триггера цикла, выход которого через ключ соединен с входом счетчика длительности цикла, а через третий формирователь импульса - с входом Запоминание второго регистра, кроме того, счетчик длительности цикла через дешифратор и еще один формирователь св зан с входом Запоминание третьего регистра, входом Сброс триггера цикла и через элемент задержки с входом элемента сравнени , чьи входы сравнени  соединены с выходами второго и третьего регистров, а выход неравенства соединен с другим входом упом нутого элемента ИЛИ, выход равенства соединен с командоаппаратом и через другой элемент ИЛИ соединен с входом Сброс триггера пуска, кроме того, аналого-цифровой преобразователь, первый и третий регистры соединены со своими элементами индикации и системой сбора информации , командоаппарат через элементы ИЛИ соединен с шиной Сброс, а генератор импульсов через упом нутые ключи соединен с входами счетчиков времени и длительности цикла . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Определение скорости тверде Литейни  св зующих материалов. k. ное производство, 1379, N с. 12-13.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2689729/22-02, „ кл. В 22 С 19/0, 1978.