SU1518749A1 - Устройство дл экспресс-анализа химического состава жидкого металла - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области термографического анализа физико-химических свойств металлов и сплавов и может быть применено в литейном производстве дл  ускоренного измерени  химсостава жидкого чугуна непосредственно у плавильного агрегата. Цель - повышение достоверности и точности измерени  химсостава жидкого чугуна. Устройство содержит термопару, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, буферный регистр, вычислительный блок, блок распознавани  признаков измерени , формирователь признака рекалесценции, блок цифровой индикации и блок сигнальных индикаторов. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что устройство дл  экспресс-анализа химсостава жидкого металла снабжено формирователем признака рекалесценции, первый вход которого подключен к выходной шине вычислительного блока, второй вход - к выходу блока распознавани  признаков измерени , а вход - второму входу блока сигнальных индикаторов, при этом формирователь признака рекалесценции состоит из схемы управлени , триггера, схемы совпадени , счетчика и дешифратора, включенных с остальными блоками устройства таким образом, что вход схемы сравнени  подключен к выходной шине вычислительного блока, вход триггера соединен с выходом блока распознавани  признаков измерени , а один и другой входы совпадени  св заны соответственно с выходом схемы сравнени  и выходом триггера, причем выход схемы совпадени  подключен к входу счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, подключенного выходом к второму входу блока сигнальных индикаторов. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к термографическому анализу физико-химических свойств металлов и сплавов и может быть применено в литейном производстве дл  ускоренного определени  химсостава металла, в частности чугуна , непосредственно у плавильного агрегата .

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности и точности результатов измерени  путем учета при-. знака рекалесценции.

На фнг.1 представлена блок-схема предлагаемог о устройства дл  экспресс аиали 1а химсостава жндкого металла; на фиг .. - термо раммы охлаждени  жидкого чугуна без признака рекалесценции и с признаком рекалесценции.

Устройство дл  экспресс-анализа химсостава жидкого металла (фиг.1) содержит последовательно включенные термопару 1, усилитель 2, аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 3 и буферный регистр 4, выход которого через параллельную шину передачи кода подключен к первому входу вычислительного блока 5 и первому входу блока 6 распознавани  признаков измерени , при этом выходна  параллельна  шина блока 5 св зана с первым входом блока 7 цифровой индикации и вторым входом блока 6, выход которог посредством радиальной шины подключен к второму входу блока 5, к второму входу блока 7 цифровой индикации и к первому входу блока 8 сигнальных индикаторов.

Блок 5 состоит из арифметического устройства 9, программного устройства 10, запоминающего устройства 11 блока 12 оптронных ключей, шифратора 13, выходного регистра 14 и блока 15 управлени , причем арифметическое устройство 9 выполн ет вычислени  под управлением блока 12 оптронных ключей, запоминающее устройство 11 предназначено дл  запоминани  кода текущей температуры, температур ликвидус и солидус. Программное устройство 10 формирует последовательность команд программ дифференцировани  и математической обработки результатов измерени , шифратор 13 формирует импульс +1сч на счетный вход программного устройства 10 и преобразует выходной семисегментный код арифметического устройства 9, включа  знак, в двоично-дес тичный код дл  последующей записи его в выходной регистр 14, блок 15 управлени  осуществл ет сброс и синхронизацию АЦП 3, буферного регистра 4, за- поминаюп1его устройства 11 , программного устройства 10 и некоторых других узлов устройства. Блок 6 состоит из схем 16 и 17 сравнени , таймера 18, триггера 19, счетчиков 20 - 22, дешифраторов 23 - 26, cxe 27 - 29 совпаденил и регистра 30 состо ни , причем схема 16 сравнени  анализирует код температуры Тгец на выполнение условий Ттел Тд1мк и , и Соответственно которым формирует два выходных строба, при этом первьш из них устанавливает в единицу триггер 19, что соответствует состо нию Начало измерени , а второй устанавливает в единицу один из разр дов

Q регистра 30 состо ни . Схема 17 сравнени  17 формирует импульс при обнаружении экстремума на термограмме, т.е. при условии равенства нулю всех разр дов выходного регистра 14 блока

5 5 в режиме дифференцировани , счетчик 20 фиксирует количество экстремумов термограммы, дешифратор 23 формирует импульсы признаков первого, второго и третьего экстремумов (точ0 ки Ь, с, d, фиг.2), таймер 18 формирует импульсы времени с заданной дискретностью , зависимой от геометрических размеров пробницы и скорости охлаждени  металла. Счетчик 21 счи5 тает текущее С тех от начала

до конца измерени , при этом подключенный к нему дешифратор 24 формирует импульсы характерных меток времени , ред, , 1пред12 « предг. соответствующих предельным временным интервалам от начала измерени  до момента фиксации температур , Т(, Тс, соответственно, счетчик 22 считает врем  продолжительности температурных площадок ликвидуса и солиду- са, а подключенный к нему дешифратор 25 формирует импульсы временных меток t t. , t a , определ ющих достаточную продолжительность площадок ликвидуса и солидуса, схема 27 совпадени  объедин ет выходы триггера 19, схемы 17 сравнени  и формирует импульс, поступающий на вход счетчика 20, схемы 28 и 29 совпадени  пропускают выходные импульсы таймера 18 на входы счетчиков 21 и 22, разр ды рег истра 30 состо ни  фиксируют признаки процесса измерени , дешифратор 26 формирует на выход блока 6 управл ющие стробы.

Кроме того, устройство содержит формирователь 31 признака рекалесценции , в котором вход схемы 32 сравнени   вл етс  первым входом формировател  и Соединен с выходной шиной

5 «блока 5, вход триггера 33  вл етс  I - - вторым входом формировател  и под- .

ключей к ныходу блока 6, а один и другой входы схемы 34 совпадени  св 0

5

0

5

0

5 1

заны соответственно с выходами триггера 33 и схемы 32 сравнени , при этом вьгхол схемы ЗА совпадени  подключен к счетному входу счетчика 35, выход которого соединен с входом дешифратора 36, выход которого  вл етс  выходом формировател  31 признака рекалесценции и подключен к второму входу блока 8 сигнальных индикаторов .

Устройство работает следующим образом .

После заливки жидкого металла в пробницу с встроенной термопарой 1, температура пробы металла преобразуетс  в термо-ЭДС, котора  усиливаетс  усилителем 2 до номинального значени . Сигнал с выхода усилител  преобразуетс  аналого-цифровым преобразователем 3 в последовательньпЧ число-импульсны} код, который поступает на вход буферного регистра А, где преобразуетс  в параллельный код Параллельный код с выхода буферного регистра 4 поступает на первый вход блока 6 и первый вход блока 5, результаты вычислени  которого параллельным кодом поступают на второй вход блока 6 и первый вход блока 7 цифровой индикации. Блок 6 анализирует характерные признаки термограммы охлаждени  жидкого чугуна (фиг.2) а именно: минимальной температуры пробы металла (точка а на фиг. 2), максимальной температуры пробы металла Twaitc (точка Ь), температуры ликвидус TL, (точка с), температуры солидус Т (точка d). В соответствии с указанными признаками на выходе блока 6 формируютс  строб Начало измерени  - при условии Т(,цц , где Т-,ек - текущее значение температуры, строб Начало охлаждени  - при условии Тнакс То, где То - пороговое значение температуры, определенное эмпирически, стробы Есть ликвидус, Есть солидус при услови х Тте,Т|, Tteit Т., соответственно . При отсутствии указанных признаков в течение некоторого предельного времени пре с момента начала изменени  на выходе блока 6 формируетс  строб Нет измерени .

Указанные стробы посредством радиальной шины поступают на другие блоки устройства, управл   их работой следующим образом. Блок 5 включаетс  в процесс измерени  по стро49 ,6

бу Начало измерени , при этом он пыполп ет программу дифференцироваdT .

НИН, вычисл   производную -т-х Т- о U

температура, t - врем ), текущее абсолютное значение которой с выхода блока 5 поступает на второй вход блока Ь, где служит признаком экстремальных точек термограммы при условии

1

. По стробу Есть ликвидус блок

а L

5 запоминает на внутренних регистрах

значе ние Т(.. По стробу Есть солидус блок 5 запоминает значение Те, и переключаетс  на выполнение программы расчета углеродного эквивалента СЕ,,, содержание углерода С% и кремни  Si% по значени м Т и Тс,. Результаты вычислени  индицируютс  блоком 7 цифровой индикации до начала следующего измерени . Все без исключени  управл ющие стробы поступают на первьй вход блока 8 сигнальных индикаторов , который показывает динамику из- мерительно-го процесса посредством точечных индикаторов: ликвидус, СЕ%, С%, Si%, нет измерени  и т.д. Формирователь 31 признака рекалесценции включаетс  в работу параллельно с блоком 6 по стробу Начало охлаждени , который с выхода блока 6 поступает на вход триггера 11, в результате чего на его выходе

устанавливаетс  уровень 1, что подготавливает схему ЗА совпадени  к приему сигнала с выхода схемы 32 сравнени , котора  будучи подключенной к выходу блока 5, анализирует значеdT

ние производной т-, при этом импульс

на выходе схемы 32 сравнени  формируетс  при положительном значении знаjrp

ка производной и при условии ) If 1

где oi - некотора  порогова  константа , определ ема  эмпирическим путем. Строб с выхода схемы ЗА совпадени 

поступает на вход счетчика 35, Состо ние счетчика анализируетс  дешифратором 36, на выходе которого формируетс  строб признака рекалесценции, что соответствует условию/ Т 1 С (точки

е, f, фиг.2). Указанный сигнал поступает на второй вход блока 8 сигнальных индикаторов и включает индикаторы рекалесценци  и флльш-измерени . Таким образом, исключаетс  ложное измерение и, следовательно, повышаетс  точность определени  химсостава жидкого чугуна.

По сравнению с известным устройст- вом предлагаемое устройство обеспечивает более достоверное и точное измерение химсостава жидкого чугуна и позвол ет за счет этого повысить качество лить  и производительность ли- тайного оборудовани .

Claims (2)

1. Устройство дл  экспресс-анали- за химического состава жидкого металла , содержащее последовательно соединенные I epMonapy, усилитель, а}шло- го-цифровой преобразователь и буферный регистр, выход которого через па- раллельную шину передачи кода подключен к первому входу блока распознавани  признаков измерени  и первому входу вычислительного блока, выход которого параллельной шиной соединен с первым входом блока цифровой индикации и вторым входом блока распознавани  признаков измерени , выход коюро го посредством радиальной шины подключен к второму входу вычислитель- Hoi o блока, второму входу блока цифровой индикации и первому входу блока сигнальных индикаторов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности и точности результатов измерени  путем учета признака рекалесценции, оно снабжено блоком формировани  признака рекалесценции , первый вход которого подключен к выходной параллельной шине вычислительного блока, второй вход - к выходной шине блока распознавани  признаков измерени , а выход - к второму входу блока сигнальных индикаторов.

2. Устройство по П.1, о т л и - ч а ю щ е е с   тем, что блок формировани  признака рекалесценции состоит из схемы сравнени , триггера, схе- ы совпадени , счетчика и дешифратора , при этом вход схемы сравнени   вл етс  первым входом блока формировани  признака рекалесценции, втгфой вход которого  вл етс  входом триггера , а выход последнего  вл етс  одним входом схемы совпадени , другой вход которой св зан с выходом схемы сравнени , при этом выход схемы совпадени  через последовательно соединенные счетчик и дешифратор подключены к выходу блока формировани  признака рекалесценции.

ш

Ф0г.1

пин

фиг. 2