SU1571421A1 - Устройство дл измерени температуры - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термометрии и позвол ет повысить точность измерени  в печах индукционного нагрева за счет исключени  вли ни  помех, наводимых током нагрева печи, и обеспечени  непрерывной индикации величины измер емой температуры. Расплавление металла в тигле 1 происходит за счет пропускани  тока высокой частоты от управл емого источника 6 тока нагрева через индуктор 2. Генератор 8 импульсов периодически отключает управл емый источник 6 на врем  T₁. Цифровой измеритель напр жени  5 регистрирует сигнал с размещенного в тигле 1 датчика температуры 3 в циклическом режиме с периодом цикла Τ. В моменты включени  индукционного нагрева формирователь 9 импульсов, св занный с выходом генератора 8, формирует разрешающий импульс на перезапись результата измерени  с выхода измерител  напр жени  5 в регистр 10 устройства индикации 7, содержащего также дешифратор 11 и индикаторное табло 12. Врем  отключени  тока нагрева T₁ выбирают из услови  T₁≤(T_K+2Τ), где T_K - врем  колебательного разр да печи. 3 ил.

Description

Фиг.1

Изобретение относитс  к термометрии и предназначено дл  измерени  температуры в электропечах индукционного нагрева в различных отрасл х промыт- лености.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  в печах индукционного нагрева за счет исключени  вли ни  помех, наводимых током нагрева печи, и обеспечени  непрерывной индикации величины измер емой температуры.

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы; на фиг, 3 - генера- тор импульсов.

Устройство содержит тигель 1, индуктор 2, датчик 3 температуры, соединительные провода 4, соедин ющие датчик 3 с входом цифрового измерите- л  5, управл емый источник 6 нагрева , устройство 7 индикации, генератор 8 импульсов, формирователь 9 импуль- CJDB, Устройство 7 индикации содержит регистратор 10 пам ти, дешифратор 11 и индикаторное табло 12,

Как показано на фиг, 1 , расплавление металла в тигле 1 происходит за счет пропускани  высокочастотного тока от источника нагрева через индуктор 2, окружающий тигель 1, в результате чего металл в нем нагреваетс  и расплавл етс . При этом в термоэлектродах датчика 3, соединительных проводах 4 и в самом измерителе 5 в случае его незначительного удалени  от индуктора 2 навод тс  интенсивные электромагнитные помехиs которые существенно усложн ют процесс измерени  температуры и снижают точность измерени , так как на вход измерительного прибора вместе с полезным сигналом Е поступае и сигнал помехи Un(t) (см, фигв 2а), Дл  повышени  помехозащищенности способа отключают питание индуктора пе- чк на врем , достаточное дл  произведени  замера температуры, с исключением воздействи  на результат измерени  сигнала помехи, вызванного прохождением высокочастотного тока через ИН дуктор. Продолжительность отключени  определ етс , во-первых, практически полным - на уровне 99% - затуханием переходных процессов в печи, характеризуемых продолжительностью колебательного разр да печи и, в о-вторых, двойным циклом измерени  вторичного прибора, необходимым дл  выдачи на устройство индикации правильного результата измерени ,

, с Q

5

не завис щего от действи  сигнала помехи, перед повторным включением индукционного нагрева.

Устройство работает следующим образом .

Генератор 8 импульсов периодически на врем  Т (см, фиг, 26) отключает управл емый источник 6 тока нагрева. При этом, врем  Т, должно быть больше - равно (-Ц+2Ј), где tk - врем  колебательного разр да печи, включающей тигель 1 с загруженным металлом (не показан), индуктор 2 и компенсирующие конденсаторы (не показаны); С - цикл измерени  цифрового измерител  5, В моменты включени  индукционного нагре- ва (tg, ) формирователь импульсов 9 формирует короткие импульсы (см, фиг, 2в), которые,поступа  на вход устройства индикации 7, разрешают перепись результатов измерени  с выхода цифрового измерител  5 на устройство 7 индикации,

В качестве цифрового измерител  могут быть использованы серийно-выпуска- емые отечественные цифровые приборы типов Ф 266,-А 565 и др., имеющие выход на внешний разъем результата измерений . Последний обновл етс  каждый раз в конце каждого цикла измерени  вторичного прибора, т,е. по истечении времени ё (на фиг, 2г - моменты времени t, t4, t5, t7, tg , t1( , t,, , tl4).

Сигналы помехи Uh(t) в процессе работы индукционной печи может измен тьс  как по амплитуде, так и по частоте . Поэтому на фиг, 2г момент времени tЈ - конец цикла измерени  цифрового измерител  5, предшествующего моменту времени t. ,относительно времени t вз т условно, так как 0 /t3-t2/ b, Как видно из фиг, 2г в момент времени t - конец цикла измерени  вторичного прибора - на результате измерени  будет сказыватьс  действие сигнала помехи Un(t), поступающего на вход цифрового измерител  5 за врем  (t,,- t2). В результате, только в момент времени t результат измерени  измерител  5 не будет зависеть от сигнала помехи Un(t), Этот результат на выходе измерител  5 сохран етс  до момента времени t7, а в момент времени tg по сигналу Перепись он переписываетс  в регистр 10 пам ти устройства индикации 7. Далее, с регистра пам ти 10 через дешифратор 1L результат измерени  поступает на индикаторное табло 12.

Аналогично при последующем отключении источника 6 нагрева в мокент времени на устройство индикации 7 переписываетс , правильный результат измерени , не искаженный действием помехи Uh(t) и предварительно зафиксированный цифровым измерителем напр жени  в момент времени ,

Врем  отключени  индукционного наг-- рева должно быть больше или равно tb+2fr.

При продолжительности расплавлен . Q металла посредством серийных печей индукционного нагрева (2) от 16 до 180 мин максимальна  скорость нагре металла не превышает 1 К/с, Поэтому если прин ть Т2«2 С, то динамическа

Генератор импульсов (фиг. 3) может 15 составл юща  погрешности измерени 

1421

н ть ,21 С (дл  выполнени  услови  T,itK+2Ј), а С, то средн   мощность нагрева при таких периодических отключени х будет снижена приблизительно на 10%, что  вл етс  незначительной величиной и не вли ет существенно на Эффективность работы печи.

При продолжительности расплавлени  .Q металла посредством серийных печей индукционного нагрева (2) от 16 до 180 мин максимальна  скорость нагрева металла не превышает 1 К/с, Поэтому если прин ть Т2«2 С, то динамическа 

15 составл юща  погрешности измерени 

быть выполнен), например, на операционном усилителе, позвол ющем независимо регулировать длительность импульсов пауз Т( (фиг, 26). При отрицательном (Uex ) сигнале на выходе генератора импульсов, на его выходе будет положительный сигнал, однако генератор импульсов не будет генерировать. При подаче положительного сигнала +UQv

iОл

или при нулевом уровне положительного сигнала на входе генератора импульсов он начинает работать, так как его вход в последнем случае заперт диодом Это позвол ет в любое врем , начина  с пускл печи в работу, включать генератор импульсов, Последний может с включатьс  в работу путем подачи сигнала положительной пол рности на его вход, причем как с самого начала работы печи, так и со временем, Это осуществл етс  автоматически, например ,. от реле времени или вручную от блока управлени  (не показаны).

В качестве управл емого источника 6 тока нагрева может, например, примен тьс  тиристорный генератор индукционного нагрева типа У 119-3, разработанный СКТБ Львовского ПО Ювелир- пром и др.

Точность измерени  температуры по предлагаемому способу зависит от периодичности подачи сигнала Перепись, Чем меньше это врем  , тем более точным  вл етс  результат измерени . Иначе точность результата измерени  увеличиваетс  с повышением отключени  индукционного нагрева.

Врем  колебательного разр да tK дл  электропечей индукционного нагрева

практически не превышает 10 мкС и за- ,измерени  в печах индукционного нагревисит от параметров R и L печи.ва за счет исключени  вли ни  помех,

Врем  цикла измерени  Ј, напримернаводимых током нагрева печи, и обесдл  цифровых приборов типа Ф-266, сое-печени  непрерывной индикации величитавл ет 0,1 с, В результате, если при-ны измер емой температуры, в него

температуры посредством описываемого устройства, обусловленна  периодичностью переписи результата измерени  с выхода измерител  напр жени  на

0 устройство индикации, на должна превышать 1 К/с (Т4+Т2)с2,2 К,

Использование предлагаемого устройства дл  измерени  температуры в печах индукционного нагрева позвол ет повы5 сить точность измерени  температуры с исключением вли ни  на результат измерени  сигнала помехи Uh(t), вызванного прохождением высокочастотного тока через индуктор. Кроме того,

о уменьшение мощности нагрева печи при ее выходе на режим (достижение температуры плавлени  нагреваемого металла ) посредством периодических отключений индукционного нагрева согласно предложенного способа, повышает эффективность работы печи, так как более эффективно выравниваетс  температура нагреваемого металла по всему его объему, что практически исключает его локальный перегрев, Значительно уменьшаетс  разбрызгивание металла и тем самым его безвозвратные потери , особенно важные при плавке драгметаллов в ювелирной промышленности,

5

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  температуры , содержащее управл емый источник тока 0 нагрева, к управл ющему входу которого подключен генератор импульсов, и датчик температуры, подключенный к регистратору , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности

   введены формирователь импульсов и блок индикации, выполненный в виде последовательно соединенных регистра пам ти , дешифратора и индикаторного табло, причем выход генератора импульсов под- ключей к входу формировател  импульU (t а

   Ј

   Un(i) Лз t,

   КГ Н

   -«J

   „ Перепись

   tt t3 itt.it

   it in tr

   2 i3 It sJI° ,

   Tililif Ш1

   Редактор А.Долинич

   Фигз

   Составитель Е.Р занцев Техред М.Дидык

   сов, выход которого подключен к тактовому входу регистра пам ти блока индикации , информационный вход которого соединен с выходом регистратора, выполненного в виде цифрового измерител .

   it in tr iia

   ° ,

   1

   Корректор В.Кабаций