SU780079A1 - Method of regulating temperature in cathode-ray equipment - Google Patents
Method of regulating temperature in cathode-ray equipment Download PDFInfo
- Publication number
- SU780079A1 SU780079A1 SU782684824A SU2684824A SU780079A1 SU 780079 A1 SU780079 A1 SU 780079A1 SU 782684824 A SU782684824 A SU 782684824A SU 2684824 A SU2684824 A SU 2684824A SU 780079 A1 SU780079 A1 SU 780079A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- electron beam
- signal
- temperature
- signals
- cathode
- Prior art date
Links
Landscapes
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Description
(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ УСТАНОВКЕ(54) METHOD FOR REGULATING TEMPERATURE IN ELECTRON-BEAM INSTALLATION
II
Изобретение относитс к электро- технике и может бытьприменено дл нагрева объектов в электроннолучевой установке.The invention relates to electrical engineering and can be applied to heat objects in an electron beam installation.
Известен способ нагрева объектов в электроннолучевых установках с использованием перераспределени энергии электронного пучка по поверхности объекта, реализованный в устройстве 1. Согласно этому способу создают по заданной программе наибольшую плотность тепловложени в местах интенсивного теплоотвода и энергетической тени путем уменьшени скорости движени электронного пучка в соответствук цих местах нагреваемой поверхности. Этот способ, однако, не позвол ет достаточно точ но поддерживать температуру на поверхности объекта, так как случайные возмущени в процессе нагрева искажают заданное распределение температуры .The known method of heating objects in electron-beam installations using the redistribution of electron beam energy over the object's surface, is implemented in device 1. According to this method, according to a given program, the maximum heat input density in places of intense heat sink and energy shadow is achieved by reducing the speed of movement of the electron beam surface. This method, however, does not allow sufficiently accurate maintenance of the temperature on the object's surface, since random perturbations in the heating process distort the specified temperature distribution.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс способ регулировани температуры при электроннолучевом нагреве, реализованный в известном устройстве, согласно которому воздействуют на по верхность объекта нагрева движущимс электронным пучком, при котором задают сигналы мощности пучка, скорости его перемещени и фокусировки , измер ют распределение температуры на поверхйости объекта, сравнивают измеренную температуру с заданным полем температур, по резуль . тату с1Ьавнени формируют сигнал рассогласовани в любой точке поверхности и по нему измен ют мощность и скорость движени пучка р.The closest technical solution to the present invention is a method of temperature control during electron beam heating, implemented in a known device, according to which a heated electron beam is applied to the surface of the heating object, which sets the beam power signals, the speed of its movement and focusing, measures the temperature distribution at object surface, compare the measured temperature with a given field of temperatures, on the result. The tattoos form a mismatch signal at any point on the surface, and the power and speed of movement of the beam p vary over it.
Однако при регулировании тёмпера- туры этим методом имеет место локальный перегрев под электроннымHowever, when regulating the temperature with this method, local overheating occurs under the electron beam.
J5 пучком, сфокусированным на поверхность объекта в небольшое п тно посто нного размера, и, как следствие этого, ускоренное испарение и ухудшение структуры материгша. Кроме тогоJ5 beam focused on the surface of the object in a small spot of constant size, and, consequently, accelerated evaporation and deterioration of the structure of the matter. Besides
возрастают потери энергии электронного гпучка на испарение и излучение.. Целью изобретени в.п етс улучшение качества объекта нагрева путем уменьшени локального перегрева и The energy loss of the electron beam to evaporation and radiation increases. The aim of the invention is to improve the quality of the heating object by reducing local overheating and
25 потерь металла на испарение.25 metal evaporation losses.
Поставленна цель,достигаетс тем, что формируют дополнительный усредненный по всей поверхности сигнал рассогласовани , сравнивают егоThe goal, achieved by the fact that they form an additional mismatch signal averaged over the entire surface, compares it
30 Р указанным сигналом рассбгласовани .30 P indicated by the signal of dissipation.
формируют разностный сигнал, алгебраически складывают его с заданным си- гналом фокусировки - и по суммарному сигналу управл ют фокусировкой электронного пучка.form a difference signal, algebraically add it to a given focusing signal — and control the electron beam focusing by the sum signal.
На tHr.l (а,б,р ,г,д ,е ,ж) изображены графики формировани сигнала управлени фокусировкой электронного пучка на фиг,1(з)- графики распределени интенсивности тепловложенй в п тне энергетического воздействи в зависимости от текущей координаты центра этого п тна, (при нормальной мощности электронного пучка) ;на фит. 2 - пример устройства, реализующего предлагаемый способ. На фиг.1 прин ты следующие обозначени : X - пространственна координата , Й- - размер нагреваемой по вёрхности объекта, Т - температура, Т заданна температура, Тц - измеренна температура,ир - сигнал рассогласовани , лГр - дополнительный ус. редненный сигнал рассогласовани , A-Up - разностныйсигнал, Ф у; - бигнал коррекции Фокусировки электронного пучка, заданный сигнал . изменени фокусировки электронного пучка, Ф суммарный сигнал йзмемени фокусйройкй §ле1стронно1 6 пучка, q плотность мощности тепловложени ,dYI диаметр п тна энёр гетичес кого воздействи , текуща координата центра п тна энергетического воздействи (XQ Хд(1) .Обозначени , прин тые на фиг. 2.; 1 - электронна пушка, 2 - электронный пучок, 3 объект нагрева, 4 - сканирующий пирометр , 5 - сравнивающее устройство, 6 - задающий блок, 7 - блок фор1 шровани сигнала управлени мощностью электронного пучка,8 - блок формировани сигнала управлени скоросзтью движени электронного пучка, 9 - блок формировани сигнгша коррекции Локусировкй электронного пучка , 10 - программный блок, 11 - отклон юща система, 12 - суймматор; 13 фокусирующа система, 14 - п тно энергетического воздействи , 15 кристаллизатор . ; -v--.---..v.,™.,.,i.,...,...On tHr.l (a, b, p, d, e, f, g) the graphs of the formation of the focusing control signal of the electron beam are shown in FIG. 1 (3) - the graphs of the distribution of the intensity of heat input in the spot of the energy effect depending on the current center coordinate of this spot, (at normal electron beam power); on fit. 2 - an example of a device that implements the proposed method. In Fig. 1, the following notation is accepted: X is the spatial coordinate, Y is the size of the object heated by the vertigo, T is the temperature, T is the set temperature, TC is the measured temperature, ir is the error signal, lGy is the additional antenna. mismatch signal, A-Up - differential signal, F y; - Focus correction signal of the electron beam, a given signal. electron beam focusing, F is the total signal of the earth focus of the beam 1 6 beam, q the heat input power density, dYI diameter of the energy source, the current coordinate of the center of the energy spot (XQ Xd (1). The definitions used in FIG. 2 .; 1 — electron gun, 2 — electron beam, 3 heating object, 4 — scanning pyrometer, 5 — comparing device, 6 — driver unit, 7 — electron beam power control signal forming unit, 8, speed control signal generating unitelectron beam motion, 9 - correction signal formation unit for locating the electron beam, 10 - program block, 11 - deflecting system, 12 - suimmator, 13 focusing system, 14 - energy spot, 15 crystallizer;; -v --.- - .. v., ™.,., i., ..., ...
Суть предлагаемого способа сводитс к следующему (см.Аиг,). Задан1 ое распределение температуры T(jp) (фиг.la) на поверхности объекта процессе его нагрева в электроннол чевой установке посто нно искажаетс вследствие различных возмущающих факторов (газовые выбросы с поверхности расплава, изменение условий теплообмена с окружающей средой, изменение теплофйэйчёскйх посто нных материала и др.). Поэтому дл стабилизации тeмrtepaтypы на уровне заданной измер ют действительное распределение температуры Т, (х) (фйг.1а) на поверхности объекта, сравнивают заданную температуру с измеренной, по полученной разности температур формируютThe essence of the proposed method is as follows (see AIG,). The specified temperature distribution T (jp) (fig. La) on the object's surface during its heating in an electron-laser unit is constantly distorted due to various disturbing factors (gas emissions from the surface of the melt, changes in heat exchange conditions with the environment, changes in the heat constant material and others). Therefore, to stabilize the temperature at a given level, the actual temperature distribution T, (x) (fig.1a) on the surface of the object is measured, the set temperature is compared with the measured temperature, and
сигнал Up(x) (фиг.16) рассогласовани .Up (x) signal (Fig. 16) mismatch.
Сигнал рассоглас:овани дополнительноSignal disagreement: more
1 one
усредн ют (Up J J Up(x)d), дополж нительный усредненный сигнал U iaveraged (Up J J Up (x) d), additionally averaged signal U i
(фиг.IB) рассогласовани сравнивают С сигналом рассогласовани и получают разностный сигнал u.Up (х) (фиг.1г)г пропорционально которому формируют сигнал Ф|,(х) (фиг.1д) коррекции фо кусировки электронного пучка. Получаемый сигнал коррекции фокусировки . алгебраически складывают с заданным сигналом 1(х) (фиг.1е) фокусировки электронного пучка и по результирующему суммарному сигналу Ф2(х)(Fig. IB) the mismatch is compared With the error signal and a difference signal u.Up (x) is obtained (Fig. 1d) g in proportion to which the signal F is generated, | (x) (Fig. 1e) of the electron beam focus correction. Received focus correction signal. they are folded algebraically with a given signal 1 (x) (Fig. 1e) for focusing the electron beam and for the resulting total signal F2 (x)
(фиг.1ж) управл ют фокусировкой электронного пучка.(Fig. 1g) control the focusing of the electron beam.
Алгоритм изменени параметров заданного сигнала фокусировки электрОнного пучка предварительно рассчитывают на ЭВМ. Основной, исходной, предпосылкой дл расчета вл етс . минимизаци (при неизменной мотнос5 ти электронного пучка) .плотностиThe algorithm for changing the parameters of a given focusing signal of an electron beam is preliminarily calculated on a computer. The basic, initial, prerequisite for the calculation is. minimization (with unchanged electron beam power).
мощности тепловложени в п тне энергетического воздействи (с целью уменьшени локального перегрева и угара материала) при учете конкретных условий нагрева - заданного распределени температуры, условий теплообмена объекта с окружающей средой, заданного закона движени электронного пучка и др. Согласно , ЭТОЙ предпосьшке электронный пучок, движущийс по поверхности объекта, больше рассредотачйвают (в пределах поверхности) на участках с меньшей теплоотдачей, например, в центре объекта. И, наоборот, рассредоточен0 нбсть электронного пучка уменьшают на участках более интенсивного охлаждени , например, на кра х объекта (см.фиг.1з).power of heat input in the energy impact (to reduce local overheating and carbon loss of the material) taking into account specific heating conditions - a given temperature distribution, heat exchange conditions of an object with the environment, a given law of electron beam motion, etc. According to THIS, the electron beam moving over the surface of the object, more distributed (within the surface) in areas with lower heat transfer, for example, in the center of the object. Conversely, the dispersed electron beam is reduced in the areas of more intensive cooling, for example, at the edges of the object (see Fig. 1h).
Как показано графически на й)иг.1з 5 распределение плотности мощности q тёпловложеНй внутри п тна энерге- тйческого воздействи подчин етс закону HopWartbHoro распределени Гаусса q (х) Ч.„,,е х Р () , л где q q (х - текущее значениеAs shown graphically on d) i.1c5, the power density distribution q of heat deposits inside the energy impact spot follows the HopWartbHoro Gaussian distribution q (x) Part. „, X × P (), l where qq (x is current value
максимума плотности мощности тепловложени в п тне энергетического воздействи , the maximum density of heat input in the spot of the energy impact,
k k (Х(,- текущее значениеk k (X (, - current value
коэффициента сосредоточенности электронного пучка ..electron beam concentration ratio ..
Q Коэффициент сосредоточенности св зан с сигналом управлени фокусировкой электронног.о пучка пропорциональной зависимостью k (хд) ) , где У - коэффициент пропорциональности .Q The concentration coefficient is associated with the electron beam focus control signal proportional to k (xd)), where Y is the proportionality coefficient.
Диаметр d п тна энергетического воздействи условно определен на уровне 5% от максимального значени The diameter d spot of the energy impact is conventionally determined at the level of 5% of the maximum value.
Пpeдлaгae лый способ может быть реализован в устройстве, изображенном на фиг. 2, следугогт1им образом. С помощью электронной пушки 1 инжектируют электронный пучок 2 на поверхность объекта нагрева 3. Распределение температуры на поверхности объекта измер ют сканирукйцим пирометром 4, а сигналы, соответствующие этой температуре, подают на сравнива;ю1чее устройство 5. Одновременно туда же поступают сигналы, соответствующие заданной температуре, с задающего блока 6, В сравниваючем устройстве формируют сигналы рассогласрвани , которые затем подают в блок. / (Нормировани сигнала управлени мощностью электронного пучка, блок 8 формировани сигнала управлени скоростью движени электронного пучка и блок 9 формировани сигнала коррекции фокусировки электронного пучка. В блоки 7 и 8, кроме сигналов рассогласовани , поступают также заданные сигналы из прогр 1много блока 10, Сигналы управлени модностью,сформированные в блоке 7, подают на электронную пушку -дл управлени мощностью электронного пучка, а сигналы управле ,ни скоростью, сформированные в блоке 8, подают на отклон ющую систему 11- дл управлени скоростью движени электронного пучка. В блоке 9 сигналы рассогласовани усредн ют , усредненные значени сравнивают с сигналом рассогласовани и выдел ют разностные сигналы, пропорционально которым формируют сигналы коррекции фокусировки электронного пучка. Сигналы коррекции, а также заданные сигналы Фокусировки, поступающие из программного блока 10, алгебраически складывают в сумматоре 12. Полученные cy 1мapныe сигналы подают на фокусирующую систему 13 дл управлени фокусировкой электг ронного пучка.The preceding method can be implemented in the device shown in FIG. 2, as follows. Using an electron gun 1, an electron beam 2 is injected onto the surface of the heating object 3. The temperature distribution on the object's surface is measured by scanning with a pyrometer 4, and the signals corresponding to this temperature are fed to the comparative device 5. At the same time, signals corresponding to the specified temperature arrive , from the driver unit 6, in the comparison device, the error signals are generated, which are then fed to the unit. / (Normalization of the electron beam power control signal, block of formation of the electron beam speed control signal and block 9 of forming the electron beam focus correction signal. Blocks 7 and 8, in addition to the error signals, also receive the specified signals from the program block 1, control signals modularity, formed in block 7, is fed to the electron gun - for controlling the power of the electron beam, and the control signals, nor the speed, formed in block 8, are fed to the deflection system 11-d In order to control the speed of the electron beam, in block 9. The error signals are averaged, the averaged values are compared with the error signal and the difference signals are selected, in proportion to which the electron beam focus correction signals are generated. The correction signals as well as the specified focus signals from program block 10 , are algebraically folded in the adder 12. The resulting cy 1 m signals are fed to the focusing system 13 to control the focusing of the electron beam.
При использовании покусировки электронного пучка в качестве управл ющего воздействи в процессе регулировани температуры в электроннолучевых установках закон движени When using an electron beam nibble as a controlling influence in the process of temperature control in electron beam installations, the law of motion
электронного пучка может быть достаточно простым, легко реализуемым аппаратурно, например, синусный, круговой, спиральный законы. Закон построчной развертки и др.The electron beam can be quite simple, easily implemented by instrumentation, for example, sinus, circular, spiral laws. The law of progressive scan and others.
Применение предлагаемого способа в процессах плавки металла в кристаллизаторах позволит получать более качественный металл за счет уменьшени локального перегрева и угара металла (или компонентов сплава) ,The application of the proposed method in the processes of smelting metal in the molds will allow to obtain higher quality metal by reducing local overheating and carbon loss of the metal (or alloy components),
а также сократить потери энергии и металла на испарение.and reduce the loss of energy and metal to evaporate.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782684824A SU780079A1 (en) | 1978-11-10 | 1978-11-10 | Method of regulating temperature in cathode-ray equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782684824A SU780079A1 (en) | 1978-11-10 | 1978-11-10 | Method of regulating temperature in cathode-ray equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU780079A1 true SU780079A1 (en) | 1980-11-15 |
Family
ID=20793677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782684824A SU780079A1 (en) | 1978-11-10 | 1978-11-10 | Method of regulating temperature in cathode-ray equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU780079A1 (en) |
-
1978
- 1978-11-10 SU SU782684824A patent/SU780079A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4157923A (en) | Surface alloying and heat treating processes | |
Quigley et al. | Heat flow to the workpiece from a TIG welding arc | |
KR100551606B1 (en) | Method for the operation of a high power electron beam | |
US3230339A (en) | Method for welding workpieces by means of a beam of charge carriers | |
Liu et al. | Experimental investigation of focusing cathode region by cooling tungsten | |
SU780079A1 (en) | Method of regulating temperature in cathode-ray equipment | |
CN101237727A (en) | Power control Method and power device in electronic optical circuit system of electronic bundle impact furnace | |
US3134013A (en) | Method of producing a weld zone of desired cross-sectional shape in charge-carrier-beam welding | |
US3265801A (en) | Electron beam furnaces | |
DE4020158C2 (en) | Device for coating substrates | |
CN109683327B (en) | Light beam focal spot shaping and dynamic control system and method based on plasma regulation | |
US3270118A (en) | Process for the vacuum melting of metals by means of electron beam | |
RU2028897C1 (en) | Method of control over process of laser treatment | |
GB919298A (en) | Improvements relating to electronic beam furnaces | |
JP3100648B2 (en) | High voltage / low current electron beam irradiation system | |
SU908851A1 (en) | Method for surface heat treatment of products | |
RU826756C (en) | Method of thermal treating of weld joint | |
JP3170300B2 (en) | High voltage / low current electron beam irradiation system | |
Olegovich et al. | Features of modeling the electron beam distribution energy for the electron-beam welding process | |
RU2680115C1 (en) | Coating on the gas turbine engine blades application method | |
Yachikov et al. | Distribution of the heat flow density over a surface of intermediate capacity during electron-beam melting | |
SU1342648A1 (en) | Method of controlling the process of electron-beam welding | |
JPH02125868A (en) | Electron-beam vapor deposition device | |
Gadzhiev et al. | Megawatt low-temperature DC plasma generator with divergent channels of gas-discharge tract | |
SU953686A1 (en) | Method of controlling arrester operation by means of laser beam |