SU813216A1 - Устройство дл контрол концентра-ции углЕРОдА B жидКОМ МЕТАллЕ - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДА В ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ

ваютс  противоречивыми. Поскольку тип кривой охлаждени  носит случайный характер , это противоречие не удаетс  преодолеть в известном устройстве.

Таким образом, при по влении на кривых охлаждени  наклонных площадок ликвидуса данное устройство не обеспечивает достаточную надежность и точность измерени .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство содержащее последовательно соединенные кристаллизатор, датчик температуры, блок регистрации, преобразователь перемещени  в код и блок синхронизации , вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, счетчик пороге и реверсивный счетчик, входы сложени  :ч вычитани  которых соединены с соответствующими выходами блока синхронизации , С1;етчик времени, управл ющие входы KOTOpoio подключены соответственно к первому и второму выходам счетчика порога , а вход - соединен с выходом блока синхронизации, выход реверсивного счетчика через последовательно соединенные регистр и функциональный преобразователь подключен к выходу устройства 2.

Данное устройство обладает больщей точ ностью работы по сравнению с выщерассмотренным устройством. Однако, ему присущи те же недэстатки, что и предыдущему устройству .

Цель изобретени  - повышение точноети и надежности работы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены элементы И, ИЛИ, триггер и дополнительный счетчик времени, вход которого соединен с выходом блока синхронизации, нулевой вход триггера соединен с первым выходом счетчика времени, единичный выход - подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с первым управл ющим входом дополнительного счетчика времени, второй управл ющий вход которого подключен ко второму выходу счетчика порога, третий управл ющий вхо/, которого подключен ко второму выходу счетчика порога, третий управл ющий вход и управл ющий вход функционального преобразовател  соединены с первым выходом дополнительного счетчика времени , второй выход которогои второй выход счетчика времени через элемент ИЛИ соединены с управл ющим входом регистра, единичный вход триггера и второй вход элемента И юдключены к первому выходу счетчика порога.

На ф:-1г. 1 изображена структурна  схема устройства; на фиг. 2 и 3 - участки временной диаграммы, иллюстрирующие принцип работы устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) кристаллизатор 1, датчик 2 температуры, блок 3 регистрации, преобразователь 4 перемещени  в код, генератор 5 тактовых импульсов, блок 6 синхронизации, счетчик 7 порога, реверсивный счетчик 8, регистр 9 фнукциональный преобразователь 1U, счетчик 11 времени, дополнительный счетчик 12 времени , триггер 13, элемент 14 И, элемент 15 ИЛИ, выход 16 устройства.

Блок синхронизации предназначен дл  распределени  во времени серии кодовых импульсов и серии тактовБ1х импульсов. Такое распределение необходимо дл  предотвращени  сбоев в работе устройства.

Счетчик 7 выполнен в виде настраиваемой реверсивной пересчетной схемы, имеющей два выхода переполнени  (по сложению и по вычитанию). Счетчик 7 настраиваетс  таким образом, что на одном его выходе переполнени , например выходе переполнени  по сложению, каждый раз возникает импульс, когда в счетчике должно установитс  некоторое положительное число 6,, а на другом его выходе переполнени , например выходе переполнени  по вычитанию, каждый раз возникает импульс, когда в счетчике должно установитьс  отрицательное число - б..

Счетчик 11 времени представл ет собой настраиваемую нереверсивную пересчетную схему. Этот счетчик настраиваетс  таким образом, что после его очередного сброса на одном выходе возникает импульс спуст  некоторое врем , равноет,, на втором выходе возникает импульс спуст  некоторое врем , равноеТл, причем tj меньще Т;.

Дополнительный счетчик 12 времени выполнен в виде настраиваемой нереверсивной пересчетной схемы. Этот счетчик настраиваетс  таким образом, что после его очередного сброса на втором выходе возникает импульс спуст  некоторое врем , равное TI, на первом же выходе счетчика 12 возникает сигнал спуст  некоторое врем , равное тг, после очередного сброса этого счетчика.

Функциональный преобразователь 10 предназначен дл  преобразовани  кода содер } имого регистра 9 в код концентрации углерода в жидком металле в соответствии с заданной зависимостью между температурой ликвидуса и концентрацией углерода.

При необходимости выход устройства может быть, в частности подключен непосредственно к вычислительной машине, управл ющей ходом сталеплавильного процесса к блоку цифровой индикации или к цифропечатающему устройству.

Устройство работает следующим образом.

Claims (2)

1. В кристаллизатор 1 заливаетс  проба жидкого металла, представл ющего собой железноуглеродистый расплав. Изменение температу-ры расплава в процессе его охлаждени  контролируетс  датчиком 2 темоературы. Электрический сигнал с выхода датчика 2 поступает на вход блока 3 регистрации. Перемещение каретки .блока 3, пролорциональное текущей температуре расплава , преобразуетс  с помощью преобразовател  4 в унитарный код -последовательность импульсов, число KOTOpbix определ етс  величиной перемещени . В зависимости от направлени  перемещени  каретки, т. е. от знака приращени  температуры, сери  кодовых импульсов с выходов преобразовател  4 через блок 6 синхронизации поступает на шины сложени  или вычитани  счетчика 7 порога и реверсивного счетчика 8. В результате в реверсивном счетчике 8 образуетс  параллельный код, пропорциональный текущей температуре жидкого металла. Сери  тактовых импульсов с выхода генератора 5 через блок 6 синхронизации поступает на вход счетчика 11 времени и вход счетчика 12 времени. Поскольку тактовые и кодовые импульсы сдвинуты во времени один. относительно другого, то это исключает возможность сбоев в работе счетчиков 11 и 12. В процессе прогрева датчика 2 температуры на участке 1 временной диаграммы (фиг. 2) счетчики U и 12 времени (фиг. 1) каждый раз сбрасываютс  в нуль импульсами переполнени  по сложению счетчика 7, как только изменение электрического сигнала с выхода датчика 2 превысит величину, соответствующую порогу. При этом интервалы времени ti- (фиг. 2) между двум  очередными моментами сброса счетчиков 11 и 12 из-за больщой скорости изменени  сигнала с выхода датчика 2 температуры остаютс  меньщими установленного порога по времени ti, вследствие чего на выходах переполнени  этих счетчиков импульсы не возникают . При дальнейшем охлаждении пробы жидкого металла на участке П временной диаграммы (фиг. 2) импульсы с выхода переполнени  по вычитанию счетчика 7 продолжают сбрасывать в нуль счетчик 11 времени . Если перед началом работы устройства триггер 13 предварительно установить в единичное состо ние, то первый же импульс переполнени  по вычитании счетчика 7 свободно пройдет через элемент И 14 и сбросит в нуль счетчик 12. Поскольку на всем участке II (фиг. 2) интервалы времени t,-tj между двум  очередными моментами сброса счетчика 11 продолжают оставатьс  меньшими порога .TI то каждый следующий импульс с выхода переполнени  по В1.1читанию счетчика 7 по-прежнему свободно проходит через элемент И 14 на управл ющий вход счетчика 12 и сбрасывает его и одновременно подтверждает единичное состо ние триггера 13. В момент начала кристаллизации пробы жидкого металла (начало участка III временной диаграммы, фиг. 2) скорость охлаждени  резко уменьшаетс . При этом интервал времени tg-iy между двум  очередными моментами сброса счетчика 11 времени импульсами переполнени  по вычитанию счетчика 7 становитс  больщим порога t . В результате в момент времени t5+ « (фиг.2) на выходе переполнени  счетчика 11 времени возникает импульс, которыйустанавливает триггер 13 в нулевое состо ние. Одновременно на втором выходе (выходе переполнени ) счетчика 12 времени, также возникает импульс, который через элемент ИЛИ 15 поступает на управл ющий вход регистра 9. При этом содержимое реверсивного счетчика 8, пропорциональное температуре металла, заноситс  в регистр 9. В момент времени tg (фиг. 2) импульс переполнени  по вычитанию счетчика 7, устанавлива  по своему заднему фронту триггер 13 в единичное состо ние, нё может пройти через элемент И 14, и счетчик 12 продолжает подсчет числа тактовых импульсов . Поскольку скорость охлаждени  на всем участке III временной диаграммы (фи1;2) остаетс  практически неизменной, то каждый раз на выходе переполнени  счетчика 11 времени возникает импульс, прежде чем этот счетчик сброситс  в нуль импульсо.м переполнени  по вычитанию счетчика 7. В результате каждый раз в момент переполнени  по вычитанию счетчика 7 триггер 13 находитс  в нулевом состо нии, что предотвращает сброс счетчика 12 времени. Таким образом, при по влении на кривой охлаждени  наклонной температурной площадки ликвидуса (участка III временной диаграммы фиг. 2), счетчик 11 времени периодически сбрасываетс  в нуль импульсами переполнени  по вычитанию счетчика 7, а счетчик 12 времени осуществл ет отсчет локального времени с мо.мента tj (фиг. 2) обнаружени  начала процесса кристаллизации пробы жидкого металла. Если продолжительность наклонной температурной площадки ликвидуса оказываетс  большей установленного порога тгг, то в момент времени ,Ha выходе счетчика 12 времени возникает сигнал. Этот сигнал поступает на третий управл ющий вход счетчика 12, вследствие чего блокируетс  счет числа тактовых импульсов, и состо ние счетчика 12, определ емое величиной , остаетс  неизменным до начала следующего измерени . Одновременно сигнал с первого выхода счетчика 12 времени поступает также на управл ющий вход функционального преобразовател  10. При этом на выход преобразовател  10 в момент времени t (фиг. 2) поступает код, соответствующий температуре металла, котора  была зарегистрирована в момент времени iy.- t и занесена в регистр 9. Так как разность междузначени ми температуры в момент времени tg + fi и в точке перегиба 17 кривой охлаждени  (фиг. 2),  вл ющейс  точкой начала кристаллизации пробы жидкого металла , не превышает установленный порог, то код, поступающий на выход устройства. представл ет собой код концентрации углерода в ж :дкoм металле. Если лее образовавша с  на кривой охлаждени  наклонна  температурна  площадка оказываетс  непредставительной и имеет продолжительность, меньшую порога Тг, то с NiOMeHTa t t.y, когда интервалы времени между двум  очередными моментами по вычитанию переполнени  счетчика 7 (фиг. 1) снова станов тс  меньшими порога . , счетчик 12 времени сбрасываетс  в нуль имп льсами переполнени  по вычитанию счетчика 7 порога. При этом содержимое счетчика 12 не достигает величины, соответствующей порогу вследствие чего до конца измерени  на первом выходе сигнал не возникает. Отсутствие этого сигнала предотвращает передачу на выход устройства ложной информации. В том случае, когда на кривой охлаждени  обрас.уетс  горизонтальна  температурна  площадка ликвидуса (фиг. 3) на участках 1 и II временной диаграммы, устройство работает так же, как в случае образовани  наклонной площадки. На участке III временной диаграммы (фиг. 3), соответствующему периоду кристаллизации, импульсы на выходах переполнени  счетчика 7 не возникаюг, поскольку изменение температуры не превыщает порог . В результате последовательно в моменты tg и t .,0 (фиг. 3) при возникновении соответственно импульсов на выходе переполнени  счетчика 12 (фиг. 1) и выходе переполнени  счетчика 11 содержимое реверсивного счетчика 8 заноситс  ti регистр 9. В момент tio (фиг. 3) на первоу выходе счетчика 12 вре.мени возникает сигнал. При этом происходит блокировка счетчика тактовых импульсов в счетчике 12 и на выход функционального преобразовател  10 передаетс  код концентрации углерода в жидком металле. Этот код соответствует температуре ликвидуса, зарегистрированной в момент t JO (фиг. 3), когда содержимое реверсивного счетчика 8 было занесено в регистр 9. же на кривой охлаждени  по вилась неопредставительна  горизонтальна  площадка, имеюща  продолжительность, меньшую порога т, то счетчики 11 и 12 времени сбрасываютс  в нуль импульсами пepeпoл :eни  по вычитанию счетчика 7 до момента времени t.,o (фиг. 3). При этом на выходах счетчиков 11 и 12 сигналы не возникают, что предотвращает передачу на выходе устройства ложной инфор.мации. Надлежащим выбором порогов обеспечиваетс  обнаружение горизонтальных площадок к наклонных температурных площадок ликвидуса с достаточно большим диапазоном изменени  наклона площадок, а также необходима  точность определени  температуры ликвидуса. Данное устройство обнаруживает как горизонтальные , так и наклонные площадки ликвидуса и не внос т дополнительную погрешность в определении температуры ликвидуса . Это существенно повышает надежность и точность автоматического контрол  содержани  углерода в жидком металле по температуре ликвидуса. Формула изобретени  Устройство дл  коптро;Г  ко11це;1трации углерода в жидком металле, содержащее пос ледовательно соединенные кристаллизатор, датчик температуры, блок регистрации, преобразователь перемещени  в код и блок синхронизации, вход которого подк;иочен к выходу генератора тактовых импульсов, счетчик порога и реверсивный счетчик, входы сложени  и вычитани  которых соединены с соответствующими выходами блока синхронизации , счетчик времени, управл ющие входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам счетчика порога , а вход- соединен с выходо.м блока синхронизации , выход реверсивного счетчика через последовательно соединенные регистр и функциональный преобразователь подключен к выходу устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и надежности работы, в него введены элементы И, ИЛИ, триггер и дополнительный счетчик времени, вход которого соединен с выходом блока синхронизации, нулевой вход триггера соединен с первым выходом счетчика времени, единичный выход - подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с первым управл ющим входом дополнительного счетчика времени, второй управл ющий вход которого подключен ко второму выходу счетчика порога, третий управл ющий вход и управл ющий вход функционального преобразовател  соединены с первым выходо.м дополнительного счетчика времени, второй выход которого и второй выход счетчика времени через элемент ИЛИ соединены с управл ющим входо .м регистра, единичный вход триггера и второй вход элемента И подключены к первому выходу счетчика порога. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 478236, кл. G 01 N 25/06, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2100227/18-24, кл. G 06 F 15/46, 1975 (прототип).

   . 1