Вычислительное устройство для термографического анализа кислорода в жидкой стали

Номер патента: 883919

Авторы: Файнзильберг, Житецкий

Скачать ZIP архив.

Текст

Союз Советских Соц 1 иалистических Республик(22) Заявлено 24.0380 (21) 2898868/18-24с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 231181 Бюллетень ЙЯ 43Дата опубликования описания 23.1181 6 06 Г 15/46 С 01 й 25/06 Госуяарственнмй коинтет СССР но яеааи изобретений я открытий(72) Авторы изобретения Л.С.Файнзильберг и Л.С.Житецкий Ордена Ленина институт кибернетики АЯ"Украинской ССР(54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОГРАФИЧЕСЧОГО АНАЛИЗА КИСЛОРОДА В ЖИДЧОИ СТАЛИИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в черной металлургии для физико-химического анализа металлов исплавов, в частности для определенияв цифровой форме концентрации кислорода в жидкой стали,Известно устройство для контроляконцентрации углерода в жидком металлесодержащее кристаллиэатор с датчиком температуры, блок регистрации,преобразователь перемещение-код, расширитель сигналов, генератор тактовых импульсов, счетчик порога, реверсивный счетчик, счетчик времени, 15Функциональный преобразователь, триггер, элементы И, сигнализатор повторения анализа, блок переключателей исчетчик цикла 1.Однако данное устройство при анализе кислорода требует проведения дополнительных вычислений, чтоснижает его производительность.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство, которое содержит кристаллизатор с датчиком температуры металла, регистрирующий пРибор,выход которого Связан с преобразователем перемещение-унитарный код, подключенным через узел синхронизации 30 ко входам сложения и вычитания порогового и реверсивного счетчика, счетчик времени, вход которого через узел синхронизации связан с генератором тактовых импульсов, шины начальной установки подключены к выходам переполнения порогового счетчика, а выход переполнения - к управляющему входу регистра, соединенного информационным входом с выходами разрядов реверсивного счетчика, а выходом с функциональным преобразователем. Ч выходу функционального преобразователя может быть подключен блок цифровой индикации для отображения полученного результата.В процессе регистрации термограммы кристаллизации устройство обеспечивает автоматический поиск температурной площадки ликвидуса. При обнаружении такой площадки в регистр устройства из реверсивного счетчика заносится код, соответствующий температуре ликвидуса металла, который отображается блоком цифровой индикации 2 .Недостаток известного устройства состоит в том, что при его использовании для термографического анализа кислорода в жидкой стали воз 883919никнет необходимость в проведении до"полнительных вычислений, связанныхс определением разности температурликвимуса раскисленной и нераскисленной проб, что СНИжает Надежыостьанализа за счет возможных ошибок,вносимых оператором при вычислении,и оперативность самого анализа.Цель изобретения - повышение производительности к надежности.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащееблок регистрации, вход которого является входом устройства, а выходчерез преобразователь перемещениекод подключен к первому и второму входам узла синхронизации, третий вход 15которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый ивторой выходы узла синхронизации соединены с входами сложения и вычитания счетчика порога, третий выход подцключен к счетному входу счетчика времени,.входы установки которого соединены соответственно с выходами счетчика порога, реверсивный счетчик, выход которого подключен к входу блокаиндикации, выход которого являетсявыходом устройства, введены два триггера, элемент И, ИЛИ и узел формирования импульса начальной установки,вход которого соединен с вторым выходом блока регистрации, а выход подключен к первому входу первого триггера, второй вход первого триггера исчетный вход второго триггера соединены с выходом счетчика времени,первый выход первого триггера соединен с первыьж входами первого, второго, третьего и четвертого элементов И, второй выход подключен к первому входу пятого элемента И, первый вход шестого элемента И соединен 40с выходом узла формирования импульсаначальной установки, первый выход второго триггера соединен с вторыми входамч первого и третьего элементов И,ВТОРОЙ выход сОединен с ВтОРыми ВХО 4дами второго, четвертого, пятого ишестого элементов И, третьи входыпервого и четвертого элементов И соединены с первым выходом узла синхронизации, второй ввход кОторого подключен к третьим входам второго итретьего элементов И, выходы первого и второго элементов И соединенысоответственно с входами первого эле.мента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов И подключены соответственно к входам второго элементаИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены соответственно к входу сложения и к входу вычитания реверсивного счетчика, выход ф 0шестого элемента И подключен к инФормационному входу реверсивногосчетчика, выход пятого элемента Исоединен с управляющим входом блокаиндикации. 65 На Фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройствами на Фиг.2 - временная диаграмма, поясняющая принцип действия устройства,Устройство содержит кристаллизатор 1, внутри которого расположендатчик 2 температуры металла, механический блок 3 регистрации, преобразователь 4 перемещение-код, узел 5 синхронизации, счетчик б порога, счетчик 7 времени, генератор 8 тактовых импульсов, триггеры 9 и 10, узел 11 Формирования импульсов начальной установки, элементы И 12".17, элементы ИЛИ 18 и 19, реверсивный счетчик 20, блок 21 индикации, термограммы 22 и 23.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии кнопкой начальной установки. триггер 10 устанавливается в нулевое состояние. При этом с нулевого выхода этого триггера на управляющий вход элемента И 17 а также на выходы элементов И 13 и 15 поступает разрешающий потенциал. Одновремеино с единичного выхода триггера 10 на входы элементов Р 12 и 14 поступает, запрещающий потенциал.В кристаллизатор 1 набирают пробу нераскисленной стали. Датчик 2 температуры контролирует изменение температуры пробы во времени. Сигнал от датчика 2 поступает на вход блока 3, на диаграммной ленте которого регистрируется термограмма кристаллизаций пробы металла (фиг.2). Как только каретка блока 3 сходит с начального положения (точка Афиг.2) на выходе узла 11 формирования импульса,начальной установки образуется импульс. Этот импульс, поступая на нулевой вход триггера 9, устанавливает последний в нулевое состояние. Разрешающий сигнал с нулевого выхома триггера 9 поступает на входы элементов И 12-15. Импульс с выхода узла 11 поступает также через элемент И 17 на информационный вход реверсив" ного счетчика 20. При этом в последний заносится код некоторой заданной константы цВ процессе регистрации термограммы кодовые импульсы с выходов преобразователя 4 через узел 5 синхронизации поступают на входы сложения и вычитания счетчика б. Тактовые импульсы генератора 8 через узел 5 синхронизации поступают на вход счетчика 7 времени. Узел 5 синхронизации предназначен мля распределения во времени кодовых и тактовых импульсов, что предотвращает сбои в работе устройства.Счетчик б построен таким образом, что на его выходах переполнения каждый раэ образУется импульс, если на вход счетчика 6 поступит число ко 4 о"вых импульсов, соответствующее некоторому порогу 1 ЕО . При этом импульсы переполнения счетчика б срабатывают в нуль счетчик 7 времени.Счетчик 7 времени может переполниться лишь тогда, когда интервал времени между двумя его очередными сбросами импульсами переполнения порогового счетчика б превыситнекоторый порог по времени ТоНа участках АВ и В С термограм- (Омы 2 (фиг.2), на которых отсутствует температурная площадка, счетчик7 времени переполняться не будет,так как он будет сбрасываться внуль импульсами с выходов переполнения счетчика б через интервалы времени, меньшие, чем порог. В связи сэтим на участках АВ и ВлСтриггери 9 и 10 останутся в нулевых состояниях и на входы элементов И 13 и15 будут подаваться разрешающие сигналы с нулевых выходов триггеров. Врезультате на участке АВ кодовыеимпульсы, соответствующие положительному приращению температуры, с выхода преобразователя 4 поступали черезузел 5 синхронизации и элемент 15 Ина вход вычитания реверсивного счетчика 20. На участке ВСкодовыеимпульсы, соответствующие отрицательному приращению температуры, со второго выхода преобразователя 4 поступают через узел 5 синхронизации иэлемент 13 И на вход сложения реверсивного счетчика 20,На Участке СОтермограммы, соответствующем температурной площадкеликвидуса нераскисленной стали, приращение температуры в ту и другую сторону не превышает величиныЯо . Приэтом счетчик б переполняться не будет и по истечении промежутка времени Т от.момента последнего сброса счетчик 7 времени переполнится.Импульс переполнения счетчика 7 времени, поступая на единичный вход триггера 9 и счетный вход триггера 10,устанавливает триггеры в единичныесостояния. Запрещающий сигнал с нулевого выхода триггера 9 блокирует элементы И 12-15, в связи с чем поступление кодовых импульсов на входы Реверсивного счетчика 20 прекращается, В момент блокировки в реверсивном счетчике содержится код, соответствующий величине К, равнойгде Т- температура ликвидуса нерас"кислейной пробы, соответствующаяточке Отермографы 22 (фиг.2);Ь - коэффициент пропорциональности, задаваемых характеристикойпреобразователя 4. 60На участке О Етермограмьв, соответствующем охлаждению пробы нераскаленной сталй ниже температуры ликвидуса, состоянйе триггеров не изменяется, и в реверсивном счетчике 5 будет сохраняться код, соответствующий величине К.На втором этапе анализа производят замену кристаллизатора 1, в который набирают анализируемую пробу металла, предварительно раскисленную, например 1 алюминиевой проволокой. При этом регистрируется термограмма 23 кристаллизации (фиг.2), на которой температурная площадка ликвидуса расположена нч уровне температуры Т 1, больше, чем Т 1.В момент схода каретки блока 3 с начального положения (точка А 2 термограммы 23 фиг.2) на выходе узла 11 формируется импульс, устанавливающий триггер 9 в нулевое состоя- ние. При этом блокировка со входов элементов И 12-15 снимается. Поскольку элемент И 17 закрыт запрещающим сигналом с нулевого выхода триггера 10, то импульс с выхода узла 11 на информационный вход счетчика 20 не поступает и в точке А содержимое счетчика не изменяется.На участках АВи В С , на которых отСутствует температурная площадка, счетчик 7 времени сбрасывается импульсами переполнения счетчика 6. На этих участках триггер 9 остается в нулевом состоянии, а триггер 10 в единичном. Таким образом, на участке А 1 Вкодовые импульсы, соответствукщие положительному приращению температуры, с выхода преобразователя 4 поступают через узел 5 синхронизации и элемент 12 И на вход сложения реверсивного счетчика 20, а на участке В С; кодовые импульсы, соответст 1 1вующие отрицательному приращению температуры, со второго выхода преобразователя 4 поступают через узел 5 синхронизации и элемент 14 И на вход вычитания реверсивного счетчика 20. На участке С 10, соответствующем температурной площадке ликвидуса, приращЕние температуры не превышает фоч и по истечению промежутка времени о от момента последнего сброса счетчик 7 времени переполнится. При этом триггер 9 устанавливается в единичное состояние, тем самым блокируя элементы И 12-15, а триггер 10 снова устанавливается в исходное нулевое состояние. В момент блокировки элементов И 12-15 в реверсивном счетчике 20 содержится код, соответствующий величине К 1, равнойК=а Ь дт, (2) Здесь дТ=Т.-Т.фгде Т - температура ликвидуса раскисленной пробы жидкой стали, соответствующая точке О термограммы 23 (фиг.2). В этот же момент времени на оба вюода элемента 16 И.поступают разрешающие сигналы с выходов триггеров 9 и 10 вследствие чего науправляющий вход блока 21 индикациипоступает сигнал, обеспечивающийпередачу кода величины К из реверсив",ного счетчика на вход блока 21. В ре"зультате в блоке 21 в цифровой форме отображается результат анализанепосредственно в процентах кислорода. Эта же информация может быть передана в управляющую вычислительнуюмашину для управления процессом плавкн стали,16Рассмотренное устройство позволяет пОлнОстью автОматизирОвать термОграфический анализ кислорода в жидкой стали, ускорить процесс анализан повысить его надежность. Посколькурезультаты анализа представлены вцифровой форме непосредственно в процентах кислорода, то на базе данногоустройства может быть построена система управления процессом плавки стали, использующая информацию об скис Оленности металла по ходу плавки. Всезто в конечном итоге повысит производительность сталеплавильного процесса и качество выплавляемого металла 25Формула изобретенияВычислительное устройство для ЗО термографического анализа кислорода в жидкой стали, содержащее блок реги" страции вход которого является входом устройства, а выход через преобразователь перемещение-код подключен 35 к первому и второму входам узла синхронизации, третий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы узла синхронизации соединены соответст- о венно с входами сложения и вычитания счетчика порога, третий выход подключен к счетному входу счетчика времени, входы установки которого соединены соответственно с выходами счетчика порога, реверсивный счетчик, выход которого подключен к входу блока индик-ции, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е "е с я тем, что, с целью повышения производительности и надежности, в неговведены два триггера, элемент И, ИЛИи узел формирования импульса начальной установки, вход которого соединен с вторым выходом блока регистрации, а выход подключен к первому входу первого триггера, второй вход первого триггера и счетный вход второго триггера соединены с выходом счетчика времени, первый выход первого.триггера соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого элементов И, второй выходподключен к первому входу пятого элемента И, первый вход шестого элемента И соединен с выходом узла формиро"вания импульса начальной установки,первый выход второго триггера соединен с вторыми входами первого итретьего элементов И, второй выходсоединен с вторыми входами второго,четвертого, пятого и шестого элементов И, третьи входы первого и четвертого элементов И соединены с первым,выходом узла синхронизации, второйвыход которого подключен к третьимвходам второго и третьего элементовИ, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ, выходытретьего и четвертого элементов Иподключены соответственно к входамвторого элемента ИЛИ, выходы первогои второго элементов ЙЛИ подключенысоответственно к входу сложения и квходу вычитания реверсивного счетчика, выход шестого элемента И подключен к информационному входу реверсив"ного счетчика, выход пятого элементаИ соединен с управляющим входом блока индикации.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 596956, кл. С 06 Г 15/46, 1974.2, Авторское свидетельство СССРР 478236, кл. 0 01 М 25/06, 1973,

Смотреть

Заявка

2898868, 24.03.1980

ОРДЕНА ЛЕНИНА ИНСТИТУТ КИБЕРНЕТИКИ АН УССР

ФАЙНЗИЛЬБЕРГ ЛЕОНИД СОЛОМОНОВИЧ, ЖИТЕЦКИЙ ЛЕОНИД СЕРГЕЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G06F 17/00, G01N 25/06

Метки: анализа, вычислительное, кислорода, стали, термографического, жидкой

Опубликовано: 23.11.1981

Код ссылки

<a href="http://patents.su/5-883919-vychislitelnoe-ustrojjstvo-dlya-termograficheskogo-analiza-kisloroda-v-zhidkojj-stali.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Вычислительное устройство для термографического анализа кислорода в жидкой стали</a>

Похожие патенты