Устройство для определения температуры жидкого металла

А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХРЕСПУБЛИК а 9(и 1 С 01 К 7/ ОБРЕТЕНЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТ. (71) Сибирский ордена ТрудовогоКрасного Знамени металлургическийинститут им.Серго Орджоникидзе иКузнецкий ордена Левина, ордена(56) 1. Авторское свидетельствоСССР872981 кл. С 01 К 7/021979 (прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА по авт. .св. У 872981, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и сокращения длительности определения температуры металла, в него введены последовательно соединенные блок оценки знака ошибки прогнозирования сигнала, блок сглааивания и блок поднастройки коэффициентов, при этом вход блока оценки знака ошибки прогнозирования сигнала подключен к второмувыходу блока сравнения, а первый, второй и третий выходы блока поднастройки коэффициентов подключены соответственно к дополнительным входам блоков фильт-ЕР ,рации, оценки производной сигнала и оценки величины сигнала.Устройство содержит последовательно соединенные термоэлектрическийпреобразователь 1, блок 2 предварительной обработки и блок 3 усреднения, выход которого подключен ктретьему входу блока 4 сравнения,первый выход которого соединен с пер,вым входом регистратора 5, а второйвыход - с блоком фильтрации б,вы 40:ход которого подключен к первому вхо;.ду блока 7 оценки величины сигнала и входу блока 8 оценки производной сигнала. Выход блока 8 подключен к второму входу блока 9 прогнозирования сигнала и первому входублока 4 сравнения, Выход блока 9 под"ключен к второму входу блока 4 сравнения и второму входу блока 7 оценки величины сигнала, первый выходкоторого подключен к первому входублока 9 прогнозиронания сигнала, авторой выход подключен к второму входу регистратора 5. Второй выход блока 4 сравнения подключен к входу блока 10 оценки знака ошибки прогнозирования сигнала, выход которого через блок 11 сглаживания подключенс-, к нходу блока 12 поднастройки коэффициентов. Первый выход блока 12 поднастройки коэффициентов подключен, 60 к дополнительному входу блока 6фильтрации, второй выход - к допол-,йительному входу блока 8 оценки производной сигнала,а третий ныход"кдополнительному входу блока 7 оцен 65 ки величины сигнала,Изобретение относится к тепловым измерениям и может быть использовано, в частности, в металлургии для контроля температуры жидкого металла посредством термоэлектрического преобразователя кратковременного погружения.По основному авт.св. Р 872981 известно устройство для определения температуры жидкого металла,содержашее последовательно соединенные термоэлектрический преобразователь, блок предварительной обработки и блок усреднения сигнала, блок сравнения, регистратор, блок фильтрации, блок оценки величины сигнала, блок оценки производной сигнала и блок прогнозирования сигнала,пер.вый вход которого подключен к перво му выходу блока оценки величины сиг. нала, второй вход подключен к выходу блока оценки производной сигна ла и первому входу блока сравнения, а выход соединен с вторым входом блока оценки величины сигнала и вто 1 рым входом блока сравнения, первый выход которого подключен к первому входу регистратора, а второй выход через блок фильтрации подключен к входу блока оценки производной сиг нала и первому входу блока-оценки величины сигнала, второй выход которого соединен с вторым входом регистратора, причем выход блока усреднения сигнала подключен к третьему входу блока сравнения.Б этом устройстве определение температуры жидкого металла осуществляется путем снятия и замеров в течение определенного интервала времени с последуюшей обработкой сигналов замеров, при которой путем оценки производной сигналов устанавливается наличие стационарноо участка на температурной кривой, а окончательный результат измерения формируется путем обработки сигналов замеров, сделанных на этом участке, и сравнения с оценкой температуры для этого участка 1.Недостатком устройства является низкая точность определения температуры, связанная с тем, что оно непозволяет получать достоверные оценки температуры на тех замерах,где стационарный участок температурной кривой имеет небольшую длительность. Наличие таких участков объясняется, апример, Повышенной инерционностью отдельных экземпляров термоэлектрйче ких преобразователей, замедленным погружением термопреобраэователя в металл и малым временем пребыаания там быстрым сгоранием термопреобраэователей разового пользования. Вследствие того что оценка величины сигнала формируется с учетом оценки про взводной сигнала, которая обладает инерцией при переходе с участка про-,Трева термоэлектрического преобразователя к стационарному участку,н ходе всего замера наблюдается затянутыйпереходной процесс оценки сигнала относительно действительного значения,Наличие такого переходного процессаувеличивает длительность всегозамера температуры.Целью изобретения является повы 10 шение точности и сокрашение длительности определения температурыметалла.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для определе 15 ния температуры жидкого металланнедены последовательно соединенные блок оценки знака ошибки прогнозирования сигнала, блок сглаживания и блок поднастройки коэффициентон,при этом вход блока оценки знакдошибки прогнозирования сигнала подключен к второму выходу блока сравнения, а первый, второй и третийвыходы блока поднастройки коэффициентов подключены соответственно кдополнительным входам блокон фильтрации, оценки производной сигналаи оценки величины сигнала,На чертеже приведена блок-схемаустройства.,знака сигнала Ии 3, поступает вблок 11, где осуществляется его преобразование типа экспоненциальногосглаживания с настраиваемым коэф"фициентомс( из диапазона /0,05(.075/с1 И 1= ВСИМ 61 ЦЪ 1 Ь 3-ВСИ(б)Сигнал с выхода блока 11 сглажива 1ния поступает на вход блока 12 поднастройки коэффициентов, где рассчи тываются и З,с(Ии оГи 3 повыражениямЬСИ 1=5 ОС 8 Ь СИ);аь 3.10Сд ь 3);И 42 Ц +Сс).5 АЗИЗ)у (7)где 3 ис( - базовые значения настроек (постоянные коэффициенты);С 4,С,( и С( - настраиваемые коэффициенты из диапазона (2 От 4 рО)Значениеи Зпоступает на дополнительный вход настройки блока бфильтрации. Значение 4193 поступает надополнительный вход настройки блока7 величины сигнала, а значение 4 ГИ 1поступает на дополнительный входнастройки блока 8 оценки производнойсигнала.Искомое значение температуры принимается равным оценкесигнала С, Ьпри условии, что оценка производной сигнала С Ь 3 меньше или равнаустановленному порогуна заданномчисле 2 временных тактов отсчета сигнала, т,е, выполняется условие=О,1.Сравнение текущей оценки произ -водной с уставкой выполняется в блоке сравнения, с выхода которого в"определенный момент, соответствующий выполнению условия (8), подается сигнал в регистратор на выдачурезультата.,Наличие в устройстве новых элементов - блока оценки знака ошибки прог.,нозирования сигнала, блока сглаживания и блока поднастройки коэффициен.тов - позволяет обеспечить опре.деление температуры на сравнительно коротких стационарных участкахтемпературной кривой и тем самым повысйтьточйбсть определения температуры жидкого металла, а такжеускорить процесс определения темцературы жидкого металла.2 Ти аж 873 Подпйсное(5) Устройство работает следующимобразом.Сигнал термоэлектрического преобразователя 1 преобразуется в блоке 2 предварительной обработки вдискретный сигнал Ч)3, :1,2, с 5шагом квантования времени б 1 и поступает в блок 3 усреднения сигнала,где производится обычное усреднениеего, а также запоминание полученныхоценок. Дискретный сигнал ЧЬ 3, и= 10=1,2, с шагом квантования времени Ьй=йи-, дИФ 4, сформированныйна выходе блока 3 усреднения, поступает на третий вход блока 4 сравнения. На второй вход этого же блокаподается прогнозируемое значениелсигнаЛа ЧИ 3, определяемое в блоке 9прогнозированиФ сигнала по уравнениюЬЗ=С Ь+ДИСИ-(1,20( -13- оценка производной сигнала, определяемая в блокеоценки производной сигнала на предыдущем шаге.Выходной сигнал с второго выходаблока 4 сравнения 30ЦИ 3=ЧЬЗ "Ч 1 И 1; (2)поступает в блок б фильтрации, гдереализуется следующая функцияА /Щ 1; 1 ЕЬ 31 ИИ 1;35% СеЬЭ) =В ЬЗ; МРЕМ; )Е Ь 3)ЮГиЗ, (3)Где ЧЙ 3)0 - некоторый паРеметр,определяющий свойство защиценности от влияния грубых измерений, который 40рассчитывается в каждоми такте в блоках 10-12(в известном устройствевеличина Ги 3 постоянна для всех тактов измерения).Определение величины СГи 1 в блоке7 оценки величины сигнала производится по выражениюС ЬЗ=С 11.И+д СдТИЫ 1 СИИьИЬ 1), 50а величины СЬ 3 в блоке 8 оценкипроизводйой сигнала - по выражению .СЬ 1=СЬ-О+., Си 3 Ч 8 Е Ь 3),где коэФФициенты с(ГИЭи (Ь 1 поднастраиваются в каждом и-м тактев тех же блоках 10-12, что и ВАГИЗДля осуществления поднастройки щкоэффициентов 4 Ги 1,33 и Ги 3 вблок 10 оценки знака ошибки прогнозирования сигнала поступает со второВНИИПИ Заказ 5992 4илиал ППП Патент го выхода блока 4 сравнения величинаошибки прогнозирования сигнала ГИ 3.Сйгнал Я 1 дп НИ,)с выхода блока 10,