Устройство для регулироваиия температурногополя

1 1ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ 323872 Союз Соеетсннл Социалистическиа РессублииК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваМ. Кл. Н 05 Ь 7/16Г 27 с 1 19100 6 05 д 23,27 Заявлено 01.Х 11,1969 ( 1381018/24с присоединением заявкиПриоритет Комитет ао делам изобретений и открыт при Совете Министре СССРтДК 621 365 691,53 ,533 (088.8) Опубликовано 10.Х 11.1971. Бюллетень1за 1972 Дата опубликования описания 10.11.1972 Авторы зобретеция воров, Г. П. Изотов, В,П. Чубаров, А. М.В. Х. Хайдаров, В. сесоюзцый цаучцо-ис Институт автоматики ледовательскии и телемеханики явител СТРОЙ ЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ Изобретение относится к области управлсция электронно-лучевым нагревом материалов (цапример, при вьптлавке слитков), Известцо устройство для управления электронно-лучевым нагревом материалов, содержащее систему отклоцеция луча, сканирующий пирометр с отклоцяющей системой, генератор отклоцяющих напряжений и олок сравнения измеряемой температуры с заданной. Однако это устройство е обеспечивает регулировация уровня температурного поля, а также це способцо компсцсировать локальные отклонения температуры от заданного распргделепия.Описываемое изобретение це имеет указанных недостатков благодаря тому, что вьход блока сравнения соедицец через блок задержки с регулятором мощности электронного луча, а выход генератора отклоняющих цапряжеций соедипец с отклоцяющей системой пирометра цепосредствеццо и через блок задержки - с системой отклоцеция электронного луча. Все это обеспечивает регулировацие температурцого поля путем сицхроццого движения по какой-либо траектории точки съема информации и электронного пучка регулируемой мощности с некоторым опережецием точки съема информации отцссительцо точки воздействия.На чертеже изображецо устройство для регулирования емпературцого поля. Катыс, Р. Н, Блаут-Блачев, . Рощин и Е, С, Морев институт твердых сплавов (техцической кибернетики) Испускаемый катодом 1 пучок электроцов2 (электроццый луч) под депствием электромагнитной отклоняющей системы 3 движется по цексторой траектории (построчцой, спи ральцоц, розеточцой и т. п,) по поверхностицагреваемого материала 4 По той же траектории с некоторым опережением движется точка съема информации 5. Съем ицформацип (измерецпе температуры) происходит через 10 смотровое окцо 6 посредством зеркала 7 иобъектива 8 сканирующим ппрометром 9, развертка которого осуществляется с помощью отклоняющей системы 10. Питание отклоняющих систем 3 и 10 происходит от общего ге цератора 11 отклоняющих цапряженпй, благодаря чему обеспечивается сицхронцость движения точки съема информации и электронного луча. Для опережения съема ицформацпи относительцо воздействия цапряжецие 20 ца отклоняющие катушки 3 луча подается сгенератора 11 через блок 12 задержки, Время задержки определяется скоростью скаци.рования и величицой опережения, которое, в свою очередь, выбирается в зависимости от 25 тепловых характеристик цагреваемого материала (теплопроводцости, теплоотдачи и др.) и динамически.; характеристик элементов системы управления.Снимаемый с ппрометра сигнал после усц лепия поступает в канал регулирования мощности электронного луча, включающий блок 18 сравнения фактических температур на траектории сканирования с заданными и линию 14 задержки усиленного разностного сигнала. Время задержки этого сигнала равно времени задержки отклоняющего напряжения в блоке 12. Разностный сигнал с выхода линии задержки поступает па регулятор 15 мощности луча, подключенный к управляющему электроду (аноду) 16 электронной пушки,Устройство работает следующим образом. Если в некоторых зонах объекта фактическая температура выше (ниже) заданной, то к моменту прохождения через эту зону электронного луча мощность его будет снижена (повышена), В результате этого после прохождения электронного луча (за один илн несколько периодов) обеспечивается заданный уровень и конфигурация температурного поля на поверхности объекта.В случае, когда для нагрева материалов используется круговая траектория сканирования, в изобретении предусматривается управление не только мощностью луча, но и радиусом сканирования. Для этого к выходу пирометра присоединен вычислительный блок 17, состоящий из элемента 18 усреднения температуры за цикл сканирования поля, элемента 19 сравнения средней круговой температуры (Е 1 ср) с температурой в центре поля (с 1,) и усилителя, Выходной сигнал вычислительного блока управляет амплитудой выходного (синусоидального) напряжения генератора 11, что обеспечивает выравнивание температурного поля, которое при малом радиусе сканирования имеет повышение температуры в центре, а при слишком большом радиусе сканирования - провал в центре.Для измерения температуры в центре температурного поля в схему введен электронный ключ 20, отключающий в конце измерительного цикла сканирования на малое время отклоняющую систему 10 пирометра от генератора 11 и переводящий точку съема информации в центр поля. Кроме ключа 20 в устройство введен электронный коммутатор 21, управляемый также, как и ключ 20, генератором 22 коммутирующих напряжений и служащий для разделения сигналов, снимаемых с круговой траектории сканирования, от сигнала с центральной точки, Генератор 22 коммутирующих напряжений синхронизирован с работой генератора 11 отклоняющих напряжений, обеспечивая периодичность измерения температуры в центре.51)рсдх)ст изобретения 1. Устройство для регулирования температурного поля при электронно-лучевом нагреве материалов, содержащее систему отклонения луча, сканирующий пирометр с отклоняющей системой, генератор отклоня)ощих напряжений, блок сравнения измеряемой температуры с заданной, отличающееся тем, что, целью упрощения устройства и повышения точности автоматического поддержания заданного температурного поля на поверхности нагреваемого объекта, выход блока сравнения соединен через блок задержки с регулятором мощности электронного луча, а выход генератора отклоняющих напряжений соединен с отклоняюшей системой пирометра непосредственно и с системой отклонения электронного луча через второй блок задержки с тем же временем задержки, обеспечивающим синхронное движение по полю электронного луча и точки съема информации с некоторым опережением измерения по отношению к воздействию.30 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что, с целью автоматического регулирования температурного поля путем изменения радиуса при круговой траектории сканирования поля, выход пирометра дополнительно связан З 5 с вычислительным блоком сравнения усредненной температуры за цикл сканирования с температурой в центре температурного поля, выход которого подключен ко входу генератора отклоняющих напряжений40 3. Устройство по пп, 1 и 2, отличающеесятем, что, с целью периодического измерения температуры в центре температурного поля, в устройство введен генератор коммутирующих напряжений, выход которого соединен 45 со входами электронного ключа, установленного между генератором отклоняющих напряжений и отклоняющей системой пирометра, и электропного коммутатора, имеющего второй вход, соединенный с выходом пирометра, и 50 два вь)хода, которые соединены соответственно со входами элемента усреднения и эле мента сравнения вычислительного блока,323872С оста в и тель Д. Гитгарц Техред Е. Борисова Редактор В. ФельдманКорректор Е. ЗиминаЗаказ 174/2 Изд. Мо 1819 Тираж 448 Подписное11 ИИИПИ Комитета по делам изобрстспий и открытий при Совстс Министров ССС 1Москва, М.35, Рап 1 ская наб., д. 4/5тциографпп, пр. Сапунова, 2