Устройство для контроля концентрации углерода в жидком металле

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 06.09,74 (21) 205с присоединением заявки Уев(45) Дата опубликования описан 23/18-24 (51) М 06 Р 15/46 01 М 25/06 Гасударственный камитет Саввта Министрав СССР па делам ивабретений н аткрытий) Заявите,дена Ленина институт кибернетики АН Украинск) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРО В ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ чеоботим Изобретение относится к вычислительнои технике и может быть использовано при физико-химическом анализе металлов и сплавов, например, в черной металлургии для автоматического контроля содержания углерода в жидком металле.Известны устройства, содержащие последовательно соединенные кристаллизатор, датчик температуры, блок регистрации, преобразователь перемещение-код и распределитель сигналов, вход которого подключен к выходу генера- О тора тактовых импульсов, счетчик порога и реверсивный счетчик, входы сложения и вычитания которых соединены с соответствуюшими выходами распределителя сигналов, выход счетчика порога подключен к входу установки15 счетчика времени, выход которого соединен с единичным входом триггера и управляющим входом регистра, выход которого через функциональный преобразователь подключен к информационному выходу устройства, вход соединен с выходом реверсивного счетчика, единичный выход триггера подключен к управляюгцему выходу устройства.На практике встречаются случаи, когда в связи с нарушением технологии отбора пробы металла (малая порция пробы, недостаточное ее раскисление и пр.) на кривой охлаждения отсутствует площадка лнквидуса, и о производить повторный анализ.Однако в известны.; устройствах для таких случаев не предусмотрена сигнализация об окончании цикла цзмерсция и необходимости проведения повторного анализа. В качестве такой сигнализации в известных устройствах можно использовать тот факт, что каретка блс 1- ка регистрации вернулась в исходное (крайнее левое) положение. Такой сигнал может быть выдан с помощью, например, мцкровыключателя, расположенного в крайнем левом положении. Но практически каретка возвращается в крайнее положение цо цстсчецию значительного времени (до 2 - 2,5 миц с момента начала движения). В связи с этим при использовании такого сигнала будет потеряно зца штельцое время, что в конечном итоге скажется ца производительности устройства.Кроме того, в известных устройствах не исключена возможность регистрации ложной площадки, которая может появиться на кривой по истечеию времени, превышающего реальное время образования площадки лцквидуса, которе практически составляет 25 - ЗО с с момента взят,я пробы металла. Указанное обстоятельство снижает надежность устройства.Так, например, если время цикла принято г=25 с, то при частоте импульсов на входе 1 - 4 Гц код правен 100 (двоичное число 100100). Следовательно, перекгночатели третьего, шестого и седьмого разрядов блока 14 необ-ходимо установить в положение единицы, а остальные - в положение нуля,5560 Целью изобретения является повышение производительности и надежности устройства.Для этого в устройство введены элементы И, сигнализатор повторения анализа, блок переключателей и счетчик цикла, выход которого через блок переключателей соединен с входами первого элемента И, управляющий вход которого подключен к нулевому выходу триггера, выход соединен с управляющим входом второго элемента И и входом сигнализатора повторения анализа, выход которого подключен к выходу устройства, выход распределителя сигналов через второй элемент И подключен к счетным входам счетчика времени и счетчика цикла.Введение новых компонентов и связей с одной стороны позволяет осуществить сигнализацию о необходимости повторения анализа при отсутствии площадки ликвидуса на кривой в течение времени цикла измерения, а с другой стороны предотвращает возможность ложного срабатывания устройства на непредставительной площадке, наступившей по истечении реального времени цикла.На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.Устройство для контроля концентрации углерода в жидком металле содержит кристаллизатор 1, датчик температуры 2, блок регистрации 3, преобразователь 4 перемещения в код, распределитель сигналов 5, генератор 6 тактовых импульсов, счетчик времени 7, счетчик 8 порога, реверсивный счетчик 9, регистр 10, функциональный преобразователь 11, триггер 12, счетчик 13 циклов, блок 14 переключателей, элемент И 15, сигнализатор повторения анализа 16, элемент И 17, выходы 18 - 20 устройства.Выходами устройства являются выходы функционального преобразователя 11 (информационный выход), выходы триггера 12 и сигнализатора повторения анализа 16 (сигнализирующие и управляющие выходы),Устройство работает следующим образом.Вкристаллизаторе 1 проба жидкого металла охлаждается и при достижении температуры ликвидуса начинает кристаллизоваться. Датчик температуры 2 контролирует изменение температуры металла во времени. Сигнал от датчика 2 поступает в блок регистрации 3, на котором фиксируется кривая изменения температуры металла. При этом в зависимости от изменения температуры каретка блока 3 перемешается в ту или иную сторону,Перемещение каретки блока 3 с помощью преобразователя 4 преобразуется в унитарный код - последовательность электрических импульсов, количество которых пропорционально перемещению. В зависимости от направления движения каретки импульсы от преобразователя 4 через распределитель сигналов 5 поступают на вход сложения или вход вычитания реверсивного счетчика 9. В результате в последнем образуется код текущей температуры металла.Импульсы от преобразователя 4 через распределитель 5 поступают также на входы сло 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 жения и вычитания счетчика 8. Если на любойиз его входов поступит число импульсов, соответствующее величие с,.равной порогу нечувствительности устройства к перемещению кареткина участке кристаллизации, то на одном из еговыходов (в зависимости от знака перемещениякаретки) образуется импульс переполнения.Этот импульс автоматически устанавливаетсчетчик 8 в нуль и поступает на вход установкив нуль счетчика времени 7.На счетный вход счетчика времени 7 черезэлемент И 17 и распределитель 5 поступают импульсы от генератора 6. Распредели.ель 5 предназначен для разделения во времени сигналовот генератора 6 и преобразователя 4, что необходимо для обеспечения надежности устройства.После каждого сброса счетчика времени7 импульсом на выходе переполнения счетчика8 счетчик времени 7 начинает новый отсчетвремени - считает импульсы генератора 6. Если по истечении промежутка времени, на который настроен счетчик времени 7, он не будетсброшен импульсом переполнения счетчика 8,т. е, колебания каретки в течение этого временине превысили величины , то на выходе переполнения счетчика времени 7 образуется импульс. Этот импульс поступит на единичныйвход триггера 12 и на управляющий вход регистра 1 О,Таким образом, при перемещении кареткиблока 3 на участках кривой, где отсутствуетплощадка, счетчик времени 7 будет постоянносбрасываться импульсами переполнения счетчика 8, не успев переполниться, При наступлении площадки ликвидуса счетчик 8 переполняться не будет, и на выходе переполнениясчетчика времени 7 образуется импульс, кото-рый перепишет из реверсивного счетчика 9 врегистр 10 код температуры ликвидуса.Счетчик 13 предназначен для подсчета общего времени цикла измерения с момента начала движения каретки, Как только каретка начинает движение с крайнего левого положения, счетчик 13 с помощью встроенного в блок3 микровыключателя устанавливается в нуль.По мере движения каретки в процессе охлаждения пробы металла импульсы от генератора6 через распределитель 5 и открытый элементИ 17 поступают на вход счетчика 13. На блоке14 устанавливается код (вручную при настройке прибора), соответствующий максимальномувремени до образования площадки ликвидуса исоответствующий времени цикла измерения г,.Этот код п. может быть определен из следующего соотношения: п=тгде - частота импульсов на входе счетчика цикла, Гц;- время цикла, с.596959 Фор,)гд.га ггзобретенгг;г 1)1)И)111 Здкии 111) )т Ги)гд;и Ь 2 Ьо,хи и и и. Филиил ППП аиг": т , и. Уги, иг "1., .гиии. 1 Каждый из переключателей блока 14 подключает к элементу И 15 единицу или нуль соответствующего разряда счетчика цикла. Следовательно, когда в счетчике 13 образуется число пц, соответствующее времени цикла измерения, то на входы элемента И 15 поступят разрешающие потенциалы. Если при этом триггер 12 находится в нулевом состоянии, что означает отсутствие плоцадки ликвидуса в течение цикла измерения, то выходной сигнал элемента совпадения поступит на управляющий вход элемента И 17. Элемент И 17 закроется, в связи с чем прекратится прохождение импульсов генератора на вход счетчика времени 7 и счетчика циклов 13. Тем самым блокируется сигнал об окончании времени цикла и предотвращается возможность образования импульса переполнения на выходе счетчика времени 7 при появлении площадки после окончания времени цикла измерения. Одновременно с этим выходной потенциал элемента И 15 поступает на вход сигнализатора повторения анализа 16. Если же в течение времени цикла измерения площадка ликвидуса обнаружена, то триггер 12 устанавливается в единичное состояние. Тем самым предотвращается возможность выдачи сигнала на повторение анализа.Для преобразования кода температуры ликвидуса, занесенного в регистр 10, в код концентрации углерода в устройстве предусмотрен функциональный преобразователь 11, реализующий известную зависимость между указанными величинами. Устройсгво для контроля концентрации углерода в жидком металле, содержащее последовательно соединенные кристаллизатор, датчик температуры, блок регистрации, преобра зователь перемещение-код и распределитель сигналов, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, счетчик порога и реверсивный счетчик, входы сложения и вычитания которых соединены с соответствующими выходами распределителя сигналов, выход счетчика порога подключен к входу установки счетчика времени, выход которого соединен с единичным входом триггера и управляющим входом регистра, выход которого через функци З ональный преобразователь подключен к информационному выходу устройства, вход соеди.цен с выходом реверсивного счетчика, единичный выход триггера подключен к управляюцгему выходу устройства, от.гггчаюшееся тем, что, с целью повышения производительности и надежности устройства, в него введены элементы И, сигнализатор повторения анализа, блок переключателей и счетчик цикла, выход которого через блок переключателей соединен с входами первого элемента И, управляющий вход которого подключен к нулевому выходу триггера; выход соединен с управляющим входом второго элемента И ц входом сцгнализатора повторения анализа, выход которого подключен к выходу устройства, выход распределителя сигналов через второй элемент И подключен к счетным 30 входам счетчика времени и счетчика цикла.