Устройство для определения температуры жидкого металла

(51)М. Кл. с присоединением заявки М 0 О 1 К 7/02 3 Ьеудеретеелнмй квинтет СССР ае делам лзебретелий л фткрьплйДата опубликования описания 15,10.81 В.И.Соловьев, Р,А.Симсарьян, В.П.фададв А.А.Ершов,Т.М,Даниелян, А,Е.Кошелев и В+-.ЛачковОрдена Ленина институт проблем,Зап но-Сибирскийметаллургический завод шт.50-летия, Великого Октябряи Сибирский иеталлургическж институтим, Серго Орджоникидзе.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОГО МЕТАЛЛАИзобретение относится к темпера- турным измерениям и предназначено для измерения температуры жидкого, металла посредством термоэлектрического термометра кратковременного погружения.Известен цифровой термометр, со- держащий термоэлектрический датчик температуры, соединенный через входной переключатель с преобразователем напряжение - частота, ключевое устройство, блок памяти, блок управ-, ления, который может быть использован для измеоения температуры жидкого металла 1 1. Недостатком этого термометра является неудовлетворительная точность определения температуры, обусловленная тем, что измеренный сигнал зашумлен различного рода помехами, воз никающими из-за несовершенства термоэлектрических термометров, измери" тельных цепей,2Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для определения температурыжидкого металла, содержащее последовательно соединенные термоэлектричесф кий термометр, блок предварительной.обработки и блок усреднения сигнала,блок оценки производной сигнала, соединенный с первым входом блока сравнения, первый выход которого соеди- .нен со входом регистратора Г 21Однако это устройство не обеспечивает достаточной точности и достоверности, так как определение температуры путем обычного усредненияфактического сигнала возможно только при действии так называемых гауссовских помех. Грубые измерения типа "выбросов" уменьшают точностьопределения температуры.Целью изобретения является повышение точности определения температуры.Поставленная цель достигаетсятем , что в устройство введены блок872981 4поступает в блок фильтрации грубыхизмерений 6, где реализуется следующая функция 5 ео,), 1 е к 11 р МеИ ер еп 1,ещ)р, З) прогнозирования сигнала, блок оценки величины сигнала и блок фильтрации, вход которого подключен ко второму выходу блока сравнения, а выхццсоединен со входом блока оценки производной сигнала и первым входом блока оценки величины сигнала, второйвход которого соединен с выходом блока прогнозирования и вторым входомблока сравнения, а выходы соединеныс регистратором и первым входом блока прогнозирования сигнала, причемпервый вход блока сравнения соединенсо вторым входом блока прогнозирования, а третий вход подключен к выходублока усреднения сигнала.На чертеже приведена блок-схемаустройства,Устройство содержит последовательно соединенные термоэлектрическийготермометр 1, блок предварительнойобработки сигнала 2, блок усреднениясигнала 3, блок сравнения 4, регистратор 5, блок фильтрации 6 грубых измерений, блок оценки величины сиг,нала 7, осуществляющий определениеи запоминание величины сигнала, блокоценки производной сигнала 8, блокпрогнозирования сигнала 9.Устройство работает следующим об 30разом,Дискретный сигналМГ), п=1,1с шагом квантования времени ьп=й "й , сформированный в .блокахр тмин1-3 с выхода блока усреднения сиг,.нала 3 поступает на вход блока срав-.1 нения 4. На другой вход этого жеблока подается прогнозируемое значение сигнала з Гп 1 , определяемое вблоке прогнозирования сигнала 9 поуравнению4 О где 10 - некоторый параметр, определяющий свойства защищенности алгоритмов от влияния грубьы измерений, Например, если обычная помехаимеет нормальное распределение с нулевым средним и дисперсией о , то параметр 1 можно выбирать )-9.в виде 9 =Ь 5+2,56, где ь 5 - модуль вероятного приращения полезного сигнала на соседних отсчетах. Функция вида (3) может быть реализована пропорциональным звеном с зоной насыщения.В блоке 8 производится определение и запоминание оценки производной сигнала С ГП по рекуррентному ,уравнению С п 3:С 2 Г- +д.Р 1 ЕГь, И) а в блоке 7 производится определение . и запоминание оценки величины сигнала СГЬ 1 по следующему рекуррентному уравнению СГ 1= СГп-+а, С, п+4 Чь 1 еМ 1, 5) где с(, и- настраиваемые параметры.Искомое значение температуры принимается равным оценке полезного сигнала С л 1 при условии, что оценка производной сигнала С 1 меньше2или равна установленному порогу у на заданном числе 1 временных тактов отсчета сигнала, т.е.л:СпЗ+ ъ С 2 -3Эгде С 1 п- оценка сигнала, определяемая в блоке оценкивеличины сигнала на предыдущем шаге;С п -Ц - оценка производной сигйнала, определяемая вблоке оценки производнойсигнала 8 на предыдущемшаге.Выходной сигнал блока сравнения 4,равйГпЗ=хСьЗ-хГь 1, О С,Р-КЯ У, К=0,1,Ъ(Е) . СЬ)45 Сравнение текущей оценки производной с уатавкой выполняется в блокесравнения 4, с выхода которого в опре-,деленныймомент, соответствующий выполптол-,нению условия6), подается сигнал 50 в регистратоПрименение устройства позволяет с более высокой точностью определять температуру металла, так как прогнозирование сигнала и основанная на нем помехозащищенная корректировка обеспечивают фильтрацию грубых измерений и выделение информативного участка8729 формула изобретения ВНИИПИТир кривой, характеризующего установившуюся температуру. Устройство для определения темпера" туры жидкого металла, содержащее последовательно соединенные термоэлектрический термометр, блок предваритель-о ной обработки и блок усреднения сигнала, блок оценки производной сигнала, соединенный с первым входом блока сравнения, первый выход которого соединен со входом регистратора, о т - 1 Б л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения температуры, в него введены блок прогнозирования сигнала, блок оценки величины сигнала и блок фильтрации вход щ .которого подключен ко второму выходу блока сравйения, а выход соединен со филиал ППП "Патент",.Ужгород,ул.Проектная 81 6входом блока оценки. производной сигнала и первым входом блока оценки величины сигнала, второй вход которого соединен с выходом блока прогнозирования и вторым входом блока сравнений, а выходы соединены с регистратором и. первым входом 6 лока прогнозирования сигнала, причем первый вкад блока сравнения соединен со вторым входом. блока, прогнозирования, а третий вход 1 подключен к выходу блока усреднения сигнала. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 246115, кл. С 01 К 7/02, 1974.2. Шифер П., Бретц М. Применениецифровых измерительных устройств дляопределения температуры погружнымитермопарами. - "Черные металлы",1967, У 7, с. 38, рис. 8.