Устройство для измерения уровня жидкого металла

ОЕ а) СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН зд) 6 01 Р 23/14 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ бъе 981,ги- о-изменности Строй(проГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ н двтосков сюидетвытви(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯУРОВНЯ ЖИДКОГО МЕТАЛПА, содержащееизмерительную трубу с приводом,источник давления, соединенный сдатчиком давления, о т л и ч а ю- .щ е е с я тем, что, с целью распкрения функциональных возможностейустройства, оно снабжено дифференцирующим блоком, датчиком скорости,блоком умножения, компаратором идвумя. задатчиками, при этом днфференцирующий блок соединен с датчикомдавления и с первым входом компаратора, датчик скорости связан с изме"рительной трубой и с первым входомблока умножения, два задатчика через ключ соединены с вторым входомблока умножения, который связан свторым входомкомпаратора.Вход управления ключа 10 соединен с выходом компаратора 7,. ам 1вход "Сброс" - с кнопкои Сброс (не,показано) при ручном управле-, нии или с выходом блока управления (не показано) при автоматическом управлении, в устройстве имеются также задатчики 11 и 12 плотности (шлака и стали) соответственно, представляющие собой регулируемые источники стабилизированного напряжения, выходы которых подключены к соответствующим входам ключа.Устройство работает следующим образом. 1112236Изобретение относится к измери" тельной технике и может .найти применение в различных системах контрбля и управления, в частности, в атомном машиностроении и котлостроении, в,металлургическом производстве для измерения уровня шлака-металла. при вакуумировании стали.Точное определение уровня шлака и границы раздела шлак-металл имеет 1 О большое значение для стабилизации технологических процессов металлур" гического производства плавки, разливки, внепечной обработки жидкого металла, а также необходимо для 15 управления технологическим оборудованием.Недостатком устройства является, необходимость фиксированного установления его в резервуаре, где из" що меряется уровень границы двух сред, что неприемлемо для измерения границы раздела шлам-металл в сталеразливочном ковше, так как необходимо ориентировочно знать колебания по ложения границы раздела для установки устройств отбора.Известно устройство, реализующее способ контроля уровня поверхности расплавленной стали в изложнице, ко- З торое содержит источник давления, подключенный через регулятор давления, дроссельный механизм и трубу с отверстием для выпуска газа, расположенным в определенной точке излож 35 ницы, выход и вход дросселя подключены, кроме того, к дифманометру, измеряющему разность давлений до и после дроссельного механизма 11.Недостатком устройства является то, что оно не позволяет определять уровень стали, на поверхности которой находится шлак, поскольку выходной сигнал устройства зависит не только от уровня стали, но и от толщины шлака, которая может варьироваться в различных пределах.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрои" ство, способное измерять уровень границы раздела сред при перемещении чувствительного элемента, содержащее двигатель, связанный с измерительной трубой, которая соединена с источником и датчиком давления 2 .55Недостатком известного устройства яв ляется невозможность измерения толщины шлака над уровнеи стали, что сужает функциональные воэможности устройства,1Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство, содержащее измерительную трубу с приводом, источник давления, соединенный с датчикомдавления, снабжено дифференцирующимблоком, датчиком скорости, блокомумножения, компаратором и двумя задатчиками, при этом дифференцирующий блок соединен с датчиком давления и с первым входом компаратора,датчик скорости связан с измерительной трубой и с первым входом блокаумножения, два задатчика через ключсоединены с вторым входом блока умножения, который связан с вторым вхо"дом компаратора.На чертеже изображена блок-схемаустройства,Устройство содержит источник 1давления газа, дроссель 2, измерительную трубу 3, длина которой превышает максимальную толщину шпака.Труба через дроссель подключена кисточнику давления и помещена вкерамическую трубу 4.,",.;тиик 5 давлЕния, например манометр с электрическим выходом, дифференцирующееустройство 6, компаратор 7, одинвход которого через дифференцирующее устройство 6 подключен к выходудатчика 5 давления, датчик 8 скорости перемещения трубы, напримертахометрический, связанный с приводом перемещения трубы (не показано), блок 9 умножения, через который датчик 8 скорости перемещениятрубы связан с вторым входом компаратора 7, ключ 10 (электронный ана"логовьй), выход которого подключенк второму входу блока 9 умножения.12236 3Газ, не оказывающий вредного воздействия на расплавленную сталь, например, аргон, от источника 1 стабилизированного давления через дроссель 2 поступает в трубу 3 и через отверстие в трубе 3 выходит в атмосферу, при этом в трубе 3 создается давление, равное атмосферному давлению, преобразуется датчиком 5 давления в электрический сигнал, поступающий на вход дифференцирующего устройства 6. Перемещаясь в сторону поверхности. . расплавления металла, труба 3 погружается вначале в шпак 13, проходит толщу шлака, а затем погружается в расплавленный металл 14. При этом давление в трубе 3 растет по мере погружения в шлаке пропорционально плотности шлака, а по мере погружения в жидкий металл (сталь) - пропорционально плотности металла. На границе раздела воздух-шпак-шлак-ющкий металл скорость измерения давления резко воз" растает.На первом задатчике 11 плотности среды устанавливается напряжение, пропорциональное наименьшей плотности шлака, а на втором задатчике 12 устанавливается напряжение, пропорциональное наименьшей плоскости стали. От системы управления или вручную включается механизм перемещения трубы 3 и подается сигнал "Сброс" на вход ключа 10 (например, от кнопки "Сброс". При этом первый задатчик 11 плотности подключается к блоку 9 умножения. Далее производится перемещение трубы в сторону поверхности жидкого металла. Выходной сигнал датчика 5 давления дифференцируется с помощью дифФеренцирующего устройства 6, навыходе которого образуется сигнал,пропорциональный скорости нарастаниядавления, поступающий на один извходов компаратора 7, на другойвход которого подается сигнал с датчика 8 скорости перемещения трубычерез блок 9 умножения. На второйвход блока 9 умножения предварительно поступает через ключ сигнал спервого задатчика 11 плотности средыПри этом на выходе блока 9 умноженияустанавливается напряжение, пропорциональное минимальной скорости нарастания давления в шлаке,4При достижен:ш трубой 3 поверхностй шпака скорость нарастаниядавления резко увеличивается и достигает скорости нарастания давленияв шлаке, при этом компаратор 7 срабатывает, перепад напряжения, возникающий на выходе компаратора 7,переводит ключ в другое состояние.При этом ключ 10 соединяет вход1 О блока 9 умножения с вторым задатчиком 12 плотности.На выходе блока 9 умноженияустанавливается напряжение, пропорциональное минимальной скоростинарастания давления в стали,Поскольку труба 3 находится в шлаке,то выходной сигнал дифференцирующего устройства 6 пропорционаленскорости нарастания давления в шлаке20 .и, следовательно, меньше выходногосигнала блока 9 умножения. Это приводит к возвращению компаратбрав исходное состояние.Таким образом, на выходе компара 25 тора 7 формируется короткий импульс,передний фронт которого соответствует моменту времени, когда измери-.тельная труба 3 находилась на границе воздух-шлак. Этот импульс являетсявыходным и используется для индикации и регистрации границы воздух-шлак,При достижении трубой границышлак-металл выходной сигнал дифференцирующего устройства 6 достигает35величины. выходного напряжения блока9 умножения, компаратор 7 срабатывает,.и на его выходе формируетсяперепад напряжения, передний Фронткоторого соответствует моменту вре 40 мени, когда труба 3 находилась награнице шлак-металл. Этот перепадвключает механизм подъема (не показан) трубы. Скорость нарастаниядавления падает, и компаратор 7возвращается в исходное состояние.Выходной сигнал компаратора 7используется для индикации и регистрации границы шлак.-металл,определения уровня жидкого металла,определения толщины шпака.Предложенное устройство по сравнению с известными позволяет расширить функциональные возможностиустройства, а именно измерять границу раздела двух сред с различнойплотностью, например, шлак-жидкаясталь, измерять толщину шлака и урвень стали, автоматизировать и.соьратить время измерения.1112236 М. Рачковюбняк Корре оставит ехред Л/актор Т. Кугрыш Била аказ 6446 Проектная,4 ППП "Патент", г. Ужго 7 Тирам 609 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.