Способ контроля гетерогенного процесса преобразования в турбулентном потоке расплавленного металла и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 С 2 1 С 5 / 3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АТЕНТ овский В.В,конвертернойяф 1978, с. 35 генулен-а 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Вашипари Кутато Еш фейлесте (НП)(72) Габор Пал, Габор Эндреци,Дьердь Холлош, Габор Надь,Габор Сенин, Ласло Бодии Золтан Балаж (Н 11)(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕТЕРОГЕННОГОПРОЦЕССА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА ИУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУДЕСТВЛЕ 1 ИЯ(57) Изобретение относится к контролю гетерогенных процессов в расплавленном металле и может быть использовано в металлургической проиппленносИзобретение относится к контролю гетерогенных процессов в расплавленном металле и может быть использова,но в металлургической проьышленностиЦелью изобретения является повышение надежности контроляНа фиг. 1 приведен спектр полученных акустических и вибрационных сигналов; на фиг. 2 - блок-схема устройства для контроля гетерогенного процесса преобразования; на фиг, 3 и 4 - варианты выполнения блока обработки сигналов,ти, Цель изобретения - повьаение надежности контроля. С помощью акустического приемного преобразователяпринимают акустические и вибрационные сигналы, вызванные колебаниямипузырьков газа,находящихся в турбулентном потоке расплавленного металла, анализируют спектр принятых сигналов с помощью блока обработки сигналов, используя в качестве параметра анализа отношение эффективных илисредних величин двух разных областейспектра, по этому отношению определяют мгновенное значение турбулентного коэффициента диффузии, который используют в качестве параметра контроля гетерогенного процесса. Для повышения уровня сигнала пузырьки газамогут быть вызваны искусственно вве-.дением специальных веществ в расплавленный метал, Обработка принятых сигналов может быть проведена с использованием весовой функции. 2 с, и 1э, и, ф-лы, 4 ил . Устройство для контроля гетеро ного процесса преобразования в турб тном потоке расплавленного металла содержит последовательно соединенные приемный преобразователь 1 акустических и вибрационных сигналов, усилитель 2, блок 3 обработки сиги лов и вычислительный блок 4, Блок обработки сигналов может быть выполнен в виде аналогового или цифрового делителя 5 и схемы разделения сигнала на области спектра или схемы спек трального преобразования сигнала с использованием весовой функции.Схема разделения сигнала на области спектра (фиг. 3) выполнена в виде двух параллельных каналов, первый иэ которых содержит последова 5 тельно соединенные фильтр 6 высокой частоты и первый блок 7 определения эффективной или средней величины, а второй - последовательно соединенный фильтр 8 низкой частоты, второй блок 9 определения эффективной или средней величины и сумматор 1 О, входы фильтров 6 и 8 высокой и низкой частоты под,ключены к выходам усилителя 2, выход первого блока 7 определения 15 эффективной или средней величины присоединен к второму входу сумматора 10 и входу делителя 5, а выход сумматора 1 О подключен к второму входу делителя 5. Схема спектрального преобразования 20 сигнала с использованием весовой функции (фиг. 4) выполнена в виде двух параллельных каналов, каждый из которых состоит из и параллельных цепей, каждая из которых в свою оче редь содержит последовательно соединенные узкополосный фильтр 11 и умножитель 12, последовательно соединенных сумматора 13 и блока 14 определения эффективной или средней ве личины входы узкополосных фильтров 11 подключены к выходам усилителя 2, выходы умножителей 12 каждого канала соединены с входами соответствующего сумматора 13, а выходы блоков 14 оп 35 ределения эффективной или средней величины подключены к входам делителя 5,Сущность способа контроля гетерогенного процесса преобразования в турбулентном потоке расплавленного металла заключается в следующем. С помощью акустического приемного преобразователя 1 ( например, микрофона) принимают акустические и вибрационные сигналы, вызванные колебаниями пузырьков газа, находящихся в турбулентном потоке расплавленного металла, преобразуют принятые сигналы в электрические сигналы и анализируют параметры спектросигналов, в частности с использованием весовой функции. В качестве параметров спектра сигналов используют отно;цение эффективных или средних величин двух разных областей анализируемого спектра, по которому определяют отно сительное мгновенное значение турбулентного коэффициента диффузии, и с его помощью контролируют гетерогенный процесс преобразования в турбулентномпотоке расплавленного металла. В случае необходимости, когда величина принимаемого сигнала недостаточна дляанализа, в расплавленный металл вводятся вещества, искусственно вызывающие появление в расплавленном металле искусственных пузырьков, которые .усиливают величину акустических и вибрационных сигналов, В качестве веществ используются, например, брикетылегирующего материала с добавлением,например, поваренной соли ( ЗЕ массыматериала), вдуваемый в расплав газилн поверхностно-активные порошкообразные вещества, При этом количествоэтих веществ должно быть таким, чтобыне влиять на качество металла,Работа устройства для контроля гетерогенного процесса в производстве,например, стали осуществляется следующим образом,Для получения измерительного сигнала применяется приемный преобразователь 1, например микрофон с остройдиаграммой направленности, усиленныйс помощью усилителя 2, сигнал с которого подается в блок 3 обработки сигналов к фильтру 6 высокой частоты сшириной полосы 7 кГц и фильтру 8 низкой частоты с нижней границей пропускания 100 Гц, Фильтр 8 обеспечиваетотфильтровывание шумов низких частот,источникоы которых является работающий поблизости. преобразователь тока.Шумы имеют максимальную амплитуду причастоте 50 Гц, Выходные сигналы фильтров 6 и 8 непосредственно подаютсяна блоки 7 и 9 определения эффективной или средней величины, а затем через сумматор 10 к делителю 5. Такимобразом, получаются электрические сигналы, пропорциональные единицам энергии показанного на фиг, 1 как Т иполного спектра частот отнопение которых даЕт измерительный сигналт,е.мгновенное значение коэффициента диффузии, При ином выполнении блока 3 обработки сигнала (фиг, 4) выходной сигнал соединенного с приемным преобразователем 1 усилителя 2 поступает кнескольким узкополосным фильтрам 11(фиг, 4) и через умножители 12 (фиг. 3)подводится к двум сумматорам 13, ачерез них - к двум блокам 14 определения .эффективной или средней величины. Выходы последних соединены с делителем 5 одной величины на другую8325 6 цесс преобразования в турбулентномпотоке расплавленного металла.2. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что принятые акустические и вибрационные сигналы подвергаются спектральному преобразованию с использованием весовой функции.3. Устройство для контроля гетерогенного процесса преобразования втурбулентном потоке распланценногометалла, содержащее последовательносоединенные приемный преобразовательакустических и вибрационных сигналов,усилитель, блок обработки сигналов ивычислительный блок, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, блок обработки сигналов выполнен в виде делителя 20 и схемы разделения сигнала на областиспектра или схемы спектрального преобразования сигнала с использованиемвесовой функции, причем схема разделения сигнала на области спектра вы полнена в виде двух параллельных каналов, первый из которых содержит последовательно соединенные фильтр высокой частоты и первый блок определения эффективной или средней величины, О а второй - последовательно соединенные фильтр низкой чатоты, второй блокопределения эффективной или среднейвеличины и сумматор, входы фильтроввысокой и низкой частоты подключенык выходам усилителя, выход первогоблока определения эффективной илисредней величины присоединен к второму входу сумматора и входу делителя,а выход сумматора подключен к второмувходу делителя, схема спектральногопреобразования сигнала выполнена в виде двух параллельюх каналов, каждыйиз которых состоит из п параллельныхцепей, каждая из которых содержит последовательно соединенные узкополосный фильтр и умножитель, последовательно соединенных сумматора и блокаопределения эффективной или среднейвеличины, входы узкополосных фильтровподключены к выходам усилителя, выхо 1. Способ контроля гетерогенного процесса преобразования в турбулентном потоке расплавленного металла, заключающийся в том, что принимают 3 акустические и вибрационные сигналы, обусловленные колебаниями находящихся в турбулентном потоке расплавленного металла пузырьков газа, естественно возникающих в турбулентном пото ке, и пузырьков газа,. в случае необходимости вызываемых искусственно путем введения вещества в расплавленный металл, принятые акустические и вибрационные сигналы преобразуют в 4 электрические сигналы, анализируют спектр сигналов, отражающих спектр колебаний и с учетом параметров спектра контролируют гетерогенный процесс преобразования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, в качестве параметров спектра используют отношение эффективных или средних величин двух разных областей анализируемого спектра принятых сигналов, определяют по измеренному отношению относительное мгновенное значение турбулентного коэффициента диффузии, с учетом которого контролируют гетерогенный про 5 152так, что выходной сигнал блока 3 обработки сигнала является измерительным сигналом, представляющим мгновенные значения коэффициента диффузии.С помощью узкополосных фильтров11 можно при необходимости также обеспечить отфильтровывание шумов,что может рассматриваться, как преобразование спектра,Приемный преобразователь 1 устройства в общем случае выполняетсяв виде микрофона или датчика вибрации, который может быть установленв корпусе емкости с расплавленнымметаллом или рядом с. ним, Выходнойсигнал, преобразованный посредствомблока 3 обработки сигнала, поступает ввычислительный блок 4, который можетсформировать сигнал, необходимыйдля индикации и включения блоковуправления. (не показаны) всем процессом производства стали,Формул а изобретения ды умножителей каждого канала соединены с входами соответствущцего сумматора а выходы блоков определения эффективной или средней величины подключены к входам делителя,1528325 г Составитель С,Волкотор В,Бугренкова Техред Ц,Дидык але ректо раж 53 одпи сн каэ 7520 агарина, 10 1 11иэводственно-издательский комбинат Патент , г.ужгород,Государственного комитет 113035, Москва, г.Я о изобретениям и 35, Раущская наб ытиям при ГКНТ 4/5