Устройство для автоматического управления синтезом высокотвердых материалов кубической структуры

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 441551 Союз Советских СО 4 иалистицеских Республиквт. свидетельст ависи 5/182 05.72 (2)178иеи заявкиявлено 2 Ы 15/01 с присоед 32) Приорите Опубликован Государстаеииый иомитеСовета Мииистроа СССРпо делам изооретеиийи открытий 53) У. 08. 745 юллет 325, 12. 74 21,3.078 (088.8 Дата опубликования описани Б.А. Глаговский, А.И. Галенко, Л.И.Линдунен В.С.ЛысановИ.Непопушев, И.С.Олейник, Ы.С.Пивоваюов, Г.Ш,РойтштейнА,Й.Скиланенко, А.Л.Хаит и В.А,Яшйн 72) Авторы изобретения витель тА 1 й .1) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОИТИЧЕСКОГО УПРАИТЕБ СИНТЕЗОД ВЫСОКОТВЕРЛЫХ МАТЕРИАЛОВ КУБИЧЕСКОИ СТРБТЛЫ Изобретение относится к сис-темам автоматического управления и может быть использовано при производстве, например, искусственных алмазов.5Известны устройства для автоматического управления синтезом высокотвердых материалов кубической структуры, содержащие магнит-ный усилитель, связанный с релей ц ной временной логической схемой и с силовым трансформатором, во вторичную цепь которого включены трансформатор тока и камера высокого давления, подключенная к пер вичной обмотке первого измерительного трансформатора, к вторичным обмоткам которого подсоединены схема запоминанйя напряжения и первый логарифмический преобразова - ао тель, второй измерительныи трансформатор, первичная обмотка которого подключена к трансформатору тока, а вторичные обмотки присоединейы к схеме обратной связи 25по току и второму логарифмическо 21му преобразователю, пороговыйусилитель мощности, соединенный спервым реле и подключенный к выходам логарифмических преобразователей, усилитель, выход которогоподключен к входу магнитного усилителя, а вход через контакты первого реле подключен к выходам логарифмических преобразователей,схемы запоминания напряжения, схемы обратной связи по току и операционного усилителя, и сигнализатор окончания процесса синтеза,связанный с релейной временнойлогической схемой,Однако для таких устройствхарактерны низкая производительность процесса синтеза и невысокое качество выпускаемых кристаллов, так как не учитываются. количественные соотнощения компонентов щихты, йдущих на синтез, идинамика роста кристаллов .Цель изобретения - созданиеустройства автоматического управления синтезом высокотвердых мате441551 3риалов кубической структуры, обеспечивающего управление динамикой процесса синтеза алмаза и контроль состава шихты и тем самым увеличивающего производительность процесса синтеза и повышающего качество уп авления.то достйгается тем, что в предлагаемое устройство введены блок контроля состава шихты, сое о динвнный с релейной временйой логической схемой и подключенный через вв замыкающий контакт к входу операционного усилителя, пороговый усилитель тока, соедйненный 15 с вторым реле и подключенный к выходам логарифмических преобра. зователей, и схема запоминаниямаксимума сигнала по току, вход котороИ соединен с вторичйой об моткой второго измерительного , трансформатора, а выход подключен к сигнализатору окончания процесса синтеза.На чертеже показана блок- аь схема устройства.Блок-схема содержит магнитныйсилитель 1,силовоИ трансформатор,трансформатор 5 тока, камеру Ф высокого давления измерительные тран- зосформаторы 5 и 4,схему 7 заломинания напряжения, релейную временную логическую схему Я, схему 9обратной связи по току; схему 10запоминания максимума сигнала по току, усилитель 11, сигнализатор12 окончания процесса .,нтеза, логарифмические преооразователи Л и 1 Ф, блок 15 коноля состава шихты дифференциалъныи усилитель 4 о16 разности максимального и текущего значений токов, операционныесилители 17 и 18, элементы 19 иО обратных связей операционныхсилителей, пороговый усилитель 451 мощностй, пороговый усилитель 22 по току, блок 25 выпрямления и фильтрации, реле 2 Ф, 25 и 26, резисторы 27 - 32, койтакт 35 релейной временной логической схемыконтакт 54 реле 2 Ф контакты 31-38 5реле 25 и контакт 19 реле 26.Устройство работает следующимобразом.Рвлеиная В)емвнная логичвс 55кая схема 8 включает магнитный усилитель 1 и, замыкая свой контакт 33, подает с выхода блока 15 и схемы 7 на вход усилителя 18 сигнал, пропорциональный весушихть 1 й соотношению графит-катализатор, который за счет действия элемейта обратной связи 20 растет по экспоненте на резисторе 27. При этом на вход усилителя 11 подается напряжение, а на его выходе появляется ток управления, от действия которого на выходе усилителя 1 возрастает напряжение, что приводит к повышению напряжения и тока во вторичной цепи, С нагозочного резистора трансшорматора 5 снимается Напряжение, пропорциональное величине тока. Это напряжение подается на трайсформатор б. С камеры высокого давления сйимается напряжение, которое подается на трансформатор 5. С вторичных обмоток трансформаторов Ь и б сигналы подаются на преобразователи 13 и 1 Ф.Напряжение и ток после преобразования на преобразователях 13 и 1 Ф складываются на резисторах 28 и 29 и вычитаются из напряжения на резисторах 27, 51 и 52. Это происходит до тех пор, пока на ходе усилителя 11 сигйал не достигнет зоны нечувствительности.Напряжение с резисторов 28 29 подается на вход усилителя 21 мощности, нагруженного на реле 25. Возрастайив мощности на выходе происходит до тех пор, пока не сработает реле 25 Прй его срабатывании контакты Зб и 37 переключают усилитель 11 с режима управления по мощности па режим управления по напряжению.С вторичной обмотки трансформатора 5 напряжение поступает на схему запоминания напряжения, содержащую операционный усилйтель 17, обратная связь элементов 19 которого выполнена таким образом, что напряжение запоминается. Чтобы не было подпитки напряжения после достижения заданнои мощности, входная цепь операционногосйлителя размыкается контакто 1 л5 реле 25. При этом текущее зна- . чение напряжения на резисторе 29 сравнивается с напряжением на резисторах ЗО, 51 и 52 и их разность подается на вход усилителя 11. В этом случае изменение напряжения на резисторе 29 происходит до тех пор, пока сигнал на входе усилителя 11 не достигнет зоны нечувствительности.При различиях в состоянии технологической оснастки после достижения заданного значения мощности (реле 25 сработало) при работе в режиме постоянного значения напряжения имеет место увеличение тока в цепи камеры синтеза. В этом случае срабатывает441551усилитель 22 тока и реле 26, зам, кнув свой контакт 39, подает напряжение, пропорциональное величине тока на блок 23 схемы 9, навыходе которой включены резисторы, 551 и 52. Напряжение с этих резис-торов направлено встречно заданному, что дает возможность удержатьтоковый режим в допустимых пределах. 10К вторичной обмотке трансформатора б подключена схема 10,позволяющая измерять текущее значение тока и запоминать максимальное его значение. Разность сигналов подается на усилитель 16, вы ход которого нагружен на реле 2 Ф.Максимум тока соответствует началу образования алмазов, Далееидет спонтанный рост кристаллов 20алмаза, сопровождающийся увеличением электросопротивления. С этого момента ток при постоянномподведенном напряжении падает.разница между максимальным а 5значением тока, соответствующегоначалу образования алмазов, и те кущим значением по мере роста алмазов возрастает, и это происходит до тех пор, йока величина раз- зоницы не достигйет уровня напряжения, при котором срабатывает реле24, отключающее нагрев. Послеразгрузки камеры высокого давленияцикл работы повторяется,ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для автоматического управления синтезом высокотвердых материалов кубической структуры, содержащее магнитный усилитель, связанныи с релейноИ временной логической схемой и с силовым трансформатором, во вторичную цепь которого включены трансформатор тока и камера высокого давления,подключенная к первичной обмоткепервого измерительного трансформатора, к вторичным обмоткам которого подсоединены схема запоминаниянапряжения и первый логарифмический преобразователь, второй измерительныИ трансформатор, первичная обмотка которого подключена ктрансформатору тока., а вторичнывобмотки присоединенй к схеме обратной связи по токуи второму логарифмическому преобразователю, пороговый усилитель мощности, соединенный с первым реле и подключенный к выходам логарифмическихпреобразователеИ, усилитель, выход которого подключен к входумагнитного усилителя, а вход черезконтакты первого реле подключен квыходам логарифмических преобразователей, схемы запоминания напряжения, схемы обратноИ связи потоку и ойерационного усилителя,и сигнализатор окончания процессасинтеза, связанный с релеинойвременной логическоИ схемой,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью увеличения производительности процесса синтеза и повышениякачества управления, в устройствовведены блок контроля состава аихты, соединенный с релейной времейной логическоИ схемой и подключенный через ее замыкающий контактк входу операционного усилителя,пороговый усилитель тока, соединенный с вторым реле и подключенный к выходам логарифмических 4 о преобразователей, и схема запоминания максимума сигнала по току,вход которой соединен с вторичноИ обмоткой второго измерительного трансформатора, а выход под ключе н к с и гнали затору окончанияпроцесса синтеза.(.останитсви 13 туящНвкт 01,Ыоалощ 1 ел 1 мил ЯДЕ 1 рщщ о Тир вд. М лиисио Р 1 р ннрннтив в 11 вгвнтн, Мсскьв, 1 59, Бсрвнсковсквя нвб.,1 Ц 111111111 Госулврствеииио ИслаиМосква, 1 го коиитетв Совета Мнинстро ысбрстеннй и аткрввтиб3035, Раушская иаб., 4