Устройство для определения концентрации углерода в жидком металле

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик1) ополнительное к авт, свид-в 1) М. Кл.С 01 Й 25/06 2) Заявлено 08,06,73 (21) 1927360126-2 ием заявки исо един осударстаенный номнтеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(23) Приорит Опублик чч 539. 2(088,8 юллетеиь27 вано 25,07 Дата опубликования описания 11.0975(72) Авторы изобретени С. Файнзильберг Л. С. Житецкий на институт кибернетики АН Украинской С(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДАВ ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ 0 Изобретение относится к физико-хими Гческому анализу металлов и сплавов и может быть использовано в черной металлургии, в частности в системах дляавтоматического управления сталеплавильными процессами.Известно устройство для определенияконцентрации углерода в жидком металлепо температуре ликвидуса, состоящее изкристаллизатора, датчика температуры и вторичного прибора.Однако в процессе определения концентрации углерода обязательно участие оператора, Это исключает возможность непосредственного использования устройства в кач честве датчика обратной связи замкнутои системы автоматического управления сталеплавильньтм процессом; возможные субъек:тивные ошибки оператора при визуальном обнаружении и отсчете температуры ликвидуса обусловливают невысокую надежность контроля; визуальное., обнаружение температурной остановки,визуальный отсчет показаний требуют затраты определенноговремени. Это вносит дополнительное запаздывание в получение информации о ходе протекания сталеплавильного процесса, что в ряде случаев (например при управлении быстропротекаюшими непрерывными сталеплавильными процессами) может оказаться недопустимым. Указанное обстоятельство снижает область применения известного устройства.Целью изобретения является повышение надежности контроля и обеспечение возможности применения устройства в замкнутой системе автоматического управления сталеплавильным процессом.Для этого устройство содержит преобразователь перемещение - унитарный код, вход .которого соединен с устройством для регистрации вторичного прибора, и вычислительный блок, состоящий из генератора тактовых импульсов, синхронизирующего устройства, порогового счетчика, счетчика . времени, реверсивного счетчика, регистра и функционального преобразователя, причем генератор тактовых импульсов через синхронизирующее устройство соединен со счет;чиком времени, выход переполнения кото478236рого, связан с управляющим входом регистра, а вйходы преобразователя перемешение - унитарный код через синхронизируюшее устройство связаны с шинами сложения и вычитания порогового счетчика и ре-, версивного счетчика, причем выход переполнения пороговрго счетчика срединен с шиной сброса счетчика времени, а реверсивный счетчик. шинами параллельной пере дачи кода соединен с регистром, выход которого соединен с входом функционального :преобразователя.На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства. 15Устройство для определения концентрации углерода в жидком металле по температуре ликвидуса содержит кристаллизатор 1, датчик температуры 2, вторичный прибор 3, преобразователь 4 перемещение - унитарный 20 код и вычислительный блок, состоящий из синхронизируюшего устройства 5, генератора тактовых импульсов 6, счетчика времени 7, порогового счетчика 8, реверсивного счетчика 9, регистра 10 и функ дионального преобразователя 1 1.Преобразователь 4 через редуктор механически связан с осью балансирующего двигателя вторичного прибора 3. Он предназначен для преобразования угла поворо.- З 0 та=балансируюциго двигателя в унитарныйкод - последовательность электрических импульсов, количество которых пропорционально линейному перемещению каретки и, следовательно, температуре расплава, При этом в зависимости от направления перемещения каретки электрические импульсы поступают на один из двух выходов преоб- ,щ разователя 4.Квантование линейного перемещения каретки (температуры расплава) выбирают, исходя из требуемой точности контроля.Устройство работает следующим обра зом.В кристаллизаторе 1 проба расплава охлаждается и при достижении температуры ликвидуса начинает кристалливоваться,.Датчик 2 контролирует изменение тем пературы расплава во времени, Сигнал от датчика 2 поступает во вторичный прибор 3, При этом каретка вторичного прибора 3 будет перемещаться в соответствии с изменением температуры расплава. 55 Перемещение каретки вторичного прибора 3 прй помощи преобразователя 4 .преобразуется в унитарный код. Импульсы от преобразователя 4 через устройство 5, поступают в реверсивный счетчик 9. При60 фМперелешении каретки в одну сторону импульсы поступают на шину сложения счетчика 9, а при перемещении в другую сторону - на шину вычитания, В резудьтате в реверсивном счетчике 9 образуется двоичный код текущей температуры расплава, Перед началом работы устройства каретка должна быть установлена в крайнее положение, а счетчик 9 сброшен в нуль,Импульсы от преобразователя 4 черезустройство 5 поступают также на шинысложения и вычитания порогового счетчика8. Последний представляет собой обычный1реверсивный счетчик, настраиваемый такимобразом, что при поступдении на любой изего входов числа импульсов, соответствующего величине 6 , на его выхЬде, переполнения образуется импульс. ВеличинаЯ представляет собой порог нечувствительности к колебаниям температуры расплава в период кристаллизации. Импульс навыходе переполнения порогового счетчика8 автоматически сбрасывает последний внуль и одновременно поступает на шинусброса счетчика времени 7.На вход счетчика времени 7 поступаютимпульсы от генератора тактовых импульсов 6 через устройство 5.Устройство 5 предназначено для разделения во времени импульсов от генератора6 и преобразователя 4. Это необходимодля обеспечения надежности устройства.Частоту следования импульсов от генератора 6 выбирают несколько выше, чеммаксимально возможная частотаследования илпульсов от преобразователя 4,После каждого сброса счетчика времени7 импульсом с выхода переполнения порогового счетчика 8 счетчик времени 7 начинает новый отсчет времени - считаетимпульсы генератора 6, .По окончании определенного промежутка временис мосмента очередного сброса на выходе переполнения счетчика времени 7 появится импульс. Это произойдет лишь в том случае,если в течение промежутка времени фьСне поступит новый импульс сброса от порогового счетчика 8,Промежуток времени Гс выбирают вследующих пределах:( СФ 7где, Гд - максимальная длительность возможных локальных температурных остановокне соответствуюших периоду кристаллизации,- минимально возможная длительность периода кристаллизации (температур47823ной площадки, соответствующей периоду .кристаллизации),Импульс с выхода переполнения счетчикавремени 7 поступает на управляющий входрегистра 10. При этом содержимое реверсивного счетчика 9, соединенного шинамипараллельной передачи кода с регистром 10,заносится в регистр 10.Таким образом, в процессе охлаждениярасплава счетчик времени 7 будет постоянно сбрасываться импульсами с выхода переполнения порогового счетчика Ы, не успевпереполниться, В период же кристаллизацииимпульс на выходе переполнения пороговогосчетчика 8 не образуется, поскольку колебания каретки не превышают . величины+ Я . В этом случае счетчик времени 7сбрасываться не будет и по истечении промежутка времени,на его выходе переполнения образуется импульс, поступаю 2 Оший на управляющий вход регистра 10, Приэтом в последний заносится код, соответствующий температуре кристаллизации(температуре ликвидуса).ИДля определения концентрации углеродав расплаве по температуре ликвидуса устройство снабжено функциональным преобразователем 11, реализующим известную з;,висимость между содержанием углерода итемпературой ликвидуса, Он может бытьвыполнец, например, в виде диодного матричного элемента,Устройство для определения концентрации углерода в жидком металле . позволя- З 5ет полностью автоматизировать контроль,повысить его надежность. Полученный кодконцентрации углерода может быть непосредственно введен в ЦВМ в качестве сигнала обратной связи системы автоматичес- с 66"кого управления сталеплавильным процес-сом, а также в лок световой индикацииили на цифропечатающее устройство.Предмет изобретенияУстройстйо для определения концентрации углерода в жидком металле по тем-.пературе ликвидуса, состоящее из кристаллизатора, датчика температуры и вторичного прибора с регистрирующим устройством, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля и обеспечения возможности при- ", менения устройства в замкнутой системе 1 автоматического управления сталеплавильным процессом, оно содержит преобразователь перемещение - унитарный код; вход которого соединен с устройством для регистрации вторичного прибора, и вычислительный блок, состоящий из генераторатактовых импульсов, синхронизируюшего устройства, порогового счетчика, счетчика времени, реверсивного счетчика, регистра и функционального преобразователя, причем генератор тактовых импульсов через синхронизируюшее устройство соединен со счетчиком времени, выход переполнения которого связан с управляющим входом регистра, а выходы преобразователя перемещение - унитарный код через синхрони- зирующее устройство связаны с шинами сложения и вычитания порогового счет-чика и реверсивного счетчика, причем выход переполнения порогового счетчика соединен с шиной сброса счетчика времени, а реверсивный счетчик шинами параллельной передачи кода соединен с регистром, выход которого соединен с входом функционального преобразователя.