Анализатор содержания углерода в металле

(61) Дополнительно (22) Заявлено 22,07 вид-ву к авт,51) М. Клб 011 Ч 25 47795/18 4 (21) с присоединени 23) Приоритет 43) Опубликовано 45) Дата опублико ая Государственный комите Совета Министров СССпо делам изобретенийи открытий 3) УДК 658.562,620.1.0оллетень05.78. сания 05.07.7 ния оп Авторыизобретения рг и Л. С, Житецкий, С. файнзиль 71) Заявител ибернетики АН Украинской СС на Ленина инсти(54) АНАЛИЗАТОР СОДЕРЖАН УГЛЕРОДА ТАЛЛ сится к области измериазделу конт оля состава Изобретение отнотельнои техники, к р Ри свойств металлов.Известно устройство для определения концентрации углерода в жидком металле по температуре ликвидуса, оно состоит из кристаллпзатора, датчика температуры, вторичного прибора, преобразователя перемещения в код, узла синхронизации, генератора тактовых импульсов, счетчика времени, порогового счетчика, реверсивного счетчика, регистра и функционального преобразователя.Данное устройство имеет низкую надежность работы, что связано с ложными срабатываниями устройства при установке каретки в крайних положениях, а также при переохлаждении пробы металла.С целью повышения надежности измерений в устройство введен дешифратор, имеющий три выхода и подключенный к выходам порогового и реверсивного счетчика, а также к единичным выходам первого и второго триггера, первый выход дешифратора связан со входом запрета счетчика времени, второй - со входом установки в нуль порогового счетчика, третий - со входом запрета порогового счетчика и с управляющим входом функционального преобразователя, причем выход переполнения счетчика времени соединен с единичным входом второго триггера и через ключ И 15 20 25 со вторым входом установки в нуль порогового счетчика и управляющим входом регистра, управляющий вход ключа связан с нулевым выходом второго триггера, нулевой вход которого соединен с выходом переполнения порогового счетчика, а входы первого триггера соединены с выходами преобразователя перемещения в код.На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.Устройство состоит из кристаллизатора 1, датчика 2 температуры, вторичного прибора 3, преобразователя 4 перемещение - унитарный код, узла синхронизации 5, генератора 6 тактовых импульсов, счетчика времени 7, порогового счетчика 8, реверсивного счетчика 9, регистра 10, функционального преобразователя 11, первого триггера знака 12, дешифратора 13, второго триггера площадки 14 и вентиля 15, 16 - 19 - входы дешифратора 13, а 20 - 22 - выходы дешифратора 13.Датчик 2 температуры, установленный в кристаллизаторе 1, связан со вторичным прибором (автоматическим потенциометром) 3. В последний встроен преобразователь перемещения - унитарный код, механически связаппый с кареткой вторичного прибора. Преобразователь 4 преобразует перемещение каретки вторичного прибора в унитарный код (последовательность электрических импульсов, количество которых пропорционально величине линейного перемещения каретки и,следовательно, температуре пробы жидкогометалла). При этом в зависимости от перемещения каретки импульсы поступают на одиниз двух выходов преобразователя 4,Выходы преобразователя 4 соединены совходами триггера знака 12 и через узел синхронизации 5 с шинами сложения и вычитания реверсивного счетчика 9 и порогового исчетчика Ь,Пороговый счетчик 8 имеет два выхода переполнения (по сложению и вычитанию), соединенные со входом установки в нуль счетчика времени 7. Один из выходов переполнения 15порогового счетчика 8 соединен также с нулевым входом триггера площадки 14.Выход генератора 6 через узел синхронизации 5 подключен к счетному входу счетчикавремени 7. Выход переполнения последнего 2 псвязан с единичным входом триггера площадки 14 и через вентиль 15, управляющий входкоторого соединен с нулевым выходом триггера площадки 14, связан с одним из входовустановки в нуль порогового счетчика 8 и упр авл яющим входом регистр а 10.Дешифратор 13 предназначен для формирования управляющих сигналов на его выходах20 - 22 в зависимости от кодовых комбинацийна его входах 16 - 19. Шинами 16 и 19 он связан соответственно с единичными выходамирпггера знака 12 и триггера площадки 14,а шинами 17 и 18 соответственно с выходамиразрядов порогового счетчика 8 и реверсивно о счетчика 9.35Выход 20 дешифратора 13 соединен со входом запрета порогового счетчика 8 и с управляющим входом функционального преобразователя 11. Выходы 21 и 22 дешифратора 13соединены соогветственно со вторым входом 4 Оустановки в нуль порогового счетчика 8 и входом запрета счетчика времени 7.Лналпзатор работает следующим образом.В кристаллизаторе 1 проба жидкого металла охлаждается и при достижении температуры ликвидуса начинает кристаллизоваться.Датчик 2 температуры контролирует изменение температуры жидкого металла во времени. Сигнал от датчика 2 поступает во вторичный прибор 3. При этом каретка вторичногоприбора будет перемещаться в соответствиис изменением температуры пробы жидкого металла.Перемещение каретки вторичного приборас помошыо преобразователя 4 преобразуетсяв последовательность импульсов, которые через узел синхронизации 5 поступают в реверсивпый счетчик 9. При перемещении кареткив одну сторону (например, влево) импульсыпоступают па шину сложения счетчика 9, апри перемещении в другую сторону (например, вправо) - на шину вычитания. В результате в реверсивном счетчике 9 образуется кодтекущей температуры расплава. Перед началом работы устройства каретка устанавлива 4ется в одно из крайних положений (например, правое) и реверсивный счетчик устанавливасгся в нуль,Импульсы от преобразователя 4 через узел синхронизации 5 поступают также на шины сложения и вычитания порогового счетчика 8, 1 Оследний представляет собой обычный ревсрсивный счетчик, настраиваемый таким образом, что при поступлении на любой из его входов числа импульсов, соответствующего величине в, на его выходах переполнения по сложению или вычитанию ооразуется импульс. Величина в представляет собой порог нечувствительности к колебаниям температуры жидкого металла в период кристаллизации. Импульс на выходе переполнения порогового счетчика 8 автоматически устанавливает последний в нуль и поступает на вход установки в нуль счетчика времени 7.На счетный вход счетчика времени 7 поступают импульсы от генератора 6 через узел синхронизации 5. Узел синхронизации предназначен для разделения во времени импульсов от генератора 6 и пр образователя 4, что необходимо для надежной работы устройства.После каждого сброса счетчика времени 7 импульсом с выхода переполнения порогового счегчика 8, счетчик времени 7 начинает ноВый о счет времени - считает импульсы генератора 6. 11 о окончании определенного промежутка времени т, с момента очередного сброса на выходе переполнения счетчика времени 7 появится импульс. Это произойдет лишь в том случае, если в течение промежутка времени т, не поступит новый импульс сброса от порогового счетчика 8,г,"сли в период замены кристаллизатора или в период анализа каретка вторичного прибора 3 занимает любое из крайних положений, то в реверсивном счетчике 9 образуются коды, соответствучощие этим положениям. При этОм дешифратор 13, связанный шинами 18 с выходами разрядов реверсивного счетчика 9, формирует сигнал на выходе 22, который поступает на шину запрета счетчика времени 7. Благодаря этому блокируется возможность образования импульса переполнения на выходе счетчика времени 7 независимо от времени, в течение которого каретка находится в крайних положениях.При перемещении каретки на начальном участке кривой охлаждения пробы металла (участок А - Б на фиг. 2) импульсы переполнения порогового счетчика 8 устанавлива"от триггер площадки 14 в нулевое состояние.11 оследний своим нулевым выходом, связанным с управляющим входом вентиля 15, готовит цепь прохождения сигнала с выхода переполнения счетчика времени 7 через вентиль 15 на управляющий вход регистра 10. Однако на участках кривой, где отсутствуют площадки (участки Л - Б и Ь - Ж кривой фиг, 2 а и участки Л - Ь и Г - Д кривой фиг.2 б), счетчик времени 7 будет постоянно сбрасываться импульсами переполнения порого5 10 15 2) 25 3,) 40 45 50 55 8) вого счетчика 8, не успев переполниться. При появлении первой площадки внутри шкалы (участок Ж - И кривой фш, 2 а и участок Д - Е кривой фиг, 2 б) импульсы на выходе переполнения порогового счетчика 8 не образуются, так как колебания каретки не превышают величины -;в. В этих случаях счетчик времени 7 сбрасываться не будет, и по истечении промежутка времени тс на его выходе переполнения образуется импульс, поступающий через вентиль 15 на управляющий вход регистра 10. В последний заносится код, соответствующий площадке. Этот же импульс поступает на вход установки в нуль порогового счетчика 8. Последний сбрасывается в нуль и начинает отсчет перемещения каретки после регистрации площадки. Импульс переполнения счетчика времени 7 устанавливает также триггер площадки 14 в единичное состояние. Пос;1 еДний своим еДиничным Выходом по ши 1 е 19 выдает сигнал Площадка В дешифратор 13,Если каре 1 ка вторичного прибора после выдачи сигнала Площадка переместится влево (В сторону уменьшения температуры) на величину +ь, то на информационных шинах 17 порогового счетчика 8 образуется соответствующий код, поступающий в дешифратор 13. При совпадении кода +е и сигнала Площадка дешифратор 13 на своем выходе 20 формирует сигнал Ликвидус, означающий, что код температуры, занесенный в регистр 10 соответствует площадке ли квидуса. Сигнал Ликвидус поступает на вход запрета счета порогового счетчика 8, в связи с чем при дальнеЙшем перемещении каретки пороговый счетчик не считает, благодаря чему сигнал ЛикВ 11 Д 5 С бору. Кроме того, сал Ликвидус посчупает а унравля 1 ощий вход функционального преобразоватсля 11, который преобразуют по известной зависимости код температуры ликвидуса в код содержания углерода и выдае 1 этот код на вы: од устройства,Если ке после выдачи сигнала Площадка каретка вторичного прибора перемещается вправо (в сторону увеличения температуры), что свидетельствует о том, что была зарегистрирована ложная площадка, соответствующая периоду переохлаждения (см. участок Д - Е кривой на фиг. 2 б), то сигнал на выходе переполнения по вычитанию порогового счетчика 8 поступит на нулевой вход триггера площадки. 11 ри этом сигнал Площадка анулируется и устройство продолжает поиск новой площадки. Прп наступленш 1 периода кристаллизации (участок К - И кривой на фиг. 2 б) на выходе переполнения счетчика времени 7 образуется импульс, который заносит в регистр 10 код температуры ликвидуса и снова устанавливает триггер площадки 14 В единичное состояние, Как только каретка :1 еремсстится на величину +в, дешифратор 13 6формирует на выходе 20 сигнал Ликвидус, ооеспечива 1 ощи выдачу кода содержания уг, рода на выход устроиства.Сигнал Ликвпдус сохраняется при дальнеишем движении каретки (на участке К - Л кривых фиг, 2).Как только каретка начнет движение с краинего левого положения, триггер знака 12 устанавливается В единичное состояние, При совпадении кода, соответствующего крайнему леьому полокенйю каретки (код на информационных шинах 18 реверсивного счетчика 9 и единичного состояния триггера знака 12) сигнал на шине 16 дешифратора 13 формирует на выходе 21 сигнал, поступающий на второй вход установки в нуль порогового счетчика 8. 1 оследний устанавливае)ся в нуль, благодаря чему сигнал 11 иквидус анулируется и усроиство возвращается в исходное состояние.1 аким образом, предложенное устройство позволяет автоматически обнаружить истинную плошадку ликвидуса на кривой охлаж. дения пробы металла и отличить ее от ана;1 Огичпои лощадк соотвеств 51 ощей периоду переохлаждения, что существенно повышает надежность работы устроиства. Кроме того, в 11 редложенном устройстве предотвращается возможность ложного срабатывания в крайних положениях каретки, что повышает на. дежносгь рабогы как в период анализа, так и р 11 замес пспользОВанного кристаллизатора. Формула изобретения Анализатор содержания углерода в металле, содержащий кристаллызатор, дат 1 ик теь- пературы, вторичный прибор, преобразоваель геремещения в код, узел синхронизации, генератор тактоВых имп 5 лъсОВ, с 1 етчик Време. пи, пороговый и реверсивный счетчики, регистр и функциональный преобразователь, о тл и ч а ю щи й ся тем, что, с целью повышения надежности измерений, в него Введен дешифратор, имеющий три выхода и подк,по 1 енный к ьыходам порогового и реверсивного счетчика, а также к единичным выходам первого и второго триггера, первый выход дешифратора связан со входом запрета счетчика времени, вчорой - со входом установки в нуль порогоВого счетчика, третий - со входом запрета порогового счетчика и с управляющим входом функционального преобразователя, прп- ЕХ ВЬ 1 ХОД переполненИЯ СЧетчИКа врЕМЕНИ соединен с единичным входом второго триггера, и черсз ключ - со вторым входом установки в нуль порогового счетчика и управ- ля 1 ощ 11 М входо регист 1)а, управляющий вход ключа связан с нулевым выходом второго триггера, нулевой вход которого соединен с ьыходом переполнения порогового счетчика, а входы первого триггера соединены с выходамп прсобразователя перемещения в код.