Устройство регулирования температуры

(22) Заявлено 31.10. 77 (21)2542762/18-24с присоединением заявки Мо(5 М, Нл,В 05 0 23/00Н 05 В 7/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к автоматике, в частности к автоматизацийэлектроннолучевых установок,Известно устройство для управления электроннолучевым нагревом, содержащее два Фазовращателя, сумматор, три усилителя и двустороннийограничитель амплитуды сигнала. Синусоидальные напряжения, сдвинутыепо Фазе на 90 , подаются через согласующие усилители на электромагнитную отклоняющую систему электронной пушки 1 .Наиболее близким к изобретениюпо своей технической сущностиявляется устройство для регулированиятемпературы, содержащее задатчик .скорости, первый и второй блокиуправления движением источника теплаи последовательно соединенные блоксканирования, датчик температурногополя, первый блок ключей, управляющие входы которого соединены с выходами первого блока управления ключами и первый блок памяти, а такжевторой блок ключей, управляющие входы которого соединены с выходамивторого блока управления ключами 2 .Недостатком этого устройства является низкая точность,Цель изобретения - повышение точности устройства.Поставленная цель достигается тем,что в него введены интегратор, пороговый элемент, функциональный преоб" разователь и последовательно соединенные вычислитель, второй блок памяти и блок сумматоров, причем второй выход . блока сканирования соединен со входом первого блока управления ключами, к выходу первого блока памяти подключен вход вычислителя, другие входы блока сумматоров соединены с выходами задатчика скорости, а выходы через второй блок ключей с первьм входом интегратора, выход которого соединен со входом Функционального преобразователя и входом порогового элемента, выход порогового элемента подключен ко второму входу интегратора, а выходы Функционального преобразователя соединены со входами второго. блока управления ключами и со входами пер- вого и второго блоков управления движением источника тепла, а также, тем, что функциональный преобразователь содержит последовательно сое" диненные блок вычисления кривизны траектории и интегральный преобразо"ватель, выход которого через синусный преобразователь подключен ко ьхолу первого блока интегрирования, а через косинусный преобразователь ко входу второго блока интегрирования, причем вход блока вычисления кривизны траектории связан со входом Функционального преобразователя, а выходы первого и второго блоков интегрирования связаны с выходами Функционального преобразователя.На фиг. 1 показан. принцип построения Функционального преобразователя для получения сигналов управления движением источника тепла, на Фиг. 2 - принцип получения отклоняющих напряжений сигналов управления движением источника тепла с использованием функции кривизны траектории, на фиг, 3 - структурная схема устройства для регулирования температуры; на фиг. 4 - структурная схема функционального преобразователя с использованием функции кривизны траектории движения, на Фиг,5 структурная схема блока сканирования," на фиг. 6 - структурная схема блока сканирования датчиком температурного поля, выполненным в виде оптико-механического сканирующего пирометра. Устройство для регулирования температуры см.фиг.3) содержит задатчик 1 скорости, первый 2 и второй 3 блоки управления движением источника тепла и последовательно соединенные блок 4 сканирования, датчик 5 температурного поля, первый блок 6 ключей, управляющие входы которого соединены с выходами первого блока 7 управления ключами, и первый блок 8 памяти, второй блок 9 ключей, управляющие входы которого соединены с выходами второго блока 10 управления ключами, интегратор 11, пороговый элемент 12, функциональный преобразователь 13 и последовательно соединенные вычислитель 14, второй блок 15 памяти и блок 16 сумматоров, причем второй выход блока 4 сканирования соединен со входом первого блока 7 управления ключами, к выходу первого блока 8 памяти подключен вход вычислителя 14, другие входы блока 16 сумматоров соединены с выходами задатчика 1 скорости, а выходы через второй блок 9 ключей - с первым входом интегратора 11, выход которого соединен со входом функционального преобразователя 13 и входом порогового элемента 12, выход порогового элемента 12 подключен ко второму входу интегратора 11, а выходы функционального преобразователя 13 соединены со входами второго блока 10 управления ключами и со входами первого 2 и второго 3 блоков управления движением источника тепла. Функциональный преосра ователь 13см,фиг.4) содержит псследовательносоединенные блок 17 вычисления кривизны траектории и интегральный пре.- образователь 18, выход которого через синусный преобразователь 19 подключен ко входу первого блока 20интегрирования, а через косинусныйпреобразователь 21 - ко входу второго блока 22 интегрирования, причем входом Функционального преобразователя 13 является вход блока 17вычисления кривизны траектории, авыходами - выходы первого 20 и второго 22 блоков интегрирования.Блок 4 сканирования (см,фиг,5)15 в случае использования в качестведатчика 5 температурного поля передающей телевизионной трубки содержит генератор 23 пилообразного напряжения, обеспечивающий периодич 2 О ность движения пятна съема информации, перестраиваемый функциональный преобразователь 24, на которомможно программировать скорость движения пятна на отдельных участкахтраектории и который подсоединенсвоим выходом ко входам нелинейныхпреобразователей 2 и 26, обеспечивающих нужную траекторию движенияпятна съема информации сиЮтемы 27и 28 сканирования датчика температурного поля, подключенные к выходам нелинейных преобразователей 25и 26,Блок 4 сканирования датчиком 5Фгемпературного поля, выполненным ввиде оптико-механического пирометра(см. Фиг. 6), содержит оптико-механический сканирующий пирометр, ячейки 29 синхронизации, предназначенные для выдачи сигналов координат40 пятна съема инФормации в зоне нагрева, схему 30 ИЛИ, входы которой соединены с выходами ячеек синхронизации, а выход - со входом первогосчетчика 31, второй счетчик 32, входкоторого соединен с выходом ячейкисинхронизации, соответствующей начальной точке траектории, согласующий блок 33, входы которого соединены с выходами счетчиков 31 и 32,а выходной сигнал используется дляуправления первым блоком 7 управления ключами. Состав блока 33 определяется типом используемых в блоках 7 31 и 32 электрических сигналов./Сущность изобретения заключаетсяв следующем.По поверхности объекта по заданнойтраектории 5 с заранее определеннрйскоростью Л с) движется электронный пучок. С помощью сканирующегоя датчика 5 температурного поля, пятносъема информации которого проходитпо некоторой траектории 5 по поверхТности объекта (причем эта траекторияможет не совпадать с траекториейпо траектории 5 т , задаваемой блоком сканирования датчика 4, в котором также программируется скорость движения пятна съема температуры вдоль траектории Ь . Выдаваемые блоком 4 сканирования координаты пятна съема информации одновременно подаются на вход первого блока 7 управления ключами, который вызывает последовательное срабатывание ключей первого блока 6 ключей и запись текущих значений температуры ЬТ. н соответствующие ячейки первого блока 8 памяти.Таким образом, н первом блоке 8 памяти получается дискретное отображение температурного поля вдоль траектории съема информации. Содержимое ячеек первого блока 8 памяти перерабатывается по определенному алгоритму в вычислителе 14, иэ которого выдаются величины напряжения коррекции скорости пучка, запоминаемые в ячейках второго блока 15 памяти. Каждое иэ корректирующих напряжений суммируется в блоке 16 .сумматоров с исходными напряжениями эадатчика 1 скорости и результат суммирования подается через соответствующие ключи второго блока 9 ключей, управляемого вторым блоком 10 управления ключами на вход интегратора 11. При отсутствии корректирующих сигналов на входе интегратора 11, напряжение на его выходе изменяется пилообразно, причем размах пилы определяется параметрами порогового элемента 18, включенного в обратную связь интегратора 11. В качестве опорного напряжения порогового элемента 12 используется его собственное выходное напряжение. Сформированное на интеграторе 11 напряжение подается на вход функционального. преобразователя 13, функция преобразования которого определяется нидом траектории перемещения пучка. Выходы функционального преобразователя 13 подключены соответственно ко входам первого 2 и второго 3 блоков управления движением источника тепла, обеспечивающим про" странственное перемещение источника 18 тепла по зоне нагрева.В зависимости от типа датчика 5 температурного поля, выбранная структура блока 4 сканирования нуждается в дополнительном элементе синхронизации для сопряжения с блоком 7 управления ключами.Для.случая управления сканированием датчика 5 температурного поля, выполненного на основе передающей теленизионной трубки, сигнал, вырабатываемый генератором 23 пилообразного напряжения в блоке сканирования см. фиг. 5), используетсяв качестве входного управляющего напряжения перестраинаемого функционального преобразователя 24, на котором програьмируется скорость передвиженияпятна съема в зоне нагрева. Выходной сигнал перестраинаемого функционального преобразователя 24 подается через нелинейные преобразователи 25 и 26 на отклоняющие катушки 27 и 28 сканирующего датчика5 температурного поля.Если,д.датчик 5 температурного полявыполняется в виде оптико-механического сканирующего пирометра, то синхронизация координаты пятна съемаи номера включаемого ключа первогоблока ключей осуществляется блоком4 сканирования, работающим следующимобразом (см.фиг,6).15 Каждая ячейка 29 синхронизации(например, фотодатчик или магнитныйдатчик), соответствует определенномуположению пятна съема информации,При движении пятна съема информации20 соответствующие ячейки 29 синхронизации выдают импульс напряжения. Всеячейки 29 синхронизации подключенычерез элемент 30 ИЛИ ко входу счетчика 31, на котором подсчитывается но 25 мер пРоходимого пятнам съема участкапо одной из координат. Кроме того,первая из ячеек 29 синхронизацииподключена ко входу второго счетчика32, подсчитывающего номер участка по30 другой координатеВыходы счетчиков 31 и 32 подключены ко входам согласующего блока 33,выходной сигнал которого используетсяв качестве входного сигнала первогоблока 7 управления ключами.Технико-экономическая эффективность изобретения состоит н сокращении брака за счет уменьшения количестна наплывов и трещин на перифериислитка и улучшения структуры и одно 40 родности распределения примесей и легирующих компонентов по всему объемупереплавляемого металлаФормула изобретения451.устройство для регулирования температуры, содержащее задатчик скорости, первый и второй блоки управления движением источника тепла и последовательно соединенные блок сканирования, датчик температурного поля, первый блок ключей, управляющие входы которого соединены с выходами первого блока управления ключами и первый блок памяти, а также второй блок ключей, управляющие входы которого соединены с выходамн второго блока управления ключами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с60целью повышения точности устройства, в него введены интегратор, пороговый элемент, функциональный преобразователь и последовательно соединенные вычислитель, второй блок памяти и блок сумматоров, причем второй выходблока сканирования соединен со входом первого блока управления ключами, к выходу первого блока памяти подключен вход вычислителя, другие входы блока сумматоров соединены с выходами эадатчнка скорости, а выходы через второй блок ключей - с первым входом интегратора, выход которого соединен со входом функционального преобразователя и входом порогового элемента, выход порогового элемен-та подключен ко второму входу интегратора, а выходы функционального преобразователя соединены со входами второго блока управления ключами и со входами первого и второго блоков управления движением источника 15 тепла.2.устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что функциональный преобразователь содержит последовательно соединенные блоквычисления кривизны траектории и интегральный преобразователь, выходкоторого через синусный преобразователь подключен ко входу первогоблока интегрирования, а через коси"нусный преобразователь - ко входувторого блока интегрирования, причемвход блока вычисления кривизны траектории связан со входом функцио"нального преобразователя, а выходыпервого и второго блоков интегрирования связаны с выходами функционального преобразователя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Патент СШЛ 9 3390222,кл. 13-31, 19 б 8.2.Авторское свидетельство СССРР 482029, кл. Н 05 В 7/00, 1973