Устройство для контроля концентра-ции углерода b жидком металле

ваются противоречивыми. Поскольку тип кривой охлаждения носит случайный характер, это противоречие не удается преодолеть в известном устройстве.Таким сбразом, при появлении на кривых охлаждения наклонных площадок ликвидуса данное устройство не обеспечивает достаточную надежность и точность измерения.Наиболее близким к предлагаемому является уст зойство содержащее последовательно соединенные кристаллизатор, датчик температуры, блок регистрации, преобразователь перемещения в код и блок синхронизации, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, счетчик порога и реверсивный счетчик, входы сложения 4 вычитания которых соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, с етчик времени, управляющие входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам счетчика порога, а вхзд - соединен с выходом блока синхронизации, выход реверсивного счетчика через последовательно соединенные регистр и функциональный преобразователь подключен к выходу устройства 2.Данное устройство обладает большей точ ностыо работы по сравнению с выщерассмотренным устройством. Однако, ему присуши те же недостатки, что и предыдущему устройству. Цель изобретения - повышение точности и наде.кности работы.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены элементы И, ИЛИ, триггер и дополнительный счетчик времени. вход которого соединен с выходом блока синхронизации, нулевой входтриггера соединен с перв.лм выходом счетчика времени, единичный выход - подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с первым управляющим входом дополнительного счетчика времени, второй управляющий вход которого подключен ко второму выходу советчика порога, третий управляющий вход которого подключен ко второму выходу с летчика порога, третий управляющий вход и управляющий вход функционального преобразователя соединены с первым выходом дополнительного счетчика времени, второй выход которого и второй выход счетчика времени через элемент ИЛИ соединены с управляющим входом регистра, единичный вход триггера и второй вход элемента И подключены к первому выходу счетчика порога.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - участки временной диаграммы, иллюстрирующие принцип рабсты устройства,Устройство содержит (фиг, 1) кристаллизатор 1, датчик 2 температуры, блок 3 рсгистрации, преобразователь 4 перемешения в код, генератор 5 тактовых импульсов, блок 6 синхронизации, счетчик 7 порога, реверсивный счетчик 8, регистр 9 фнукциональный преобразователь 1 О, счетчик 11 времени, дополнительный счетчик 12 времени, триггер 13, элемент 14 И, элемент 15 ИЛИ, выход 16 устройства. Блок синхронизации предназначен дляраспределения во времени серии кодовыхимпульсов и серии тактовых импульсов. Такое распределение необходимо для предотвращения сбоев в работе устройства.Счетчик 7 выполнен в виде настраиваемой реверсивной пересчетной схемы, имеющей два выхода переполнения (по сложе 15 нию и по вычитанию). Счетчик 7 настраивается таким образом, что на одном его выходе переполнения, например выходе переполнения по сложению, каждый раз возникает импульс, когда в счетчике должно уста 20новится некоторое положительное число са на другом его выходе переполнения, например выходе переполнения по вычитанию,каждый раз возникает импульс, когда всчетчике должно установиться отрицательное число - Е,25Счетчик 11 времени представляет собойнастраиваемую нереверсивную пересчетнуюсхему. Этот счетчик настраивается такимобразом, что после его очередного сбросана одном выходе возникает импульс спустянекоторое время, равноет на втором выходе возникает импульс спустя некоторое время, равное г, причем в, меньше т,Дополнительный счетчик 12 времени выполнен в виде настраиваемой нереверсивнойпересчетной схемы. Этот счетчик настраивается таким образом, что после его очередного сброса на втором выходе возникаетимпульс спустя некоторое время, равное ена первом же выходе счетчика 12 возникаетсигнал спустя некоторое время, равное40 после очередного сброса этого счетчика.Функциональный преобразователь 1 Опредназначен для преобразования кода содержимого регистра 9 в код концентрацииуглерода в жидком металле в соответствии с45 заданной зависимостью между температурой ликвидуса и концентрацией углерода.При необходимости выход устройства может быть, в частности подключен непосредственно к вычислительной машине, управляющей ходом сталеплавильного процесса50 к блоку цифровой индикации или к цифропечатающему устройству,Устройство работает следующим образом.В кристаллизатор 1 заливается пробажидкого металла, представляющего собой железноуглеродистый расплав. Изменение температуры расплава в процессеего охлаждения контролируется датчиком2 температуры, Электрический сигнал с выхода датчика 2 поступает на вход блока 3пульс с выхода переполнения по вычитанию счетчика 7 по-прежнему свободно проходит через элемент И 14 на управляющий вход счетчика 12 и сбрасывает его и одновременно подтверждает единичное состояние триггера 13.В момент начала кристаллизации пробы жидкого металла (начало участка 111 временной диаграммы, фиг. 2) скорость охлаждения резко уменьшается. При этом интервал времени 16 - 1 между двумя очередными моментами сброса счетчика 11 времени импульсами переполнения по вычитанию 50 55 регистрации. Перемещение каретки .блока 3, пропорциональное текущей температуре расплава, преобразуется с помощью преобразователя 4 в унитарный код -последовательность импульсов, число которых определяется величиной перемещения. В зависимости от направления перемещения каретки, т. е. от знака приращения температуры, серия кодовых импульсов с выходов преобразователя 4 через блок 6 синхронизации поступает на шины сложения или вычитания счетО чика 7 порога и реверсивного счетчика 8. В результате в реверсивном счетчике 8 образуется параллельный код, пропорциональный текущей температуре жидкого металла. Серия тактовых импульсов с выхода генератора 5 через блок 6 синхронизации посту пает на вход счетчика 11 времени и вход счетчика 12 времени. Поскольку тактовые и кодовые импульсы сдвинуты во времени один. относительно другого, то это исключает возможность сбоев в работе счетчиков 11 и 12.В процессе прогрева датчика 2 темпера 20 туры на участке 1 временной диаграммы (фиг. 2) счетчики 11 и 12 времени (фиг. 1) каждый раз сбрасываются в нуль импульсами переполнения по сложению счетчика 7, как только изменение электрического сигнала с 25 выхода датчика 2 превысит величину, соответствующую порогуЕ. При этом интервалы времени 1 - 11 (фиг. 2) между двумя очередными моментами сброса счетчиков 11 и 12 из-за большой скорости изменения сигнала с выхода датчика 2 температуры остаются меньшими установленного порога по времени твследствие чего на выходах переполнения этих счетчиков импульсы не возникают,При дальнейшем охлаждении пробы жидкого металла на участке П временной диаграммы (фиг. 2) импульсы с выхода переполнения по вычитанию счетчика 7 продолжают сбрасывать в нуль счетчик 11 времени. Если перед началом работы устройства триггер 13 предварительно установить в еди ничное состояние, то первый же импульс переполнения по вычитании счетчика 7 свободно пройдет через элемент И 14 и сбросит в нуль счетчик 12. Поскольку на всем участке 11 (фиг. 2) интервалы временимежду двумя очередными моментами сбро са счетчика 11 продолжают оставаться меньшими порога .т, то каждый следующий имсчетчика 7 становится большим порога Г, . В результате в момент времени 1+ е, (фиг.2) на выходе переполнения счетчика 11 времени возникает импульс, который устанавливает триггер 13 в нулевое состояние. Одновременно на втором выходе (выходе переполнения) счетчика 12 времени, также возникает импульс, который через элемент ИЛИ 15 поступает на управляющий вход регистра 9. При этом содержимое реверсивного счетчика 8, пропорциональное температуре металла, заносится в регистр 9.В момент времени (б (фиг. 2) импульс переполнения по вычитанию счетчика 7, устанавливая по своему заднему фронту триггер 13 в единичное состояние, не может пройти через элемент И 14, и счетчик 12 продолжает подсчет числа тактовых импульсов. Поскольку скорость охлаждения на всем участке 111 временной диаграммы (фиг 2) остается практически неизменной, то каждый раз на выходе переполнения счетчика 11 времени возникает импульс, прежде чем этот счетчик сбросится в нуль импульсом переполнения по вычитанию счетчика 7. В результате каждый раз в момент переполнения по вычитанию счетчика 7 триггер 13 находится в нулевом состоянии, что предотвращает сброс счетчика 12 времени. Таким образом, при появлении на кривой охлаждения наклонной температурной площадки ликвидуса (участка 111 временной диаграммы фиг. 2), счетчик 11 времени периодически сбрасывается в нуль импульсами переполнения по вычитанию счетчика 7, а счетчик 12 времени осуществляет отсчет локального времени с момента 1(фиг. 2) обнаружения начала процесса кристаллизации пробы жидкого металла.Если продолжительность наклонной температурной площадки ликвидуса оказывается большей установленного порога т, то в момент времени (=1 тра выходе счетчика 12 времени возникает сигнал. Этот сигнал поступает на третий управляющий вход счетчика 12, вследствие чего блокируется счет числа тактовых импульсов, и состояние счетчика 12, определяемое величиной т, остается неизменным до начала следующего измерения. Одновременно сигнал с первого выхода счетчика 12 времени поступает также на управляющий вход функционального преобразователя 10. При этом на выход преобразователя 10 в момент времени (фиг. 2) поступает код, соответствующии температуре металла, которая была зарегистрирована в момент времени (+ т, и занесена в регистр 9. Так как разность между значениями температуры в момент времени 15+Т, и в точке перегиба 17 кривой охлаждения (фиг. 2), являющейся точкой начала кристаллизации пробы жидкого металла, не превышает установленный порогс, то код, поступающий на выход устройства, 83216Если же на кривой охлаждения появилась неопредставительная горизонтальная плогцадка, имеющая продолжительность, меньшую порога т, то счетчики 11 и 12 времени сбрасываются в нуль импульсами перепол 1-ения по вычитанию счетчика 7 до момента времени ( (фиг. 3). При этом на выходах счетчиков 11 и 12 сигналы не возникают, что предотврашает передачу на выходе устройства ложной информации.Надлежашим выбором порогов обеспечивается обнаружение горизонтальных плошадокнаклонных температурных плошадок ликвидуса с достаточно большим диапа 4550 представляет собой код концентрации углерода в жидком металле.Если же образовавшаяся на кривой охлаждения наклонная температурная плошадка оказывается непредставительной и имеет продолжительность, меньшую порога 5 Е, то с момента 1 с,т, когда интервалы времени между двумя очередными моментами по вычитанию переполнения счетчика 7 (фиг. 1) снова становятся меньшими порога Е, счетчик 12 времени сбрасывается в нуль имп)льсами переполнения по вычитаО нию счетчика 7 порога. При этом содержимое счетчика 12 не достигает величины, соответству 1 ошей порогу е, вследствие чего до конца измерения на первом выходе сигнал не возникает. Отсутствие этого сигнала предотвращает передачу на выход устройства ложной информации.В том случае, когда на кривой охлаждения образуется горизонтальная температурная площадка ликвидуса (фиг. 3) на участкахи П временной диаграммы, устрой О ство работает так же, как в случае образования наклонной площадки. На участке 111 временной диаграммы (фиг. 3), соответствуюшему периоду кристаллизации, импульсы на выходах переполнения счетчика 7 не возникаюг, поскольку изменение температуры не превышает порог Е. В результате последовательно в моменты 1 и (,о (фиг. 3) при возникновении соответственно импульсов на выходе переполнения счетчика 12 (фиг. 1) и выходе переполнения счетчика ЗО 11 содержимое реверсивного счетчика 8 заносится н регистр 9. В момент (0 (фиг. 3) на первоч выходе счетчика 12 времени возникает сигнал. При этом происходит блокировка счетчика тактовых импульсов в счетчике 12 и на выход функционального преоб 35 разователя 10 передается код концентрации углерода в жидком металле. Этот код соответствует температуре ликвидуса, зарегистрировангой в момент (,0 (фиг. 3), когда содержимое реверсивного счетчика 8 было 4 О занесено в регистр 9. зоном изменения наклона площадок, а акже необходимая точность определения температуры ликвидуса.Данное устройство обнаруживает как горизонтальные, так и наклонные плошадки ликвидуса и не вносят дополнительную погрешность в определении температу ры ликвидуса. Это существенно повышает надежность и точность автоматического контроля содержания углерода в жидком металле по температуре ликвидуса.формула изобретения1 стройство для контроля концентрацииуглерода в жидком металле, содержагцее последовательно соединенные кристаллизатор,датчик температуры, блок регистрации, преобразователь перемещения в код и блоксинхронизации, вход которого подкгпочен квыходу генератора тактовых импульсов, счетчик порога и реверсивный счетчик, входысложения и вычитания которых с оединеныс соответствующими выходами блока синхронизации, счетчик времени, управляющие входы которого подключены соответственно кпервому и второму выходам счетчика пор.а, а вход - соединен с выходом блока синхронизации, выход реверсивного счетчикачерез последовательно соединенные регистри функциональный преобразователь подключен к выходу устройства, отличающееся тем,что, с целью повышения точности и надежности работы, в него введены элементы И,ИЛИ, триггер и дополнительный счетчиквремени, вход которого соединен с выходомблока синхронизации, нулевой вход триггера соединен с первым выходом счетчикавремени, единичный выход - подключен кпервому входу элемента И, выход которогосоединен с первым управляк 1 шим входомдополнительного счетчика времени, второйуправляющий вход которого подключен ковторому выходу счетчика порога, трегийуправляющий вход и управляющий входфункционального преобразователя соединены с первым выходом дополнительногосче 1 чика времени, второй выход которого ивторой выход счетчика времени через элемент ИЛИ соединены с управляющим входом регистра, единичный вход триггера ивторой вход элемента И подключены к первому выходу счетчика порога.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР478236, кл, С 01 М 25/06, 1973.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке210022718-24, кл. б 06 Г 15/46,1975 (прототип).Составитель А к Техред А. Войк Тираж 907 ПИ Государственного ко о делам изобретений и Москва, Ж - 35, Раушск ПП Патент, г. Ужгородерено Синицкая КорректорПодписноеССР ВНИИ п 113035,илиал П4/5 ектная, едактор Н. Волов аказ 2885 митета открыт ая набул. П