Устройство для измерения уровня расплава в конвертере

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9)1) 51) С 21 С 5/3( ГОСУДАРС ПО ДЕЛАМ ННЫИ КОМИТЕТ ССОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ман,ичес иссл вауда и мета тво 971 подсоединен ого счетчикгенерат ода тай опасных производри выплавке стали 1, очто в л ство и 2. Устчающе работка техничесих снижению. - Отг ены измерительнаповторителем иэмти и линеариэующименным с валом дв дополнительно схема с реохо рителя интенс резистором, с гателя измери до исследоваивно еди а охраны труда ости черной метал-30-Р, Челяля интенсивности, ус итель и двигате3. Устройствои ч а ю щ е еом двигателя ур о пп. 1 и я тем, ч о тс ваовня соедин а шторителемера. а, расположен прозрачнъм с я между осве 1 уэтом конвер ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Челябинский металлур завод и Всесоюзный научнотельский институт охраны техники безопасности черн лургии(53) 669,046.564(088.8) (56) 1. Авторское свидете367151, кл. С 21 С 5/30 2. Исследованиественных факторовв конвертерах и раких мероприятий посчет Всесоюзного нтельского институти техники безопаснлургии У 11.1-2-Ббинск, 1981.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯУРОВНЯ РАСПЛАВА В КОНВЕРТЕРЕ, содержащее расположенные иад горловинойконвертера источник и детектор-из лучения, подсоединенный через усилитель к анализатору амплитуд, выход которого подсоединен к входам измерителя интенсивности излучения и счетчика уройня, поразрядно через регистпамяти соединенного с цифровым табло, таймерный счетчик и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я темчто, с целью ковьпнения точности измерения и удобства эксплуатации, в.него дополнительно введен генера-.тор переменной частоты, механическисоединенный через лекало с осью двигателя измерителя интенсивности, 1 1154336 225 Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения Изобретение относится к черной металлургии, к автоматизации выплавки стали н кислородных конвертерах.Известно устройство для контроля уровня ванны в конвертере, содержащее подвижную кислородную фурму с датчиком положения, микрофон, соединенныи с усилителем, регистрирующий прибор и детектор скачкообразного изменения сигнала уровня шума 1 .Однако данное устройство имеет недостаточные точность и надежность и, кроме того, неудобно технологически, так как требует для измерения уровня ванны подъема и последующего опускания фурмы, т.е. добавочных технологических операций, снижающих ритм производства.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му эффекту является устройство, содержащее контейнер с источником излучения и детектором, подсоединенный через усилитель к анализатору амплитуд, выход которого подсоединен к входам измерителя интенсивности излучения и счетчика уровня, поразрядно через регистр памяти соединенного с цифровым табло, таймерный счетчик и блок управления 121,Основными недостатками изьестного устройства являются недостаточная точность при применяемых значениях экспозиции и мощностях источника излучения и принципиально нелинейная шкала радиометра, что затрудняет промышленное использование устройства. Интенсивность отраженного сигнала экспоненциально убывает при удалении источника излучения от отра 40 жателя. Поскольку диапазон измеряемых уровней весьма велик (от 11 до 5 метров), интенсивность отраженного сигнала при этом различается на дна порядка. Поскольку отраженный45 сигнал имеет статический характер достоверное измерение сигнала при малых значениях представляет значительные трудности и требует увеличения экспозиции до размеров, явно50 нецелесообразных, если иметь в виду измерение сигнала при его больших значениях.Цель изобретения - повышение точности измерения и удобства эксплуатации. уровня расплава н конвертере, содержащее расположенные над горловинойконвертера источник и детектор-излучения, подсоединенный через усилитель к анализатору амплитуд, выходкоторого подсоединен к входам измерителя интенсивности излучения исчетчика уровня, поразрядно черезрегистр памяти соединенного с цифровым табло, таймерный счетчик иблок управления, дополнительно введен генератор переменной частоты,механически соединенный через лекало с осью двигателя измерителя интенсивности, причем выход генератора подсоединен к счетчику входа таймерного счетчика.Кроме того, в устройство дополнительно внедены измерительная схема среохордом-повторителем измерителяинтенсивности и линеаризующим резистором, соединенным с валом двигателя измерителя интенсивности, усилитель и двигатель.Причем с валом двигателя уровнясоединена шторка, расположеннаямежду осветителем и прозрачным силуэтом конвертера.На фиг, 1 изображена блочно-кинематическая схема устройства; нафиг. 2-5 - схемы отдельных блоков.Устройство для измерения уровнярасплава в конвертере содержит контейнер 1 с источником излучения идетектором, помещенным над горловиной конвертера 2 с расплавом 3, Контейнер 1 через линейный усилитель 4и анализатор 5 амплитуд соединен сизмерителем 6 интенсивности и счетчиком 7 уровня, поразрядно через регистр 8 памяти соединенного с цифровым табло 9.С валом двигателя 10 измерителя 6интенсивности соединены лекала 11и 12,С лекалом 11 механически соединеншток генератора 13 переменной частоты, выход которого подсоединенк входу таймерного счетчика 14, Работу таймерного счетчика 14, счетчика 7 уровня и регистра 8 координирует блок 15 управления.Реохорд-повторитель 16 измерителя 6, соединенный с валом двигателя 10,и лииеаризующий резистор 17, механически соединенный с лекалом 12, составляет основу измерительной схемы 18, выход которой подсоединен3 1154336к усилителю 19, работающему на двигатель 20 уровня. Вал двигателя 20механически соединен со стрелкой 21указания уровня и через тросик 22со шторкой 23, расположенной междуосветителем 24 и силуэтом 25 конвертера 2, выполненным, например, изкрасного органического стекла, Тросик 22 движется по роликам 26 и соединен со шторкой 23 скрепками 27,Силуэт 25 конвертера 2 и шторка 23 расположены на передней панели прибора.Анапизатор 5 амплитуд соединенсо счетчиком 7 уровня через схему 28совпадения.Измеритель 6 интенсивности(фиг. 2) состоит из одновибратора 29,соединенного с выходом анализатора 5 амплитуд, выпрямителя 30, операционного усилителя 31, компенсационной схемы 32 с рабочим реохордом 33 и реохордом-повторителем 16,,движки которых механически соединены с валом двигателя 10, подключенчого к выходу усилителя 34.Измерительная схема 18 (фнг. 3)содержит реохорд 35, источник,36 стабильного напряжения, линеаризующийрезистор 17 и реохорд-повторитель 1630измерителя б интенсивностиГенератор 13 переменной частотысодержит неподвижную катушку 37 индуктивности и подвижную катушку 38,операционные усилители 39 и 40, фазосдвигающую цепь из резистора К 1 иемкости С 1, транзистора Т 1 стабилизации. амплитуды и буферного каскадана транзисторе Т 2 (фиг. 4).Таймерный счетчик 14. (фиг. 5) содержит, например, схему 41 совпаде 40ния, счетчик 42, переключатель 43коэффициента счета и управляющийтриггер 44,Блок 15 управления содержит, например, мультивибратор 45, инверторы 46., 47 и 48, одновибратор 49,дифференцирующие цепочки на резисторах К 2 и КЗ и емкостях С 2 и СЗ.Блокировочный.контакт 50 через формирователь.51 запрещает измерение принеобходимости, например .при повороте,:конвертера 2,Устройство для измерения уровня расплава работает следующим образом. 55 Отраженные от поверхности распла. ва 3-лучи воспринимаются детектором, помещенным в,контейнере 1, рас полагаемом над горловиной конвертера 211 инейный усилитель 4 усиливает импульсы детектора, а анализатор 5 амплитуд позволяет путем установления пороговых значений выделять регистрируемые импульсы от импульсов возможных помех,Выделенные анализатором 5 импульсы поступают на одновибратор 29, где нормируются по амплитуде и длительности, а затем выпрямитель 30 выделяет постоянную составляющую последовательности импульсов, С выхода выпрямителя 30 через операционный уси- литель 31 сигнал постоянного тока поступает на компенсационную схему 32 с рабочим реохордом 33, движок которого перемещается двигателем 10, управляемым усилителем 34.Интенсивность регистрируемых импульсов .1 . (имп./с) определяется формулой К:Д + - -1 О Яфгде Эо - постоянная составляющаяизлучения или фон,Н - расстояние от источника излучения до поверхности расплава 3К - постоянный коэффициент.Угол поворота двигателя 10 и связанный с его валом реохорд-повторитель 16 по указанному квадратичному закону определяют уровень расплава 3 в конвертере 2.Каждому положению движка реохорда 16 соответствует некоторое положение движка линеаризующего резистора 17, также связанного с валом двигателя 10 через лекало 12, профиль которого подобран так, что сигнал, поступающий на вход усилителя 19 линейно -зависит от уровня расплава 3.Стрелка 21 указывает уровень ее линейной шкале. С дублирующего реохорда прибора уровня (не показан) может быть подан в ЭВМ токовый сигнал, соответствующий уровню расплава 3. В прибор может быть встроен также конечный выключатель (на фиг. 1 не показан) для принятия экстренных мер (прекращение или снижение дутья и др.) при чрезмерном повышении уровня расплава 3 в конвертере,2.Для удобства наблюдения уровня расплава 3 предусматривается подсвеченный осветителем 24 силуэт 25 конвертера 2, открываемый шторкой 23, движущейся благодаря скрепкам 27 сов 4местно с тросиком 22 при повьппенииуровня расплава 3.ЦиФровой канал устройства работает следующим образом.Двигатель 10 через лекало 11 воздействует на шток, перемещающий подвижную катушку 38 генератора 13(Фиг. 4) относительно неподвижнойкатушки 37, благодаря чему частотагенератора 13 изменяется.В качестве генератора 13 выбранстандартньп преобразователь ПГ, выходная частота которого может изменяться от 4000 до 8000 Гц.Измерение производят следующимобразом,При снятии блокировки (Фиг. 5)размыканием контакта 50 мультивибратор 45, входы О и о которого являются входами его внутренней схемы ИЛИ, переходит в режим автоколебаний первым же импульсом возбуждения управляющего триггера44 таймерного счетчика 14. Дальнейшаяработа мультивибратора 45 запрещаетсясигналом с инверсного выхода триггера 44.Импульсы генератора 13, поступаячерез схему 41 совпадения на входсчетчика 42, заполняют последний,обеспечивая необходимую экспозициюдля счетчика 7 уровня подачей разрешающего потенциала на схему 28 совпадения,На 0-входах (не показаны) счетчика 7 предварительно записываютчисло, например, 1180, которое подачей импульса на С-вход заносится всчетчик 7,Во время экспозиции через схему 28 совпадения в счетчик 7, работающий в режиме вычитания, поступаютимпульсы с анализатора 5 амплитуд,число которых пропорционально времени экспозиции и интенсивности отра 5 женного сигнала 3,По заполнении счетчика 42 на Квходе триггера 44 формируется импульссброса, а через инверторы 46 и 47поступает короткий импульс для переписки содержимого счетчика 7 (т.е.результата измерения) в регистр 8памяти и индикации на цифровом табло 9.Запрет с входа 3 мультивибратора 45 снимается.Импульс с выхода дифференцирующей цепочки КС поступает такжена одновибратор 49, вновь дифференцируется цепочкой К С З , поступает20 на С-вход. счетчика 7 и со счетчика 7 вновь записывается число 1180.Устройство готово к следующему изме. рению.Линеаризация кривой Э = Е(Н) изменением времени экспозиции таймерного счетчика улучшает одновременнометрологические характеристики,так как экспозиция для слабых сигналов увеличивается.30 Если позволяет технология, тоэкспозиция может быть увеличена,например,в 10 раэ одновременнымувеличением уставок счетчиков 42и 7 до номиналов, соответственноб 0800 и 11800, чем достигается дальнейшее увеличение точности устройства с отсчетом высоты в миллииетраъ,Годовой экономический эффект ссссо тавит при внедрении на трех конвертерах не менее 150 тыс. руб.едактор Н.Тупиц Подписн СР ариз ва,илиад ППП "Патент", г.узто л.Проектная,аказ 2636/25 ВНИИПИ Гос по дела 113035, МоСоставитель Ю.РыбьевТехред Л,Микев Корректор Г.Решетиик Тнрак 553 енного комитета етений и открыти -35, Раушская на