SU1154336A1 - Устройство дл измерени уровн расплава в конвертере - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ РАСПЛАВА В КОНВЕРТЕРЕ, содержащее расположенные над горловиной конвертера источник и детектор jf -излучени , подсоединенный через усилитель к анализатору амплитуд, выход которого подсоединен к входам измерител  интенсивности излучени  и счетчика уробн , поразр дно через регистр пам ти соединенного с цифровым табло , таймерный счетчик и блок управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и удобства эксплуатации, .в. него дополнительно введен генера-, тор переменной частоты, механически соединенный через лекало с осью двигател  измерител  интенсивности, причем выход .генератора подсоединен к счетчику входа таймерного счетчика. VO 2.Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что в него дополнительно введены измерительна  схема с реохордом-повторителем измерител  интенсивности и линеаризукицим резистором, соединенным с валом двигател  измерител  интенсивности, усилитель и двигатель. 3.Устр01Йство по пп. 1 и 2, о тли чающеес  тем, что с ва лом двигател  уровн  соединена штор . ка, расположенна  между осветителем DO Сдд CD и прозрачньм силуэтом конвертера.

Description

1 Изобретение относитс  к черной металлургии, к антоматизации выплавки стали в кислородных конвертерах. Известно устройство дл  контрол  уровн  ванны в конвертере, содержащее подвижную кислородную фурму с датчиком положени , микрофон, соеди ненный С усилителем, регистрирующий прибор и детектор скачкообразного изменени  сигнала уровн  шума 1J . Однако данное устройство имеет недостаточные точность и надежность и, кроме того, неудобно технологиче ки, так как требует дл  измерени  уровн  ванны подъема и последующего опускани  фурмы, т.е. добавочных технологических операций, cн iжaюlциx ритм производства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаем му эффекту  вл етс  устройство, содержащее контейнер с источником изл чени  и детектором, подсоединенный через усилитель к анализатору ампли туд, выход которого подсоединен к входам измерител  интенсивности излучени  и счетчика уровн , поразр дно через регистр пам ти соединен ного с цифровь&1 табло, таймерный счетчик и блок управлени  2 . Основными недостатками известног устройства  вл ютс  недостаточна  точность при примен емых значени х экспозиции и мощност х источника излучени  и принципиально нелинейна шкала радиометра, что затрудн ет промышленное использование устройст ва. Интенсивность отраженного сигна ла экспоненциально убывает при удалении источника излучени  от отражател  . Поскольку диапазон измер емых уровней весьма велик (от 11 до 5 метров), интенсивность отражен ного сигнала при этом различаетс  на два пор дка. Поскольку отраженны сигнал имеет статический характер, достоверное измерение сигнала при малых значени х представл ет значительные трудности и требует увеличе ни  экспозиции до размеров,  вно нецелесообразных, если иметь в виду измерение сигнала при его больших значени х. Цель изобретени  - повьшение точ ности измерени  и удобства эксплуатации . Поставленна  цель Достигаетс  те что в устройство дл  измерени  36 уровн  расплава в конвертере, содержащее расположенные над горловиной конвертера источник и детектор -излучени , подсоединенный через усилитель к анализатору амплитуд, выход которого подсоединен к входам измерител  интенсивности излучени  и счетчика уровн , поразр дно через регистр пам ти соединенного с цифровым табло, таймерный счетчик и блок управлени , дополнительно введен генератор переменной частоты, механически соединенный через лекало с осью двигател измерител  интенсивности , причем выход генератора подсоединен к счетчику входа таймерного счетчика. I Кроме того, в устройство дополнительно введены измерительна  схема с реохордом-повторителем измерител  интенсивности и линеаризующим резистором , соединенным с валом двигател  измерител  интенсивности, усилитель и двигатель. Причем с валом двигател  уровн  соединена шторка, расположенна  между осветителем и прозрачньм силуэтом конвертера. . На фиг. 1 изображена блочно-кинематическа  схема устройства; на фиг. 2-5 - схемы отдельных блоков. Устройство дл  измерени  уровн  расплава в конвертере содержит контейнер 1 с источником излучени  и детектором, помещенным над горловиной конвертера 2 с расплавом 3. Контейнер 1 через линейный усилитель 4 и анализатор 5 амплитуд соединен с измерителем 6 интенсивности и счетчиком 7 уровн , поразр дно через регистр 8 пам ти соединенного с цифpOBbw табло 9. С валом двигател  10 измерител  6 интенсивности соединены лекала 11 и 12. С лекалом 11 механически соединен жток генератора 13 переменной частоты , выход которого подсоединен к входу таймерного счетчика 14. Работу таймерного счетчика 14, счетчика 7 уровн  и регистра 8 координирует блок 15 управлени . Реохорд-повторитель 16 измерит ел  6, соединенный с валом двигател  10, и линеаризующий резистор 17, механически соединенный с лекалом 12, составл ет основу измерительной схемы 18, выход которой подсоединен к усилителю 19, работающему на двигатель 20 уровн . Вал двигател  20 механически соединен со стрелкой 21 указани  уровн  и через тросик 22 со шторкой 23 расположенной между осветителем 24 и силуэтом 25 конвер тера 2, выполненным, например, из красного органического стекла. Тросик 22 движетс  по роликам 26 и сое динен со шторкой 23 скрепками 27. . Силуэт 25 конвертера 2 и шторка 23 расположены на передней панели прибора. Анализатор 5 амплитуд соединен со счетчиком 7 уровн  через схему 28 совпадени . Измеритель 6 интенсивности (фиг. 2) состоит из одновибратора 29 соединенного с выходом анализатора 5 aмплитyДj выпр мител  30, операционного усилител  31, компенсаци онной схемы 32 с рабочим реохордом 33 и реохордом-повторителем 16, ,движки которых механически соединены с валом двигател  10, подключенного к выходу усилител  34. Измерительна  схема 18 (фиг. 3) содержит реохорд 35, источник .36 ст бильного напр жени , линеаризующий резистор 17 и реохорд-повторитель 1 измерител  6 интенсивности. Генератор 13 переменной частоты содержит неподвижную катушку 37 индуктивности и подвижную катушку 38, операционные усилители 39 и 40, фаз сдвигающую цепь из резистора R1 и емкости С1, транзистора Т1 стабилизации , амплитуды и буферного каскада на транзисторе Т2 (фиг. 4). Таймерный счетчик 14. (фиг. 5) со держит, например, схему 41 совпадени , счетчик 42, переключатель 43 коэффициента счета и управл ющий триггер 44. Блок 15 управлени  содержит, наприме р , мультивибратор 45, инверторы 46-, 47 и 48, одновибратор 49, дифференцирующие цепочки на резисторах R2 и R3 и емкост х С2 и СЗ. Блокировочный контакт 50 через форми рователь 51 запрещает измерение при необходимостн, например при повороте конвертера 2. Устройство дл  измерени  уровн  расплава работает следующим образом Отраженные от поверхности расплава 3 у -лучи воспринимаютс  детектором , помещенные в, контейнере 1, располагаемом над горловиной конвертера 2. Линейный усилитель 4 усиливает импульсы детектора, а анализатор 5 амплитуд позвол ет путем установлени  пороговых значений вьщел ть регистрируемые импульсы от импульсов возможных помех. Выделенные анализатором 5 импульсы поступают на одновибратор 29, где нормируютс  по амплитуде и длительности , а затем выпр митель 30 вьщел ет посто нную составл ющую последовательности импульсов. С выхода выпр мител  30 через операционный усилитель 31 сигнал посто нного тока поступает на компенсационную схему 32 с рабочим реохордом 33, движок которого перемещаетс  двигателем 10, управл емым усилителем 34. Интенсивность регистрируемых импульсов З-г (имп./с) определ етс  формулой а- т 4. i - о цг где Цд - посто нна  составл юща  излучени  или фон{ Н - рассто ние от источника излучени  до поверхности расплава 3; К - посто нный коэффициент. Угол поворота двигател  10 и св занный с его валом реохорд-повторитель 16 по указанному квадратичному закону определ ют уровень расплава 3 в конвертере 2. Каждому положению движка реохорда 16 соответствует некоторое положение движка линеаризующего резистора 17, также св занного с валом двигател  10 через лекало 12, профиль которого подобран так, что сигнал, поступающий на вход усилител  19, линейно -зависит от уровн  расплава 3. Стрелка 21 указывает уровень ее линейной шкале. С дублирующего реохорда прибора уровн  (не показан) может быть подан в ЭВМ токовый сигнал , соответствук ций уровню расплава 3. В прибор может быть встроен также конечный выключатель (на фиг,1 не показан) дл  прин ти  экстренных мер (прекращение или снижение дуть  и др.) при чрезмерном повышении уровн  расплава 3 в конвертере 2 Дл  удобства наблюдени  уровн  расплава 3 предусматриваетс  подсвеченный осветителем 24 силуэт 25 конвертера 2, открываемый шторкой 23, вижущейс  благодар  скрепкам 27 совместно с тросиком 22 при повышении уровн  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 неподвижной катутаки 37, благодар  чему частота генератора 13 измен етс . .

В качестве генератора 13 выбран стандартньш преобразователь ПГ, выходна  частота которого может измен тьс  от 4000 до 8000 Гц.

Измерение производ т следующим образом.

При сн тии блокировки (фиг, 5) размыканием контакта 50 мультивибратор 45, входы а и Ь которого  вл ютс  входами его внутренней схемы ИЛИ, переходит в режим автоколебаний первым же импульсом возбуждени  управл ющего триггера 44 таймерного счетчика 14. Дальнейша  работа мультивибратора 45 запрещаетс  сигналом с инверсного выхода триггера 44.

Импульсы генератора 13, поступа  через схему 41 совпадени  на вход счетчика 42, заполн ют последний, обеспечива  необходимую экспозицию дл  счетчика 7 уровн  подачей разрешающего потенциала на схему 28 сонпадени .

На D-входах (не показаны) счетчика 7 предварительно записывают число, например, 1180, которое подачей импульса на С-вход заноситс  в счетчик 7.

Во врем  Экспозиции через схему 28 совпадени  в счетчик 7, работающий в режиме вычитани , поступают импульсы с анализатора 5 амплитуд, число которых пропорционально времени экспозиции и интенсивности отраженного сигнала 3.

По заполнении счетчика 42 на Rвходе триггера .44 формируетс  импульс сброса, а через инверторы 46 и 47 поступает короткий ч пулъс дл  переписки содержимого счетчика 7 (т.е. результата измерени ) в регистр 8 пам ти и индикации на цифровом т бло 9.

Запрет с входа мультивибратора 45 снимаетс .

Импульс с выхода дифференцирующей цепочки RjC поступает также на одновибратор 49, вновь дифференцируетс  цепочкой , поступает 0 на С-вход;счетчика 7 и со счетчика 7 вновь записываетс  число 1180. Устройство готово к следующему изме . рению. .

Линеаризаци  кривой 3 f-(H) из мененнем времени экспозиции таймерНого счетчика улучшает одновременно метрологические характеристики, так как экспозици  дл  слабых сигналов увеличиваетс .

0 Если позвол ет технологи , то экспозици  может быть увеличена, например в 10 раз одновременньм увеличением уставок счетчиков 42 и 7 до номиналов, соответственно 5 60800 и 11800, чем достигаетс  дальнейшее увеличение точности устройства с отсчетом высоты в миллиметрах.

Годовой экономический эффект сос0 тавйт при внедрении на трех конвертерах не менее 150 тыс. руб.

фиг Л

и пит.

Unttm

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ РАСПЛАВА В КОНВЕРТЕРЕ, содержащее расположенные над горловиной конвертера источник и детектор у -из лучения, подсоединенный через усилитель к анализатору амплитуд, выход которого подсоединен к входам измери теля интенсивности излучения и счетчика уровня, поразрядно через регистр памяти соединенного с цифровым табло, таймерный счетчик и блок управления, отличающее ся тем, что, с целью повышения точности измерения и удобства эксплуатации, в. него дополнительно введен генера-. тор переменной частоты, механически соединенный через лекало с осью дви гателя измерителя интенсивности, причем выход генератора подсоединен к счетчику входа таймерного счетчика

2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что в него дополнительно введены измерительная схема с реохордом-повторителем измерителя интенсивности и линеаризующим резистором, соединенным с валом дви гателя измерителя интенсивности, уси литель и двигатель.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т ли чающееся тем, что с валом двигателя уровня соединена штор¹ ка, расположенная между осветителем и прозрачны* силуэтом конвертера.

>