Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСА РАСХОДУЕМОГО ЭЛЕКТРОДА ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСА РАСХОДУЕМОГО ЭЛЕКТРОДА ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСА РАСХОДУЕМОГО ЭЛЕКТРОДА ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в весоизмерительной технике для измерения веса расходуемого электрода в электротермических установках. Сущность изобретения: устройство содержит размещенный в камере плавильный тигель с расплавом, тензометрический измерительный элемент с преобразовательно - усилительным узлом, аналого - цифровой преобразователь, два регистра, преобразователь кода, сумматор, пороговый элемент, элемент задержки, одновибратор, связанный своим входом через элемент задержки и пороговый элемент с выходом преобразовательно - усилительного узла, а выходом - с входами первого и второго регистров, причем выходы первого регистра связаны с соответствующими первыми входами сумматора, выходы второго регистра через преобразователь кодов связаны с соответствующими вторыми входами сумматора, а входы второго регистра через аналого - цифровой преобразователь подключены к выходу преобразовательно - усилительного узла, причем тигель выполнен подвижным в вертикальной плоскости относительно оси. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2017077
Класс(ы) патента: G01G3/13
Номер заявки: 4951485/10
Дата подачи заявки: 28.06.1991
Дата публикации: 30.07.1994
Заявитель(и): Московский энергетический институт
Автор(ы): Рубцов В.П.; Шитов С.В.; Пушкин И.Л.; Церковский Б.Г.; Ханукаев Я.А.; Дудник А.В.
Патентообладатель(и): Московский энергетический институт
Описание изобретения: Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения веса расходуемого электрода в электротермических установках.
Известно устройство для определения веса расходуемого электрода, содержащее электродвигатель перемещения электрода, связанный через датчик тока с выходом преобразователя [1].
Недостатком этого устройства является ограниченная точность измерения веса расходуемого электрода, что связано с изменением момента сопротивления трения при реверсе двигателя.
Известно также устройство для определения веса расходуемого электрода, выполненное в виде гидравлического чувствительного элемента из двух сильфонов и манометра, расположенных в гидравлической системе подвески [2].
Недостатком этого устройства является конструктивная сложность чувствительного элемента.
Прототипом изобретения является устройство для определения веса расходуемого электрода, содержащее тензометрический датчик, установленный на подвижной части электродной установки и подключенный к преобразовательно-усилительному узлу, связанному с регистрирующим прибором [3].
Недостатком устройства является сложность конструкции, обусловленная трудоемкостью встраивания специального датчика в подвижную часть установки, а также трудностью выделения сигнала, пропорционального весу электрода из-за влияния силового тока печи, протекающего по конструктивным элементам датчика динамических усилий, обусловленных работой привода перемещения электрода, что приводит к снижению точности и надежности.
Цель изобретения - повышение точности и надежности определения веса расходуемого электрода.
Цель достигается тем, что в известном устройстве для определения веса расходуемого электрода электродинамической установки, который расположен подвижно в вертикальном направлении над тиглем с расплавом, размещенным в камере, содержащем тензометрический измерительный элемент с преобразовательно-усилительным узлом, тигель выполнен подвижным в вертикальной плоскости относительно оси, расположенной эксцентрично оси симметрии тигля, тензометрический измерительный элемент содержит упругий элемент с тензодатчиками, один конец которого жестко связан с камерой установки, а другой служит опорой подвижного тигля при его вертикальном положении, и введены аналого-цифровой преобразователь, два регистра, преобразователь кода, сумматор, пороговый элемент, элемент задержки и одновибратор, связанный входом через элемент задержки и пороговый элемент с выходом преобразовательно-усилительного узла, а выходом - с входом записи первого регистра и входом разрешения работы второго регистра. Выходы первого регистра подключены к входам сумматора через преобразователь кодов, а второго-непосредственно, причем входы разрядов обоих регистров соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, подключенного входом к выходу преобразовательно-усилительного узла.
В сравнении с прототипом предлагаемое техническое решение имеет новые отличительные признаки и соответствует критерию "новизна".
При поиске по патентной и научно-технической литературе не выявлены решения, содержащие признаки, сходные с признаками, отличающими предлагаемое изобретение от прототипа. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".
Устройство схематически изображено на чертеже.
Устройство для измерения веса расходуемого электрода 1 состоит из плавильного тигля 2, установленного с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 3, расположенной эксцентрично оси симметрии тигля, тензометрического измерительного элемента 4, преобразовательно-усилительного узла 5, порогового элемента 6, элемента 7 задержки, одновибратора 8, аналого-цифрового преобразователя 9, регистров 10, 11, преобразователя 12 кодов и сумматора 13. Кроме того, устройство содержит дополнительный преобразователь 14 кодов и сумматор 15.
Выход преобразовательно-усилительного узла 5 соединен с входами аналого-цифрового преобразователя 9 и порогового элемента 6, который в свою очередь подключен выходом к входу элемента 7 задержки. Последний выходом подключен к входу одновибратора 8. Выход одновибратора 8 соединен с входами записи первого регистра 10 и входом разрешения работы второго регистра 11. Выходы аналого-цифрового преобразователя 9 соединены с входами разрядов регистров 10 и 11.
Первый регистр 10 через преобразователь 12 кодов соединен с первыми входами сумматора 13. Второй регистр 11 подключен выходами непосредственно к вторым входам сумматора 13. Выходы сумматора 13 являются выходами измерительного устройства, на котором вырабатывается код N1, пропорциональный весу сплавленной части электрода Gэс. На выходах дополнительного сумматора 15, подключенного первыми входами через преобразователь 14 кода к выходам первого сумматора 13, а вторыми входами - к шине задания начального веса электрода Gэн, вырабатывается код N2, пропорциональный весу Gэо оставшейся части электрода.
Предлагаемое устройство реализуется на стандартных элементах. Так, тензометрические датчики и усилительно-преобразовательный узел выполнены по типовым схемам, рассмотренным, например, в книге Методы и средства натурной тензометрии. Справочник. М. Л.Дайчик, Н.И.Пригоровский, Г.Х.Хуршудов. М.: Машиностроение, 1989, с. 66-67, 113-114.
Вычислительные элементы: регистры, счетчики и др. выполняются, например, на интегральных элементах серии К155 (см. Интегральные микросхемы: Справочник. Б. В.Тарабрин и др. Под ред. Б.В.Тарабрина, 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 58-102).
Устройство работает следующим образом. В исходном положении тигель 2 находится в верхнем положении, соответствующем сливу металла. Началом работы устройства можно считать момент, когда тигель 2 коснется основанием тензометрического элемента 4. До этого момента времени тензометрический элемент 4 находится в свободном состоянии и на выходе преобразовательно-усилительного узла 5 имел место минимальный сигнал Uт, меньший напряжения срабатывания Uто опорного элемента 6. При этом на выходе опорного элемента 6 вырабатывался логический сигнал нулевого уровня. На выходе одновибратора 8 также имел место сигнал нулевого уровня, который прерывал связь аналого-цифрового преобразователя 9 с сумматором 13. Такой порядок функционирования элементов устройства при наклонном положении тигля 2 принят для уменьшения погрешности измерения, которая имеет место при опускании тигля на упругий элемент тензометрического измерительного элемента 4. Таким образом, при Uт ≅ Uто связь между выходами аналого-цифрового преобразователя 9 и входами сумматора 13 прерывается и на выходах сумматора формируется код N1, соответствующий Gэс=0.
При касании тиглем 2 тензометрического элемента 4 на выходе преобразовательно-усилительного узла 5 вырабатывается сигнал Uт>Uто. При этом динамическое значение сигнала Uт будет в связи с кратковременным упругим ударом превышать его статистическое значение, соответствующее начальному весу тигля Gтн. Для исключения влияния динамической составляющей сигнала Uт на точность измерения в устройство введен элемент 7 задержки. При появлении на выходе порогового элемента 6 сигнала логической единицы, что имеет место при Uт>Uто, сигнал логической единицы на выходе элемента 7 задержки появится с запаздыванием на время tз, превышающее время затухания переходного процесса колебаний упругого элемента тензометрического элемента 4. Сигнал логической единицы, вырабатываемый на выходе элемента 7 задержки, запускает одновибратор 8, на выходе которого формируется короткий импульс с сигналом единицы. Этот импульс однократно записывает в регистр 10 код Nтн, соответствующий начальному весу тигля Gтн. После окончания импульса регистр 10 отключается от аналого-цифрового преобразователя 9, а на его выходах в процессе всей плавки будет вырабатываться неизменный код Nтн. В процессе плавки тигель 2 будет заполняться металлом, сплавленным с электрода, и его вес будет определяться суммой
Gт = Gтн + Gэс
На выходах сумматора 13 будет вырабатываться код N1, пропорциональный весу сплавленной части электрода Gэс. Для этого на первые входы сумматора 13 подается дополнительный код Nтнд, который получают с помощью преобразователя кодов (дешифратора) из прямого кода Nтн, формируемого на выходах регистра 10. Дополнительный код получают путем замены нулевых сигналов основного кода на единичные, а единичных сигналов - на нулевые. На вторые входы сумматора 13 поступает изменяющийся код Nт. В результате сумматор 13 выполняет операцию вычитания
N1 = Nт - Nтн ≡ Gэс
Выходы сумматора 13 являются одним из выходов устройства, на котором вырабатывается код N1, пропорциональный весу сплавленной части электрода. Этот код может быть использован для подачи на цифровые индикаторы, что позволит оператору в удобной цифровой форме получать информацию о весе сплавленной части электрода Gэс, или может быть введен в ЭВМ для автоматического ведения процесса плавки.
Рассматриваемое устройство может быть использовано и для измерения веса оставшейся части электрода Gэо. Для решения этой задачи в устройство введены дополнительные преобразователь 14 кода и сумматор 15, на первые входы которого с шины (многоразрядной) задания начального веса электрода Gэн подается код Nз. На вторые входы сумматора 15 через преобразователь 14 основного кода в дополнительный подается код N1, пропорциональный весу сплавленной части электрода Gэс. В результате на выходе сумматора 15 вырабатывается код
N2 = N3 - N1 ≡ Gэо, пропорциональный весу несплавленной части электрода. Этот код также как и код N1 может быть использован для регистрации или управления процессом плавки.
Предлагаемое устройство позволяет повысить точность определения веса расходуемого электрода, так как исключается влияние силового тока печи, и повысить надежность из-за отсутствия динамических усилий в измерительном узле.
(56) 1. Авторское свидетельство СССР N 158603, кл. G 01 G 23/36, 1962.
2. Авторское свидетельство СССР N 628409, кл. G 01 G 5/04, 1974.
3. Патент ФРГ N 115739, кл. 21 А 13/13, 1964.
Формула изобретения: 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСА РАСХОДУЕМОГО ЭЛЕКТРОДА ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ, содержащее размещенный в камере плавильный тигль с расплавом, тензометрический измерительный элемент с преобразовательно-усилительным узлом, при этом электрод выполнен с возможностью вертикального перемещения над тиглем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения, в него введены аналого-цифровой преобразователь, два регистра, преобразователь кода, сумматор, пороговый элемент, элемент задержки и одновибратор, связанный своим входом через элемент задержки и пороговый элемент, с выходом преобразовательно-усилительного узла, а выходом - с входами первого и второго регистров, причем выходы первого регистра связаны с соответствующими первыми входами сумматора, выходы второго регистра через преобразователь кодов связаны с соответствующими вторыми входами сумматора, а входы второго регистра через аналого-цифровой преобразователь подключены к выходу преобразовательно-усилительного узла, причем тигель выполнен подвижным в вертикальной плоскости относительно оси, размещенной эксцентрично оси симметрии тигля, а тензометрический измерительный элемент выполнен в виде упругого элемента с тензодатчиками, один конец которого жестко связан с камерой, а другой является опорой тигля.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введена шина задания начального веса электрода, дополнительные сумматор и преобразователь кодов, связанный своими входами с выходами основного сумматора, а выходами с первыми входами дополнительного сумматора, вторые входы которого подключены к шине задания начального веса расходуемого электрода.