Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Кирпичников В.М. Автоматы - друзья металлурга

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
3.35 Mб
Скачать

ком слаб,

чтобы

уп­

равлять автоматикой.

Если

его

увели­

чить — фотоэлемент

перегреется

и

вый­

дет из строя. На по­

мощь приходит элек­

тронный

или

полу­

проводниковый

уси­

литель.

 

 

фото­

Усиленный

ток поступает в элек­

тромагнитное реле, состоящее из катушки

с железным

сердечником, подвижного железного якорька и электри­ ческих контактов, механически связанных с якорьком. Ток намагничивает сердечник, заставляет его притягивать якорек, который и переключает контакты реле.

Фотоэлемент — это зоркие искусственные глаза, во­ время подающие команды механизмам, которые и уп­ равляют агрегатами.

Так же работают схемы управления втаскивателем и толкателем.

Типовые реле, созданные конструкторским бюро «Уралмонтажавтоматика», «видят» не далее двадцати метров. Горячие заготовки, с температурой не ниже 350°, они замечают без осветителя. Дело в том , что такой ме­ талл излучает инфракрасные лучи: их не видит глаз чело­ века, но отлично улавливает фотоглаз.

Однако способности фотоэлементов не так уж огра­ ничены. Их широко применяют и для других целей. По­ дойдем поближе к прокатному стану. В стороне от роль­ ганга стоит девушка. В руках у нее странный аппарат,

напоминающий кинокамеру. Когда к ста­ ну подходит очередная светло-красная заготовка, девушка вскидывает свой аппа­ рат, припадает к нему глазами, что-то подкручивает. Похоже, что она собирает­ ся фотографировать и спешит навести на резкость. Но вот девушка, довольно улы ­ баясь, откидывает аппарат от глаз и де­ лает запись в тетрадке.

Мы видели работу с ручным оптиче­ ским пирометром. С его помощью изме­ ряют температуру горячего проката. Как же работает пирометр? Заглянем в его глазок. Через объектив виден раскален­ ный пятачок заготовки, а на его фоне тем ­ ная проволочная дуж ка. Это нить накала специальной электрической лампочки. На нить от аккумулятора через реостат по­ ступает ток.

Рычажок реостата нужно передвигать до тех пор, пока цвет заготовки совпадет, сольется с цветом нити накала и она ста­ нет невидимой. Именно поэтому такой прибор иногда называют пирометром с исчезающей нитью. Когда нить станет не­ видимой, смотрим на шкалу амперметра и определяем по ней температуру блюм­ са в градусах.

А где же обещанный фотоэлемент? Его пока нет. Потому прибор и полу­ чился несовершенным. Ведь зрение у раз­ ных людей различное, и когда один

bk-iDfC

утверж дает, что нить

уже

исчезла, другой

с ним может

и не согласиться. Но

это

еще не все.

Ручной опти­

ческий пирометр не может работать без человека, не способен самостоятельно сигнализировать о чрезмерной или недостаточной температуре заготовки.

О т этих недостатков свободен фотоэлектрический пирометр. Мы знаем, что, пользуясь оптическим пиро­ метром, человек смотрит сначала на заготовку, затем на нить накаливания, сравнивая цвет и яркость их. Такое измерение можно было бы произвести и при помощи фотоэлемента, умей он попеременно «смотреть» то на заготовку, то на электрическую лампочку. Для этого от него нужно чем-то прикрывать то лампочку, то заготов­

ку. Что

ж, для этих целей

можно применить

заслонку,

только

надо наладить ее

автоматическое

перемещ е­

ние.

 

 

Включишь

А что, если использовать электромагнит?

электромагнит, и стальная заслонка притянется к нему, выключишь — возвратная пружина втянет ее в прежнее положение. К сожалению, заслонка быстро притяги­ вается, да медленно отстает. Из-за этого сравнение яр­ костей заготовки и нити накаливания становится неудоб­ ным, неустойчивым. Вот если бы заслонка отталкивалась с такой же силой, с какой она притягивается...

Постоянные магниты! Только они могут выручить. Их разноименные полюса притягиваются, одноименные от­ талкиваются. Попробуем использовать этот принцип в фотоэлектрическом пирометре. В качестве заслонки возьмем постоянный магнит. Чтобы он то притягивался, то отталкивался от электромагнита, по катушке послед­ него пропустим ток меняющегося направления, то есть обычный ток промышленной электрической сети с ча­

стотой 50 герц. Получился электрический вибратор с ча­ стотой колебания 50 раз в секунду.

При включенном вибраторе фотоэлемент 50 раз в секунду освещается либо заготовкой, либо лампочкой. Если лампочка ярче заготовки, то по фотоэлементу поте­ чет переменный ток. Если яркость их одинакова, то при вибрациях заслонки величина фототока не изменится, он будет постоянным.

Однако в обоих случаях ток, протекающий через фотоэлемент, мал, его необходимо усиливать. Для этого применяются усилители постоянного и переменного то­ ков. Первые одинаково хорошо усиливают как постоян­ ный, так и переменный ток, а вторы е— только перемен­ ный и нечувствительны к постоянному. Какой же из них подойдет нам? Видимо, второй.

Когда яркости лампочки и заготовки одинаковы, по фотоэлементу протекает постоянный фототок. Поступая в усилитель переменного тока, он не усиливается и на выходе равен нулю. Если же лампочка ярче заготовки, переменный фототок усиливается и с выхода усилителя поступает в нить накаливания лампочки. Дополнительный ток накаливания течет по нити электрической лампочки навстречу основному. О т этого лампочка тускнеет, и яр­ кость ее и заготовки выравнивается.

Таким образом, каждой величине температуры заго­ товки соответствует определенная яркость поверхности металла, а значит, и свой ток в нити накаливания элек­ трической лампочки. Измерив ток лампочки, можно узнать температуру заготовки.

Над станиной прокатного стана на четырех пружинах подвешена фотоголовка. Она больше той, что у фото­ реле, и жужжит. Это вибрирует электромагнитная заслон-

 

 

ка.

Часть

электронного

уси­

 

 

лителя и электрическая лам­

 

 

почка помещаются в ф ото­

 

 

головке, в нее же при своем

 

 

движении «заглядывает» и

 

 

раскаленная заготовка. Знай,

 

 

сравнивай

яркости!

 

 

 

Величину

тока

лампочки

 

 

измеряет

специальный

са­

 

 

мопишущий

 

и

показываю­

 

 

щий

прибор — электронный

 

 

автоматический

 

потенцио­

 

 

метр. На его шкале распо­

 

 

ложены два контакта. Ког­

 

 

да

стрелка

замыкает

один

 

 

контакт, в схему автоматики

 

 

стана поступает приказ о за­

 

 

прете прокатки. Значит, за­

 

 

готовка слабо нагрета. По

 

 

этому же сигналу в нагрева­

 

 

тельной печи

 

увеличивается

 

 

подача топлива, чтобы блю­

 

 

мсы

сильнее

 

нагревались.

ybUUALj

(хю Г

Когда

стрелка

замыкает

другой контакт, прокатка не

 

 

 

 

прекращается,

о

но

прибор

 

 

сигнализирует

перегреве

заготовки. Руководящее указание фотоэлектрического пи­ рометра немедленно принимается к сведению, и нагрев остальных заготовок уменьшается. Снижается расход топлива, меньше потери металла на окалину.

Фотоэлектрический пирометр измеряет температуру

14

намного точнее, чем человеческий глаз. Прибор спосо­ бен регистрировать температуру до 1800° С, ошибаясь лишь на один процент. В современных прокатных цехах в некоторых случаях фотоэлементы применяют для оп­ ределения размеров готового проката.

Посмотрим на заднюю сторону полосового прокат­ ного стана iMarHHToropcKoro металлургического комби­ ната. Здесь видим знакомые уже нам контуры фотого­ ловок. Их две, и обе расположились сверху ,над краями полосы: одна — над левым, другая — над правым. О т ф о ­ тоголовок тянутся провода к такому же потенциометру, как в фотоэлектрическом пирометре, только на его шкале указаны не градусы , а миллиметры.

Ф отоглаза в данном случае — своеобразная линейка, они измеряют ширину проката.

Посмотрите на любой предмет. Его изображение, преломляясь, проходит через двояковыпуклый хрусталик нашего глаза и попадает на чувствительные окончания зрительного нерва — на колбочки и палочки. Если хру­ сталик плохо сфокусирован, изображение будет рас­ плывчатым или совсем не появится.

Аналогичная картина наблюдается в фотоголовках следящ его измерителя ширины проката. Под каждым краем прокатываемой полосы расположены осветители. Часть их площади перекрыта кромкой полосы, потому фотоглаз ее «не видит». Изображение остальной части осветителя через объектив попадает на фотоэлемент. Перед ним расположена заслонка, которую передвигает миниатюрный электрический двигатель. Когда она от­ крыта, то под действием части изображения осветителя, попавшего на фотоэлемент, возникает фототок. Он уси­ ливается электронным усилителем и заставляет двига­

тель перемещать заслонку до тех пор, пока она не пере­ кроет часть изображения осветителя на фотоэлементе.

При колебаниях кромки полосы влево или вправо перемещается и заслонка. Фотоэлемент старательно сле­ дит за тем, чтобы она перекрывала только ту часть изо­ бражения осветителя, которая выглядывает из-под кром­ ки полосы.

ся

31г ~ '

^ S J

 

Вот так, при помощи

фотоэлементов

и

двига­

телей с заслонками, каж­

дый

фотоглаз

следит

за

своей

кромкой

прокаты­

ваемой

полосы.

 

рас­

 

Чтобы

измерить

стояние

 

меж ду

краями

левой и правой заслонок,

к

микродвигателям

при­

строены

ползунки

пере­

янменных

с

сопротивлений.

Сигналы

них

поступают

на

электронный

потен­

циометр, который запи­

сывает ширину полосы

на

бумаге

и

показывает

ее

на шкале.

 

 

 

изме­

 

Фотоследящ ий

 

р итель— довольно

точ­

ный прибор. При ширине

полосы

до 1300

мм

он

ошибается на + 3

мм.

 

 

Конечно,

фотоглаза

видят

далеко

не

все.

Как

и $ М & р л * у и е ,Ucuf>utf6(

бункер в доменном цехе заполняется рудой, агломера­ том, известняком или коксом? Увы, сквозь стенку бун­ кера ничего не разглядишь. А попробуйте в мартенов­ ском цехе сквозь стенку вместительного металлического ковша — миксера — увидеть, много ли там жидкого чугу­ на для мартеновских печей. Ничего не выйдет! Сквозь стенку нагревательной печи в прокатном цехе не рас­ смотришь, правильно ли улеглись заготовки на ее подине. А как измерить толщину слоя олова на жести в лудиль- но-оцинковальном цехе?

Здесь и во многих других случаях фотоглаз бесси­ лен. Можно ли как-то выйти из этого затруднительного положения? Да, можно!

Радиоактивные щупальца. Металлургический комби­ нат. Доменный цех. В два ряда выстроились огромные воронки-бункеры, прикрытые сверху крупной решеткой. Сбоку расположилось еще несколько таких же бункеров.

Кодному из них подходит длинная лента транспортера. Непрерывным потоком по транспортеру движется

еще слегка тепловатый кокс и через реш етку падает в бункер, быстро заполняя его. Кажется, еще мгновение — и кокс будет сыпаться через край. Однако транспортер продолжает свою работу. Чтобы остановить его, надо «пощупать», каков уровень кокса в бункере, и выклю­ чить двигатель. Уж е известные нам фотореле здесь со­ вершенно бессильны: через металлические стенки бун­ кера фотоглаза ничего «не видят». Как же быть? Проре­ зать отверстия в стенках? Нет, нельзя, так как через них кокс будет сыпаться на землю .

Собственно, беспокоимся мы напрасно. Когда бункер полон, транспортер выключается. Если кокса осталось мало — опять начинает двигаться.

2 Заказ № 165

17

Очевидно, где-то тут есть аппарат, способный сквозь стенку видеть уровень кокса? Кое-что удается обнару­ жить. Но устройство совершенно не похоже на фотореле. Около верхней кромки бункера снаружи укреплена мас­ сивная цилиндрическая металлическая болванка. С про­ тивоположной стороны бункера на одном уровне с бол­ ванкой установлена наглухо закрытая металлическая ко­ робка. К ней подходят провода, проложенные внутри железной трубки. Что же это такое?

А вот что. В центре болванки помещен кусочек ра­ диоактивного кобальта. Буйный поток гамма-лучей поглощается ее массивными стенками, и только узкий пучок сквозь отверстие, направленное в сторону бун­ кера, выходит наружу.

18

На своем пути гамма-лучи встречают стенки бункера и толстый слой кокса. Интенсивность гамма-лучей подо­ брана так, что они проходят, почти не ослабевая, через обе стенки, но не могут пройти через толстый слой кокса.

С другой стороны бункера гамма-лучи попадают сквозь тонкий кожух в особую коробку. В ней — прием­ ник гамма-лучей, самогасящийся радиоактивный счет­ чик. Приемник представляет собой длинную запаянную стеклянную трубку, внутри которой расположены два электрода. Трубка заполнена смесью хлора с органиче­ скими газами. К электродам подключено высокое на­ пряжение.

Если такой счетчик облучить гамма-лучами, произой­ дет ионизация газов. И в нем возникнут импульсы тока. Он, правда, слишком мал для автоматического управле­ ния механизмами, поэтому здесь же располагается электронный усилитель с электромагнитным реле.

Радиоактивный излучатель, счетчик с усилителем и реле составляют аппарат автоматизации — гаммареле.

Если бункер не заполнен, невидимое радиоак­ тивное щупальце проникает сквозь него, дотяги­ вается до счетчика. Ток его после усиления проте­ кает по катушке реле. Якорек реле притягивается и замыкает контакты: гамма-реле приказало вклю­ чить транспортер. Но вот бункер заполнился, щу­ пальце «завязло» в толстом слое кокса и не смогло достать до счетчика. В результате ток в нем не воз­ никнет. Приказ на включение транспортера отме­ нен.

Радиоактивные щупальца используют и для дру-

2*

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ