Phương tiện kỹ thuật đo lường và kiểm soát trong xưởng đúc

Nâng cao hiệu quả và chất lượng của kiểm soát quy trình đúc có liên quan đến việc giải quyết các vấn đề về đo lường và kiểm soát các thông số công nghệ khác nhau ảnh hưởng đến quá trình xử lý hoặc là các chỉ số chất lượng chính. Các thông số như vậy trong một xưởng đúc bao gồm:

• mức độ nạp các vật liệu tích điện trong các nhà máy luyện kim, cũng như trong các phễu của các bộ phận để chuẩn bị hỗn hợp và hỗn hợp;

• mức kim loại lỏng trong khuôn đúc;

• khối lượng, mức tiêu thụ, mật độ, nồng độ và thành phần hóa học của các vật liệu khác nhau;

• độ ẩm, nhiệt độ, tính lưu động hoặc khả năng định dạng của hỗn hợp;

• thành phần hóa học và nhiệt độ nóng chảy, v.v.

Việc kiểm soát các tham số này rất khó, vì ngoài các yêu cầu thông thường về độ chính xác, tốc độ, độ nhạy, độ ổn định của các đặc tính áp đặt cho tất cả các cảm biến, đối với các cảm biến được lắp đặt trong xưởng đúc, cần có các yêu cầu bổ sung về độ bền, khả năng chống lại các vật liệu ăn mòn, nhiệt độ cao , bụi, rung động, v.v.

Việc kiểm soát các thông số công nghệ quan trọng nhất trong quy trình đúc vẫn chưa được giải quyết đầy đủ và cần phát triển thêm các phương pháp, phương tiện đo lường và kiểm soát mới, sử dụng kết quả nghiên cứu thống kê, tính toán các thông số bằng các chỉ số gián tiếp sử dụng bộ điều khiển, công nghệ máy tính hiện đại, v.v.

cảm biến mức

Cảm biến mức vật liệu đúc Chúng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển để chuẩn bị và sạc điện tích trong các đơn vị nấu chảy, chuẩn bị hỗn hợp và đổ vật liệu nóng chảy vào khuôn.

Yêu cầu chính đối với cảm biến mức là độ tin cậy hoạt động cao, do hoạt động sai hoặc hỏng hóc dẫn đến tình huống khẩn cấp trong quy trình công nghệ: tràn hoặc hết bình chứa, thiết bị nóng chảy, tràn hoặc đổ đầy kim loại trong khuôn, v.v.

Trong các hệ thống điều khiển để chuẩn bị sạc và sạc các thiết bị nóng chảy trong xưởng đúc, sử dụng ramrod, tời, đòn bẩy, tiếp điểm, nhiệt, quang điện và các cảm biến mức khác.

Cảm biến cấp độ điện tích được chế tạo theo cấu trúc dưới dạng thanh ram thép di chuyển trong khoang điều khiển của tháp pháo. Pít-tông được khớp với một con lắc, được điều khiển bởi một nam châm điện và trở về vị trí ban đầu bằng một lò xo.

Khi điện áp từ động cơ được đặt vào mạch điện, một cam quay, đóng định kỳ tiếp điểm nằm trong mạch rơle trung gian. Rơle, khi được kích hoạt, sẽ bật một nam châm điện đưa thanh làm sạch vào vùng điều khiển của vòm.

Nếu không có điện tích trong không gian được kiểm soát, pít-tông, khi nó di chuyển, sẽ đóng một tiếp điểm trong mạch rơle tín hiệu, mạch này sẽ phát xung lệnh để sạc điện tích trong vòm.

cảm biến mức tời là một khối quay với một sợi cáp mềm, ở một đầu của nó được treo một tải trọng. Thiết bị được gắn trong một khúc cua rỗng đặc biệt phía trên cửa sổ lấp đầy của mái vòm. Để bảo vệ đầu gối khỏi tiếp xúc với nhiệt độ cao, nó được thổi liên tục bằng khí nén.

Hoạt động của cảm biến và hệ thống tải bị chặn theo cách mà quá trình dỡ đầu bắt đầu khi tải được nâng lên và việc hạ tải chỉ bắt đầu sau khi dỡ đầu tiếp theo.

Cảm biến mức đòn bẩy bao gồm một đòn bẩy được gắn trong gạch gang của mái vòm và một thanh có lò xo ở đầu có gắn các tiếp điểm khởi động. Khi vòm được tải đầy đủ, đòn bẩy sẽ đi vào khoang của viên gạch và các tiếp điểm sẽ mở ra. Khi điện tích xuống dưới cần, lò xo sau sẽ ép vào, các tiếp điểm đóng lại và phát tín hiệu sạc cho tai tiếp theo.

Các cảm biến được mô tả có thiết kế đơn giản và có thể được sản xuất tại bất kỳ xưởng đúc nào. Tuy nhiên, sự hiện diện của các bộ phận chuyển động làm giảm độ tin cậy của chúng trong điều kiện nhiệt độ tăng, ô nhiễm khí và bụi. Các cảm biến đáng tin cậy hơn dựa trên việc sử dụng các tính chất vật lý của vật liệu tích điện và khí thải, chúng bao gồm tiếp xúc điện, nhiệt tĩnh, quang điện, phóng xạ, đồng hồ đo, v.v.

Cảm biến mức sạc với tiếp xúc điện nó có thiết kế và thiết kế mạch đơn giản, dẫn đến việc nó được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống sạc.

Cảm biến bao gồm bốn tiếp điểm, được cách điện bằng bao bì amiăng, được gắn trong gạch gang ở trên cùng của khối xây vòm. Mức độ sắp xếp của các tiếp điểm trùng khớp với mức độ quản lý vật liệu sạc được chỉ định.

Các đầu bên ngoài của các tiếp điểm được kết nối theo cặp và được đưa vào mạch chuyển tiếp tín hiệu. Nếu mức sạc nằm trong giới hạn quy định, các tiếp điểm trên điện tích sẽ đóng mạch cuộn dây rơle tín hiệu. Khi mức giảm xuống dưới giá trị cài đặt, rơle sẽ tắt và đưa ra tín hiệu để sạc lô.

Cảm biến nhiệt độ Ur Aries phí dựa trên việc sử dụng bộ điều nhiệt trong phòng tắm. Khi sạc hoặc khi mức sạc giảm xuống dưới một giá trị định trước trong quá trình nóng chảy, các khí vòm không bị cản trở, trên thực tế, tăng lên mà không cần vào bộ điều nhiệt. Khi điện tích đạt đến một mức kiểm soát nhất định, lớp điện tích sẽ tạo ra lực cản đối với khí nóng tự do đi lên và một số khí đi vào kênh điều nhiệt, kênh này tạo ra tín hiệu dừng quá trình rút.

cảm biến mức phóng xạ dựa trên sự hấp thụ bức xạ phóng xạ điện tích. Do khả năng hấp thụ của vật liệu sạc cao hơn hàng chục lần so với khả năng hấp thụ của không khí, nên khi điện tích giảm xuống dưới mức kiểm soát, cường độ bức xạ của bộ đếm tăng lên và thiết bị điện tử phát tín hiệu điều khiển cho hệ thống tải. Coban phóng xạ được sử dụng làm nguồn bức xạ.

Cảm biến mức cho vật liệu rời và chất lỏng trong phễu

Chúng được sử dụng rộng rãi để kiểm soát mức độ làm đầy và đúc vật liệu trong phễu thiết bị truyền tín hiệu điện cực và điện dung... Cơ sở hoạt động của các thiết bị báo hiệu như vậy là sự phụ thuộc của điện trở (công suất điện) giữa các điện cực vào đặc tính của môi trường.

Thiết bị phát tín hiệu đo độ dẫn điện cung cấp khả năng kiểm soát đáng tin cậy về mức vật liệu rời trong phễu với điện trở của mạch tín hiệu không quá 25 mOhm. Thiết bị báo hiệu hai điện cực với hai rơle đầu ra được sử dụng để điều khiển hai vị trí và báo hiệu mức.

Trong các bộ phận trộn của xưởng đúc, cùng với các thiết bị tín hiệu điện tử, họ sử dụng cảm biến mức phóng xạ cũng như cơ học.

Trong số các cảm biến cơ học, cảm biến màng là phổ biến nhất do thiết kế đơn giản và dễ bảo trì.

Cảm biến màng bao gồm một phần tử đàn hồi với khung kẹp và các công tắc vi mô. Cài đặt nó trong botlock tường. Khi mức của vật liệu được kiểm soát cao hơn khung kẹp của thiết bị truyền tín hiệu, áp suất từ ​​vật liệu được truyền đến phần tử đàn hồi (màng), bị biến dạng, ép thanh của công tắc micro đóng mạch tín hiệu ° C.

Cảm biến cho sự hiện diện của vật liệu trên băng tải

Các cảm biến về sự hiện diện của vật liệu trên băng tải của hệ thống vận chuyển dòng chảy, cũng như trên băng chuyền, tạp dề, máy cấp liệu rung cho phép đảm bảo kiểm soát và vận hành liên tục các hệ thống kiểm soát quá trình định lượng và trộn.

Trong các hệ thống trộn nóng chảy, họ sử dụng cảm biến cơ điện cho sự hiện diện của điện tích trên bộ nạp, là một chiếc lược kim loại được gắn phía trên bộ cấp liệu, các tấm của chúng được cố định bằng bản lề và lệch tùy theo độ dày của vật liệu trên bộ cấp liệu.

Các thiết kế khác của cảm biến cơ điện đã được biết đến, nhưng việc sử dụng chúng bị hạn chế do tuổi thọ ngắn và nhu cầu chọn kích thước và vật liệu của đầu dò trong từng trường hợp cụ thể.

Cảm biến tiếp xúc điện (thiết bị báo hiệu) khác với cơ điện ở độ tin cậy và khả năng thay thế lẫn nhau tăng lên.

Trong số các cảm biến không tiếp xúc, chúng chiếm một vị trí đặc biệt cảm biến điện dung cho sự hiện diện của vật liệu trên băng tải, được đặc trưng bởi thiết kế đơn giản của phần tử nhạy cảm và độ tin cậy cao.

Phần tử nhạy cảm của cảm biến điện dung bao gồm hai tấm kim loại cách điện phẳng được gắn phẳng dưới băng chuyền. Như một mạch đo, theo quy luật, một máy phát tự động được sử dụng, trong mạch phản hồi có kết nối một phần tử nhạy cảm.

Khi vật liệu xuất hiện trên băng tải, điện dung của phần tử nhạy cảm thay đổi, điều này làm cho các dao động của bộ tạo dao động bị phá vỡ và kích hoạt rơle tín hiệu.

Cảm biến điều khiển điền đầy khuôn

Hệ thống điều khiển quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn đúc Có bộ đếm giá trị lớn và điền mẫu.

cảm biến điện từ là một nam châm điện với cuộn dây tiếp sức của nó được bao gồm trong mạch. Đặt nó trên mẫu Oh... Khi đổ đầy khuôn, kim loại sẽ trồi lên và lấp đầy rãnh đã đóng dọc theo đường viền.

Khi dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây của một nam châm điện trong một vòng kín bằng kim loại lỏng, một EMF được tạo ra và một từ trường xuất hiện tương tác với trường của nam châm điện. Điều này làm thay đổi điện trở cảm ứng của cuộn dây và rơle đầu ra đưa ra tín hiệu hoàn thành khuôn và ngừng đúc.

cảm biến trắc quang bao gồm một bộ lọc hồng ngoại được cài đặt phía trên đầu ra của biểu mẫu, một bộ thu và một bộ khuếch đại với rơle tín hiệu.

Khi điền đầy dạng kim loại lỏng, các tia sáng đập vào tấm lọc sáng rồi đến bộ thu. Tín hiệu đầu ra của bộ thu được khuếch đại bởi bộ khuếch đại và đưa đến cuộn dây của rơle tín hiệu, cuộn dây này sẽ đưa ra lệnh thích hợp cho hệ thống sạc. Các cảm biến có hiệu quả khi được sử dụng để kiểm soát việc đổ đầy khuôn đất sét cát có hàm lượng kim loại cao.

cảm biến độ ẩm

Cảm biến mơ hồ được sử dụng trong các hệ thống điều khiển quy trình trộn để thu được cát đúc và cát lõi với các đặc tính công nghệ nhất định.

Dữ liệu đo độ dẫn độ ẩm của mẹ được chế tạo dưới dạng đầu dò kim loại được lắp đặt trong đường chạy hoặc trong phễu. Sử dụng cảm biến cùng với các thiết bị điều chỉnh nhiệt độ cho phép ổn định các đặc tính của hỗn hợp.

cảm biến độ ẩm điện dungVà là một tụ điện có các điện cực là các con lăn của con lăn và một vòng kim loại, được cách ly với thân của con chạy, được gắn trong rãnh đáy của con chạy dọc theo đường kính trong của vòng quay của con lăn.

Để kiểm soát tự động liên tục độ ẩm trong vật liệu chuyển động, các cảm biến lưu lượng điện dung được quan tâm, giúp cung cấp phép đo độ ẩm không tiếp xúc trong vật liệu chuyển động.

Cần lưu ý rằng các phương pháp điều khiển điện hiện có (đo độ dẫn, điện dung, cảm ứng, v.v.) chỉ có thể được sử dụng trong trường hợp các yếu tố như thành phần kích thước hạt của hỗn hợp, hàm lượng chất kết dính và phụ gia, tính đồng nhất phân bố của chúng, mức độ nén chặt và nhiệt độ không đổi.

Đạt được sự ổn định của các tham số này trong trường hợp không có hệ thống chuẩn bị và ổn định các tính chất của vật liệu ban đầu cho phép các phương pháp kiểm soát chất lượng của cát đúc trong quá trình chuẩn bị theo các đặc tính công nghệ chính: đúc, nén, lưu động, lưu động, vân vân.

cảm biến nhiệt độ

Để kiểm soát nhiệt độ của các kim loại lỏng, các phương pháp tiếp xúc và không tiếp xúc được sử dụng rộng rãi. Các phép đo dựa trên ứng dụng cặp nhiệt điện ngâm Và hỏa kế của các thiết kế khác nhau.

cặp nhiệt điện chìmđược thiết kế để sử dụng lâu dài, có lớp phủ bảo vệ cặp nhiệt điện NS và phụ kiện làm mát bằng nước. Nhiệt điện cực thường được làm bằng dây bạch kim.

Cặp nhiệt điện điều khiển tự động mang lại khả năng tái tạo tốt các giá trị đọc khi sử dụng lặp đi lặp lại, không liên tục mà không thay đổi mối nối nhiệt và nắp bảo vệ. Trong hầu hết các trường hợp, các cặp nhiệt điện này được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của bể thép nóng chảy trong lò điện.

Khó đo nhiệt độ của chất lỏng nóng chảy bằng phương pháp tiếp xúc (cặp nhiệt điện ngâm) do không đủ điện trở của các đầu bảo vệ, thay đổi đặc tính hiệu chuẩn của cặp nhiệt điện và các lý do khác. Ngoài ra, trong ngắn hạn, các phép đo định kỳ của vành đai không thể đưa ra ý tưởng chính xác về trạng thái nhiệt độ của toàn bộ khối sắt lỏng.

Đó là lý do tại sao chúng phổ biến rộng rãi trong xưởng đúc phương pháp kiểm soát nhiệt độ không tiếp xúc, cho phép thực hiện các phép đo liên tục trong thời gian dài và sử dụng kết quả của chúng trong các hệ thống điều khiển.

Giới thiệu công nghiệp các phương pháp không tiếp xúc cho phép bạn loại trừ ảnh hưởng đến kết quả đo xỉ và các màng khác trên bề mặt gang, cũng như các thông số của môi trường trung gian (độ bụi, hàm lượng khí, v.v.). Sử dụng để đo nhiệt độ không tiếp xúc hỏa kếquan điểm này của dòng chảy hoặc bề mặt kim loại phụ thuộc vào vị trí của lò nấu chảy hoặc muôi.

Cảm biến cho thành phần hóa học

V đúc phổ biến nhất là các phương pháp hóa học và hóa lý để kiểm soát thành phần hóa học của hợp kim.

Để giảm thời gian của các hoạt động chuẩn bị và phân tích, các biện pháp tổ chức và kỹ thuật được phát triển để đẩy nhanh quá trình phân tích.

Theo hướng này, các câu hỏi về cơ giới hóa và tự động hóa quá trình chuẩn bị mẫu, vận chuyển chúng đến phòng thí nghiệm, cũng như tạo ra các thiết bị để ghi và truyền dữ liệu phân tích đến các hệ thống quản lý trở nên đặc biệt quan trọng.

Cùng với các phương pháp hóa học và hóa lý, trong những năm gần đây, các phương pháp vật lý được sử dụng để phân tích nhanh: nhiệt kế, quang phổ, từ tính, v.v.