[实用新型]测量双电极位置和弧长的控制器

说明书

本实用新型涉及一种测量和控制双电极相对位置和电弧弧长的控制器。

真空双电极自耗炉是八十年代初发展起来的一种新型真空冶炼设备。它的问世为超合金提供了一种细晶组织，低宏观偏析、热加工性能良好的铸锭生产方法。这种设备是藉在真空室中水平对置的二根自耗电极，在通低电压，大电流的情况下，电极端面处产生强烈电弧而将自耗电极熔化的。因此。二根自耗电极的相对位置将对金属熔滴是否能始终滴入锭模，对电极熔化速率的控制，对熔滴形态和温度都有至关重要的影响。

美国特殊金属公司在它所申请的US4261412专利中未披露采用什么具体手段来控制二根自耗电极的相对位置及电弧弧长的测量，也未见任何有关如何准确测定电极位置和弧长的报导。

本实用新型的目的就是要提供一种能准确测量和自动控制两根电极端面位置和电弧弧长的电极自动控制器。

本实用新型采用工业摄象机摄取真空双电极自耗炉内电极位置和电弧弧长（电极间隙）信息，然后将工业摄象机所摄取的视频信号经过处理转换成二进制数码，送往微机处理系统，微机处理系统对所测量到的，并已经转换成数码的电极位置和电弧弧长与工艺规定的给定值进行比较求出偏差值，并进行数字滤波和PID（即比例、积分、微分）运算，最后输出给D／A数模转换器变成摸拟量去控制电极进给系统，使电极位置和电弧弧长与给定值保持一致，从而达到电极位置和电弧弧长自动控制的目的。

现结合附图对本实用新型加以说明

图1为测量双电极位置和弧长控制器的方框图

图中1为视频放大器，2为比较器，3为同步分离器，4为行频输入电路，5为行频计数器，6为行频译码器，7为信号源，8为控制门，9为电极位置计数器，10为弧长计数器，11为位置值寄存器，12为弧长值寄存器，13为光电隔离器。所有方框图中的元件均集中置于一有金属外壳的处理器中。

图2为视频放大器1，比较器2，同步分离器3，行频输入电路4，行频计数器5，行频译码器6，信号源7和控制门8的电原理图。

图3为电极位置计数器9，弧长计数器10，位置值寄存器11和弧长值寄存器12的电原理图。

图4为光电隔离器13的电原理图。

本实用新型采取下列措施达到，它包括工业摄象机、监视器、微机处理系统，以及将工业摄象机所摄取的电极位置和电弧弧长的视频信号处理为微机能接受的二进制数码的处理器，这种转换视频信号为二进制数码的处理器包括有视频放大器1，比较器2，同步分离器3，行频输入电路4，行频计数器5，行频译码器6，信号源7，控制门8，电极位置计数器9，弧长计数器10，位置值寄在器11，弧长值寄存器12，光电隔离器13，并均置于一金属外壳中。工业摄象机所摄取的电弧弧长和电极位置的视频信号，经视频放大器1放大后分二路输入，一路包括比较器2，信号源7，控制门8，电极位置计数器9，位置值寄存器11，光电隔离器13；另一路包括同步分离器3，行频计数器5，行频译码器6，弧长计数器10，弧长值寄存器12，光电隔离器13。来自监视器的行同步信号进入行频输入电路4，经处理器处理并已转换成二进制数码的电极位置值和弧长值均输出至微机系统。

工业摄象机所摄取的电极位置和弧长的视频信号，经视频放大器1放大后分成二路，一路送往比较器2，与某一固定电平进行比较，取出弧光信号，另一路送往同步分离器3，从全电视信号中分离出同步信号，此同步信号作为行频计数器5的清除信号，行频计数器5的计数信号取自监视器的行同步信号，通过行频译码器6取出某行的弧光信号，此弧光信号的宽度与电弧弧长成正比，弧光信号的前沿与电视行扫描起始点之间时间间隔和电极位置成正比，然后信号源7对弧光信号宽度和该行扫描起点与弧光信号的前沿之间的时间间隔数字化，取得电极位置值和电弧弧长值，并寄存在相应的寄存器11和12里。

在图2中，视频放大器1由IC₁SF357集成电路、R_1～6W₁及W₂组成，工业摄象机输出的视频信号经R₃送至SF357正输入端进行同相放大，放大倍数由R₄、W₁和R₂的比值决定，图中W₁可将放大倍数进行适当调整。