[其他]測溫定氧智能化儀表

無效

• 申請號: 87213554
• 申請日: 1987-09-22
• 公開（公告）號: CN87213554U
• 公開（公告）日: 1988-08-03
• 發明（設計）人: 隋有功;沈劍瑩;陳榮;周家齊
• 申請（專利權）人: 鞍山鋼鐵學院
• 主分類號: G01K3/00
• 分類號: G01K3/00
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 趙之悅

本實用新型屬于一種鋼液測溫定氧儀器。

目前，隨著冶金技術的飛速發展，對煉鋼工藝提出更高的要求。尤其是在煉鋼生產中知道鋼液中氧的含量是一個重要的指導信息。因為鋼液中氧的含量多少直接影響鋼的品種、質量。因此有必要測定鋼液中氧的濃度，即氧的濃度和鋼液的溫度。這樣就可以根據爐內鋼液中氧的含量直接按鋼種的要求配加脫氧劑以控制脫氧度，在必要情況下也可輔以挽救措施。所以，鋼液的溫度和氧含量的直接測定是煉鋼的一項基礎工作，它可以直接指導脫氧工藝，改進冶煉方法，完善精煉操作，提高鋼的質量和預報合金的效率，發展噴射冶金技術的必要手段。

然而，在煉鋼生產過程中通過測定鋼液中游離氧的含量來提高鋼液質量問題，直到七十年代才開始利用固體電解質化學濃差電池測頭來測定鋼液中游離氧的含量。這種傳統的定氧裝置是遠遠滿足不了煉鋼生產的需求。雖然，我國也曾利用電子電位差計改造的儀器來定氧，但是其功能比較單一，工序復雜，需人工估算和查表才能求出溫度和氧濃度數值，儀器不便攜帶，配制測試探頭種類少，而且使用局限性。目前美國生產的“依烈多納微型機測量系統”。價格太貴，因而至今仍然未能得到廣泛的使用。

本實用新型的目的是：為了克服已有技術的缺點，快速測量，降低成本，簡化測溫定氧的工藝過程。實現儀表自動采樣、自動尋找“平臺”、自動計算和自動補償的功能，并且改進脫氧工藝，完善精煉操作，提高鋼的質量和預報合金的效率。

本實用新型的解決方案是：設計了一種具有自動采樣、自動尋找“平臺”、自動計算和自動補償功能的儀表，其要點在于：儀表硬件電路結構由主機板和模數轉換印刷電路板組成。主機板的電路結構及各部分之間的連接在圖1智能儀表主機板電路結構圖中清楚說明。其電路結構采用Z－80CPu的中央處理器，把程序固化在二塊2732EPROM中，由兩塊6116存放采樣數據；模數轉換印刷電路板的結構及各部分之間連接在圖2智能儀表模－數轉換器、電路結構圖中清楚說明。其電路結構由4051電子開關、5塊ICL7650無零漂運算放大器、upB－7002C模－數轉換器和6塊TLP521光電隔離器等組成。

儀表的軟件采取一整套測溫定氧的程序。在圖3軟件程序方框圖清楚地說明，當儀表的測頭進入鋼水而出現氧電勢的脈沖值后儀表應該采集溫度和氧電勢的數據。這些數據通過合適的“窗口”把數據存放在儀表內存之中，然后對這些數據不斷比較、判斷，找出合適的“平臺值”或變化斜率最小的部分。這就是儀表自動尋求平衡點，以便進行模型計算。儀表的顯示為了區別溫度和氧的數值，儀表首先顯示溫度和氧的特征字C和d，對不同通道，儀表能直接顯示人工預置的通道號。從而實現了智能化測量鋼液中氧濃度和溫度。當按復位鍵時，如果儀表的測頭進入鋼水而出現氧電勢的信號值后，儀表查詢是否有任務，如果有任務則把信號值通過一個由軟件設置的門坎值與被測值進行比較，如果信號值超過門坎值時，則把采樣值送入內存以便處理。從而實現了自動采樣；當內存中信號采集后，智能儀表通過軟件能把信號進行運算、比較、判斷、找出合適的“平臺值”或變化斜率最小的部分，實現自動尋找“平臺”；所謂自動計算就是將一次快速定氧測溫復合探頭的毫伏信號值，經多路選擇開關，編程放大器，模／數轉換器和光電隔離器及主機板，用程序按合適采樣周期，將定氧信號平臺各點采集到內存，然后按溫度和定氧數字模型進行計算，結果僅用6～8秒鐘就可顯示氧含量的PPM值和溫度值。由于開始到顯示和打印輸出都是在只按一次復位鍵就可自行完成。因此稱為自動計算。所謂自動補償就是在智能儀表的硬件結構中設有AD590溫度自動補償器實現自動補償。在圖2智能儀表模－數轉換器、電路結構圖中更加清楚地說明。

本實用新型智能化儀表的構造由儀表的外殼、雙浮空屏蔽罩及主機板和模數轉換印刷電路板組成。在儀表外殼的面板上設有6位數字的顯示器、復位裝置和通道選擇開關。外殼后部設有內存模數顯示選擇開關、電源和輸入信號插頭。儀表內部設有二個屏蔽裝置。一個是單屏蔽裝置，主要放置主機板；另一個是雙層浮空裝置，主要放置模數轉換板，其主要功能對外部干擾進行屏蔽。

冶金工廠的現場條件比較復雜，各種噪聲干擾來自很多方面，如強大的動力電場引起電的、磁的及輻射等干擾；同時環境的溫度和濕度也會影響測試儀表顯示值的誤差，從測量的測頭來看，這些測頭的自身也會存在著各種寄生的干擾進入儀表。而且，有時甚至會淹沒測試的主信號造成誤差。為了防止各種干擾造成誤差。本實用新型的儀表的結構采用抗干擾的雙積分型A／D轉換器，雙層浮空和光電隔離器組成。