אמצעי מדידה ובקרה טכניים ביציקה

שיפור היעילות והאיכות של בקרת תהליך היציקה קשורה לפתרון בעיות המדידה והבקרה של פרמטרים טכנולוגיים שונים המשפיעים על מהלך התהליכים או שהם מדדי האיכות העיקריים. פרמטרים כאלה בבית יציקה כוללים:

• רמת הטעינה של חומרים טעונים במפעלי התכה, וכן בהופרים של מחלקות להכנת תערובת ותערובת;

• רמת מתכת נוזלית בתבניות יציקה;

• מסה, צריכה, צפיפות, ריכוז והרכב כימי של חומרים שונים;

• לחות, טמפרטורה, נזילות או יכולת היווצרות של תערובות;

• הרכב כימי וטמפרטורת נמס וכו'.

השליטה בפרמטרים אלו קשה, מכיוון שבנוסף לדרישות הרגילות לדיוק, מהירות, רגישות, יציבות המאפיינים המוטלים על כל החיישנים, עבור חיישנים המותקנים בבתי יציקה, נדרשות דרישות נוספות לחוזק, עמידות לחומרים אגרסיביים, טמפרטורות גבוהות. , אבק, רעידות וכו'.

השליטה על הפרמטרים הטכנולוגיים החשובים ביותר בתהליכי יציקה אינה נפתרת במלואה, ויש צורך בפיתוח נוסף של שיטות ואמצעי מדידה ובקרה חדשים, תוך שימוש בתוצאות של מחקרים סטטיסטיים, חישוב פרמטרים על ידי אינדיקטורים עקיפים באמצעות בקרים, טכנולוגיות מחשב מודרניות וכו'.

חיישני רמה

חיישני מפלס חומרי היציקה נמצאים בשימוש נרחב במערכות בקרה להכנה וטעינת מטען ביחידות התכה, הכנת תערובת ויציקת נמסים לתבניות.

הדרישה העיקרית לחיישני מפלס היא אמינות תפעולית גבוהה, שכן הפעלה או תקלה כוזבת מביאה למצב חירום בתהליך הטכנולוגי: גלישה או ריקון של מיכלים, יחידות התכה, הצפת או תת מילוי של מתכות בתבנית וכו'.

במערכות בקרה להכנת טעינה וטעינה של יחידות התכה בבית יציקה, השתמשו בחיישני רמה, כננת, מנוף, מגע, תרמוסטטים, פוטואלקטריים ועוד.

חיישן מפלס המטען עשוי בצורה מבנית בצורה של מוט פלדה הנעה בחלל הנשלט של הצריח. הבוכנה מפורקת עם נדנדה, המונעת על ידי אלקטרומגנט וחוזרת למיקומה המקורי על ידי קפיץ.

כאשר מתח מהמנוע מופעל על המעגל החשמלי, פקה מסתובבת, אשר סוגרת מעת לעת את המגע הממוקם במעגל הממסר הביניים. הממסר, כאשר הוא מופעל, מפעיל אלקטרומגנט המביא את מוט הניקוי לאזור המבוקש של הכיפה.

אם אין מטען בחלל הנשלט, הבוכנה, תוך כדי תנועה, סוגרת מגע במעגל ממסר האותות, המוציא דופק פקודה לטעינת המטען בכיפה.

חיישן מפלס כננת הוא בלוק מסתובב עם כבל גמיש, שבקצהו האחד תלוי עומס. המכשיר מותקן בכיפוף חלול מיוחד מעל חלון המילוי של הכיפה. כדי להגן על הברך מפני חשיפה לטמפרטורות גבוהות, היא מונשפת ברציפות באוויר דחוס.

פעולת החיישן ומערכת ההעמסה נחסמת באופן שפריקת הראש מתחילה עם הרמת המטען, והורדת המטען מתחילה רק לאחר פריקת הראש הבא.

חיישן מפלס מנוף מורכב ממנוף המותקן בלבנת הברזל היצוק של הכיפה ומוט עם קפיץ שבקצהו מותקנים המגעים ההתחלתיים. כשהכיפה עמוסה במלואה, הידית נכנסת לחלל הלבנה והמגעים נפתחים. כאשר המטען יורד מתחת למנוף, האחרון נלחץ על ידי הקפיץ, המגעים נסגרים ונותנים אות טעינה לאוזן הבאה.

החיישנים המתוארים הם בעלי עיצוב פשוט וניתן לייצר אותם בכל בית יציקה. עם זאת, נוכחותם של חלקים נעים מפחיתה את אמינותם בתנאים של טמפרטורה מוגברת, זיהום גז ואבק. חיישנים אמינים יותר המבוססים על שימוש בתכונות פיזיקליות של חומרים טעונים וגזי פסולת, הם כוללים אלקטרומגע, תרמוסטטי, פוטו-אלקטרי, רדיואקטיבי, מדידים וכו'.

חיישן רמת טעינה עם מגע חשמלי יש לו עיצוב פשוט ועיצוב מעגלים, מה שהוביל לשימוש הרחב שלו במערכות טעינה.

החיישן מורכב מארבעה מגעים, מבודדים באריזת אסבסט, המורכבים בלבני ברזל יצוק בחלק העליון של בניית הכיפה. רמת סידור המגעים עולה בקנה אחד עם רמת הניהול המצוינת של חומרי הטעינה.

הקצוות החיצוניים של המגעים מחוברים בזוגות ונכללים במעגל ממסר האותות. אם רמת הטעינה נמצאת בגבולות שצוינו, המגעים על פני המטען סוגרים את מעגל סליל ממסר האות. כאשר הרמה יורדת מתחת לערך שנקבע, הממסר נכבה ונותן אות לטעינת האצווה.

חיישן תרמוסטטי Ur טלה התשלום מבוסס על השימוש בתרמוסטט האמבטיה. בעת טעינה או כאשר רמת המטען יורדת במהלך תהליך ההיתוך מתחת לערך שנקבע מראש, גזי הכיפה אינם מופרעים, למעשה, עולים מבלי להיכנס לתרמוסטט. כאשר המטען יגיע לרמת בקרה מסוימת, שכבת המטען יוצרת התנגדות למעבר חופשי של גזים חמים למעלה וגז מסוים נכנס לערוץ התרמוסטט, מה שיוצר אות לעצירת הנסיגה.

חיישן מפלס רדיואקטיבי מבוסס על קליטת קרינה רדיואקטיבית מטען. מאחר ויכולת הספיגה של חומרי טעינה גבוהה בעשרות מונים מיכולת הספיגה של האוויר, הרי שכאשר המטען יורד מתחת לרמת הבקרה, עוצמת הקרינה של המונים עולה והמכשיר האלקטרוני מוציא אות בקרה למערכת העומס. קובלט רדיואקטיבי משמש כמקור לקרינה.

חיישני מפלס לחומרים בתפזורת ונוזלים בהופרים

הם נמצאים בשימוש נרחב כדי לשלוט ברמת חומרי המילוי והדפוס בהופרים אלקטרודות והתקני איתות קיבוליים... הבסיס לעבודה של מכשירי איתות כאלה הוא התלות של ההתנגדות החשמלית (הקיבולת החשמלית) בין האלקטרודות על המאפיינים של המדיום.

מכשיר איתות מוליכים מספק שליטה אמינה על רמת החומרים בתפזורת בהופרים עם התנגדות של מעגל האות לא יותר מ-25 mOhm. התקני איתות דו-אלקטרודות עם שני ממסרי מוצא משמשים לשליטה בשני מצבים ולאיתות רמה.

במחלקות הערבוב של בתי היציקה, יחד עם מכשירי איתות אלקטרוניים, הם משתמשים חיישני מפלס רדיואקטיביים כמו גם מכניים.

בין חיישנים מכניים, חיישני דיאפרגמה הם הנפוצים ביותר בשל פשטות העיצוב וקלות התחזוקה שלהם.

חיישן הדיאפרגמה מורכב מאלמנט אלסטי עם מסגרת הידוק ומתגים מיקרו. התקן אותו במנעול הקיר. כאשר רמת החומר המבוקרת גבוהה יותר ממסגרת ההידוק של מכשיר האיתות, הלחץ מהחומר מועבר לאלמנט האלסטי (הממברנה), אשר, בהיותו מעוות, לוחץ על המוט של מעגל האותות המיקרו-סגירת ° C.

חיישנים לנוכחות חומרים על מסועים

חיישנים לנוכחות חומרים על מסועים של מערכות הובלה זרימה, כמו גם על רצועה, סינרים, מזינים רוטטים מאפשרים להבטיח שליטה והפעלה רציפה של המערכות לבקרת תהליכי המינון והערבוב.

במערכות ערבוב מתכת הם משתמשים חיישן אלקטרומכני לנוכחות מטען על המזין, שהוא מסרק מתכת המותקן מעל המזין, שהצלחות שלו קבועות בצירים וסטות בהתאם לעובי החומר שעל המזין.

עיצובים אחרים של חיישנים אלקטרומכניים ידועים, אך השימוש בהם מוגבל בשל חיי השירות הקצרים והצורך לבחור את הגודל והחומר של הגשושית בכל מקרה ספציפי.

חיישני מגע חשמליים (התקני איתות) שונים מאלקטרו-מכאניים באמינות מוגברת ובהחלפה.

בין חיישנים ללא מגע, הם תופסים מקום מיוחד חיישנים קיבוליים לנוכחות חומר על המסוע, מאופיין בעיצוב פשוט של האלמנט הרגיש ובאמינות גבוהה.

האלמנט הרגיש של החיישן הקיבולי מורכב משתי לוחות מתכת שטוחים מבודדים המותקנות בסמוך מתחת למסוע. כמעגל מדידה, ככלל, נעשה שימוש באוטוגנרטור, שבמעגל המשוב שלו מחובר אלמנט רגיש.

כאשר מופיע חומר על המסוע, הקיבול של האלמנט הרגיש משתנה, מה שגורם לתנודות המתנד להישבר ולהפעיל את ממסר האותות.

חיישני בקרת מילוי עובש

מערכת הבקרה לתהליך יציקת מתכת נוזלית לתבניות יציקה יש לה דלפק בעל ערך גדול ומילוי צורה.

חיישן אלקטרומגנטי הוא אלקטרומגנט עם סליל הממסר שלו כלול במעגל. מניחים אותו על הטופס הו... בעת מילוי התבנית, המתכת עולה וממלאת את החריץ הסגור לאורך קו המתאר.

כאשר זרם חילופין זורם דרך סליל של אלקטרומגנט בלולאה סגורה של מתכת נוזלית, נגרמת EMF ומופיע שדה מגנטי באינטראקציה עם שדה האלקטרומגנט. זה משנה את ההתנגדות האינדוקטיבית של הסליל וממסר המוצא נותן אות להשלמת התבנית ולהפסיק את היציקה.

חיישן פוטומטרי כולל מסנן אינפרא אדום המותקן מעל פלט הטופס, מקלט ומגבר עם ממסר אות.

כאשר ממלאים צורה של מתכת נוזלית, פוגעים בקרני האור של מסנן האור ולאחר מכן למקלט. אות המוצא של המקלט מוגבר על ידי המגבר ומוזן לסליל של ממסר האותות, המוציא את הפקודה המתאימה למערכת הטעינה. החיישנים יעילים כאשר משתמשים בהם לשליטה במילוי של תבניות חימר חול עם תכולת מתכת גבוהה.

חיישני לחות

חיישנים מעורפלים משמשים בערבוב מערכות בקרת תהליכים להשגת חולות דפוס וחולות ליבה בעלי תכונות טכנולוגיות מסוימות.

נתונים מוליכים לחות אימהית עשוי בצורה של בדיקה מתכתית המותקנת ברצים או בהופר. שימוש בחיישן יחד עם התקני תיקון טמפרטורה מאפשר ייצוב של תכונות התערובת.

חיישן לחות קיבוליו הוא קבל שהאלקטרודות שלו הן הגלילים של הרצים וטבעת מתכת, מבודדת מגוף הרצים, המורכבת בחריץ תחתון רצים לאורך הקוטר הפנימי של סיבוב הגלילים שלהם.

לשליטה אוטומטית רציפה של תכולת הלחות בחומרים נעים, יש עניין בחיישני זרימה קיבולית, המאפשרים לספק מדידה ללא מגע של תכולת הלחות בחומרים נעים.

יש לציין כי ניתן להשתמש בשיטות הבקרה החשמליות הקיימות (מוליכות, קיבוליות, אינדוקטיביות וכו') רק במקרים בהם גורמים כמו הרכב גודל הגרגיר של התערובת, תכולת הקלסר והתוספים, האחידות התפלגותם, מידת הדחיסה והטמפרטורה נשארים קבועים.

השגת קביעות פרמטרים אלו בהיעדר מערכות להכנה וייצוב תכונות חומרי המוצא מאפשרת שיטות של בקרת איכות של חול היציקה במהלך הכנתו לפי המאפיינים הטכנולוגיים העיקריים: יציקה, דחיסה, נזילות, נזילות, וכו '

חיישני טמפרטורה

כדי לשלוט בטמפרטורה של המתכות הנוזליות, השתמשו באופן נרחב בשיטות מגע וללא מגע. מדידות מבוססות אפליקציה צמד תרמי טבילה ו פירומטרים בעיצובים שונים.

צמדים תרמיים טבוליםמיועד לשימוש לטווח ארוך, מכיל ציפוי מגן תרמי NS ואביזרים מקוררים במים. תרמו-אלקטרודות עשויות בדרך כלל מחוטי פלטינה.

הצמד התרמי המונע האוטומטי נותן שחזור טוב של קריאות עם שימוש חוזר ולסירוגין מבלי לשנות את הצומת התרמי ואת מכסה המגן. ברוב המקרים, צמדים תרמיים אלה משמשים לשליטה בטמפרטורה של אמבט הפלדה המותכת בתנורים חשמליים.

מדידת טמפרטורת נמס הנוזל בשיטות מגע (צמדי תרמי טבילה) היא קשה בגלל התנגדות לא מספקת של קצות המגן, שינויים במאפייני הכיול של הצמד התרמי וסיבות אחרות. כמו כן, בקצרה מדידות תקופתיות של החגורה אינן יכולות לתת מושג נכון על מצב הטמפרטורה של כל מסת הברזל הנוזלי.

לכן הם נפוצים בבית היציקה שיטות בקרת טמפרטורה ללא מגע, המאפשר לבצע מדידות רציפות ארוכות טווח ולהשתמש בתוצאותיהן במערכות בקרה.

הקדמה תעשייתית של שיטות ללא מגע מאפשרת לך לשלול השפעה על תוצאות המדידה של סיגים וסרטים אחרים על פני השטח של ברזל יצוק, כמו גם את הפרמטרים של מדיום הביניים (אבק, תכולת גז וכו '). השתמש למדידת טמפרטורה ללא מגע פירומטריםנוף זה של הזרם או משטח המתכת תלוי במיקום המתכת או המצקת.

חיישנים להרכב כימי

V יציקה הנפוצה ביותר הן השיטות הכימיות והפיזיקליות-כימיות לשליטה בהרכב הכימי של סגסוגות.

על מנת לצמצם את משך פעולות ההכנה והניתוחים, מפתחים אמצעים ארגוניים וטכניים להאצת תהליך הניתוח.

לאור זה, שאלות לגבי מיכון ואוטומציה של הכנת הדגימות, הובלתן למעבדה, כמו גם יצירת מכשירים להקלטה והעברת נתונים אנליטיים למערכות ניהול הופכות לחשובות במיוחד.

לצד השיטות הכימיות והפיזיקליות-כימיות, נעשה בשנים האחרונות שימוש בשיטות פיזיקליות לניתוח אקספרס: תרמוגרפי, ספקטרלי, מגנטי וכו'.