JPS6136173B2

JPS6136173B2 -

Info

Publication number: JPS6136173B2
Application number: JP53071403A
Authority: JP
Inventors: Irichi Sukurikin Urajimiiru; Soromonoitsuchi Fuainchiruberugu Reoniido; Serugeeeuitsuchi Tsuitetsusukii Reoniido
Original assignee: INSUCHI KIBERUNECHIKI AN UKURAI SSR
Current assignee: INSUCHI KIBERUNECHIKI AN UKURAI SSR
Priority date: 1977-06-13
Filing date: 1978-06-13
Publication date: 1986-08-16
Also published as: SU813216A1; GB2000923A; IT7824487A0; DE2825624C3; SE426264B; CA1108758A; FR2394800A1; AU517406B2; SE7806773L; JPS5439696A; AU3707578A; DE2825624A1; CS201711B1; DE2825624B2; IT1111186B; FR2394800B1; US4187541A; GB2000923B

Description

【発明の詳細な説明】本発明は溶融状態にある、すなわち液相の金属
および合金のパラメータをチエツクするためのデ
イジタル測定装置に関し、詳細には金属および合
金の溶融状態における温度を決定するためのデイ
ジタル分析装置に関する。

本発明は鉄鋼の溶融プロセスのチエツクおよび
制御用の自動方式において使用出来る。

冷却曲線の熱的アレスト（arrest）に対する金
属内の炭素含有量の自動チエツク用のデイジタル
装置は例えば英国特許第1477564号に示されてお
り、これは金属および合金の実際の温度をデイジ
タルパルスコードに変換するための変換器を有
し、その入力には金属および合金の冷却プロセス
におけるそれらの実際の温度についての情報を有
する信号が加えられ、その出力には正および負の
温度増分に対応するコードパルスが形成される。
この装置はまたクロツクパルス発生器を有する。
コードパルスとクロツクパルスを時間的に一致さ
せて分配する同期化装置によりこの変換器の出力
は可逆カウンタの加算入力と減算入力にそして局
部温度増分のデイスクリミネータの入力に加えら
れる。この可逆カウンタは並列の実際温度コード
を発生する。このデイスクリミネータはその出力
の１個にパルスが或る正または負の値ε_０のとき
形成されるように調整される。この発生器の出力
は同期化装置を介して予定の温度増分±ε_０が生
じる時間インターバルを選択するための時間イン
ターバルデイスクリミネータのカウント入力に接
続する。この時間インターバルデイスクリミネー
タのリセツト入力は上記局部温度増分デイスクリ
ミネータの出力に接続する。この時間インターバ
ルデイスクリミネータはその出力に、選ばれた時
間インターバルが予定のしきい値τ_０を越えた場
合のみ信号が生じるように設計される。この時間
インターバルデイスクリミネータの出力はレジス
タの制御入力に接続し、このレジスタの情報入力
は可逆カウンタの情報出力にその情報出力はデイ
ジタル表示装置の情報入力に夫々接続する。この
デイジタル表示装置の制御入力はORゲートの出
力に接続し、このゲートの入力の１個には分析の
終了決定がなされた時点で信号が加えられる。

上記の装置は次のように動作する。金属の実際
温度をデイジタルパルスコードに変換する変換器
からのコードパルスが同期化装置を通して局部温
度増分デイスクリミネータの入力に、そして可逆
カウンタの加算および減算入力に送られる。この
カウンタはそれに応じて実際温度の並列コードを
発生する。温度増分が±ε_０に等しくなるたび
に、局部温度増分デイスクリミネータの夫々の出
力にはパルスが形成され、これが時間インターバ
ルデイスクリミネータのリセツト入力に加えられ
る。

時間インターバルデイスクリミネータのカウン
ト入力には同期化されたクロツクパルスが入る。
各リセツト後に、このデイスクリミネータは再び
同期化したクロツクパルスのカウントを開始す
る。このデイスクリミネータの最後のリセツト後
の予定の時間インターバルτ_０の終りにその出力
にパルスが生じ、これは次のパルスが時間インタ
ーバルτ_０内にこのデイスクリミネータのリセツ
ト入力に入らないときのみ生じる。これの出力か
らのパルスがレジスタの制御入力に入る。可逆カ
ウンタの内容はこのレジスタに入る。ORゲート
の出力からデイジタル表示装置に信号が加えられ
ると、この装置は直ちに分析結果のデイジタル表
示を示す。

この装置は冷却曲線上に乱れた水平または傾斜
部分が生じそこでτ_０に等しい時間中の金属温度
変化が値±ε_０を越えないときのみ液相温度を自
動的に決定する。

乱れた傾斜部分が冷却曲線上に生じるとき、液
相温度はこの冷却曲線の破壊点すなわちこの乱れ
部分の開始点での温度により決定する。この場
合、レジスタに入れられる分析結果はε_０だけ液
相温度とは異ることになる。それ故、ε_０のしき
い値は液相温度の決定する精度を考慮してセツト
される。

実際には冷却曲線上には金属と合金の相遷移の
熱的効果により生じる乱れ傾斜部分があり、ここ
では時間τ_０内での温度変化を越える。

上述のように、しきい値ε_０の増加は液相温度
の決定に大きな誤りを生じさせるから許容出来な
いものである。急峻な垂れ下がりを有するこの乱
れた傾斜部分の検出のためにε_０を減少させるこ
とも許容出来ない。すなわちこの場合寄生熱的効
果により生じる幅の狭い乱れ傾斜部が検出される
ことがあるからである。このときには冷却曲線の
破壊点における金属温度は液相温度と見誤まられ
ることになる。

かくして従来の装置は金属と合金の相遷移の熱
的効果による乱れた傾斜部分を検出するについて
充分な信類を与えない。

本発明の目的は上述の欠点を除去しそして相遷
移の熱効果による乱れた傾斜部分の検出精度を改
善することである。

本発明は本質的にはデイジタル計算装置の簡単
な要素および装置を基本として、冷却曲線の破断
に対応する温度を記憶しそして分析プロセス中の
乱れた部分の期間をチエツクすることにより金属
および合金の相遷移の熱効果により生じる乱れた
傾斜部分の精度の高い検出を与えるようになつた
金属および合金の液相温度を決定するためのデイ
ジタル分析装置を意図するものである。

次に図面に基づき本発明を説明する。

本発明によるデイジタル分析装置は冷却曲線を
つくることの出来る任意の従来測定装置と組合せ
て使用出来る。

第１図はこのデイジタル分析装置を示すもので
あり、これは金属の実際温度をデイジタルパルス
コードに変換する変換装置１と、クロツクパルス
発生器２と、コードパルスとクロツクパルスを同
期させる同期化装置３と、温度の並列コードを発
生する可逆カウンタ４と、局部温度増分デイスク
リミネータ５と、予定の温度増分の生じる時間イ
ンターバルを選択するための第１時間インターバ
ルデイスクリミネータ６と、予定値を越える時間
内に予定の温度増分の生じる時間インターバルを
選択する第２時間インターバルデイスクリミネー
タ７と、ORゲート８と、分析結果を記憶するレ
ジスタ９と、分析結果をデイジタル形で表示する
デイジタル表示装置１０と、から構成される。

変換装置１は冷却プロセス中に金属または合金
の実際温度についての情報を有する信号を受ける
入力１１と、正の温度増分に対応するコードパル
ス用の出力１２と、負の温度増分に対応するコー
ドパルス用の出力１３とを有する。出力１２と１
３は同期化装置３の入力に接続する。

クロツクパルス発生器２の出力１４は同期化装
置３の第３入力に接続する。正の温度増分に対応
する同期したコードパルス用の同期化装置３の出
力は可逆カウンタ４の加算入力１５とデイスクリ
ミネータ５の入力１６に接続する。負の温度増分
に対応するコードパルス用の同期化装置３の他の
出力は可逆カウンタ４の減算入力１７とデイスク
リミネータ５の入力１８に接続する。正の予定の
温度増分についての信号を与えるデイスクリミネ
ータ５の第１出力はデイスクリミネータ６の第１
リセツト入力１９とデイスクリミネータ７の第１
入力２０に接続する。負の予定の温度増分の場合
に信号を与えるデイスクリミネータ５の第２出力
はデイスクリミネータ６の第２リセツト入力２１
とデイスクリミネータ７の第２リセツト入力２２
に接続する。

デイスクリミネータ６のカウント入力２３とデ
イスクリミネータ７のカウント入力２４は同期し
たクロツクパルスを出す同期化装置３の第３出力
に接続する。

デイスクリミネータ６の中間出力２５はデイス
クリミネータ７のデイスエブル入力に接続し、デ
イスクリミネータ７の中間出力２６はレジスタ９
の制御入力に提供する。デイスクリミネータ６と
７の出力２７と２８はORゲート８の入力に接続
し、このゲート８の出力２９は表示装置１０の制
御入力に接続する。

表示装置１０の情報入力は可逆カウンタ４の情
報出力３１に接続した情報入力を有するレジスタ
９の情報出力３０に接続する。

局部温度増分のデイスクリミネータ５はその第
１出力に温度の正の局部増分が予定値±ε_０であ
るときにパルスが生じ第２出力に負の増分が予定
値−ε_０であるときにパルスが生じるように調整
される。

デイスクリミネータ５は可逆カウンタとして構
成することが出来、この場合にはその加算および
減算入力がデイスクリミネータ５の入力となり、
そこに正および負の温度増分に対応する同期した
コードパルスが供給される。このカウントの加算
オーバフロー出力はデイスクリミネータ５の第１
出力として作用し、そこに予定の正の温度増分に
おいて信号が形成される。このカウントの減算オ
ーバフロー出力はデイスクリミネータ５の第２出
力であり、予定の負の温度増分のときにそこに信
号が形成される。局部温度増分のデイスクリミネ
ータは他の方法で変更することも出来る。

デイスクリミネータ６はτ₀₁に等しい或る時間
後に中間出力２５での各リセツト後にこの時間中
にデイスクリミネータ６が再びリセツトされなけ
ればパルスが形成され、そしてその出力２７には
或る時間τ₀₂後にこの間にデイスクリミネータ６
が再びリセツトされなければ信号が形成される。
τ₀₂はτ₀₁より大である。

デイスクリミネータ７は各リセツト後にその中
間出力２６にτ₀₁に等しい或る時間後にこの期間
にデイスクリミネータ７が再リセツトされなけれ
ばパルスが形成され、その出力２８にはτ₀₃後に
この期間にデイスクリミネータ７が再リセツトさ
れなければ信号が形成される。τ₀₃はτ₀₂より大
である。

第２図は変換装置１の他の実施例を示すもので
ある。この場合、変換装置１の入力１１は例えば
自動ポテンシヨメータのスライド接点に機械的に
結合されてもよく、このポテンシヨメータに温度
センサから信号が連続的に送られる。

変換装置１は測定スケール３２を有し、それに
は等しい幅の透明マーク３３と不透明マーク３４
が交互に設けてある。これらのマークのものは変
換装置１の分解能を決定する。変換装置１は更に
２個のホトダイオード３５，３６と光源３７を有
し、これらはホルダ３８上に装着される。ホトダ
イオード３５，３６はマーク３３と３４の幅の半
分に等しい距離だけ間隔を設けられている。

ホルダ３８はポテンシヨナータ４０のスライド
接点３９に機械的に結合される。

更に、変換装置１は２個のシユミツトトリガー
４１，４２、２個のパルス整形器４３，４４、２
個のゲート４５，４６を有し、これらゲートは冷
却曲線上の正および負の温度増分に対応するコー
ドパルスを選択するものである。シユミツトトリ
ガ４１のリセツト出力はゲート４５，４６の制御
入力に接続する。

シユミツトトリガ４２のセツト出力はパルス整
形器４３の入力に接続し４２のリセツト出力はパ
ルス整形器４４の入力に接続する。

パルス整形器４３の出力はゲート４５のパルス
入力に接続され、パルス整形器４４の出力はゲー
ト４６のパルス入力に接続される。

ゲート４５，４６の出力には冷却曲線上の正お
よび負の温度増分に対応する変換装置１のコード
パルスが形成される。

この変換器には更に他の変形が可能である。

第３図はコードパルスとクロツクパルスの同期
化装置の他の実施例を示す。同期化装置３はクロ
ツクパルスを出す装置４７と、コードパルスを同
期化させる装置４８，４９を含んでいる。クロツ
クパルス装置４７はクロツクパルス分配用のフリ
ツプフロツプ５０と、同期したクロツクパルス形
成用のゲート５１と、同期化クロツクパルス形成
用のゲート５２とを有する。ゲート５１と５２の
制御入力はフリツプフロツプ５０の出力に接続す
る。ゲート５１と５２のパルス入力は合成されて
フリツプフロツプ５０のカウント入力に接続され
て同期化装置３の第３入力として作用し、そこに
クロツクパルス発生器２からのパルスが入る。ゲ
ート５１の出力は同期化装置３の第３出力とな
る。コードパルス同期化装置４８と４９はコード
パルスの記憶用フリツプフロツプ５３，５４、バ
ツフアフリツプフロツプ５５，５６、ANDゲー
ト５７，５８および同期したコードパルスの形成
用のゲート５９，６０を有する。フリツプフロツ
プ５３のセツト入力は同期化装置３の入力であ
り、そこに冷却曲線上の正の温度増分に対応する
コードパルスが入る。フリツプフロツプ５４のセ
ツト入力は同期化装置３の入力であつて、そこに
負の温度増分に対応するコードパルスが入る。
ANDゲート５７の入力はフリツプフロツプ５３
のセツト出力とフリツプフロツプ５５のリセツト
出力に接続する。

ANDゲート５８の入力はフリツプフロツプ５
４のセツト出力と５６のリセツト出力に接続す
る。ANDゲート５７と５８の第３入力は装置４
７の同期化クロツクパルスの形成用のゲート５２
の出力に接続する。ゲート５２の出力は同期化装
置４８のゲート５９の１方の入力と同期化装置４
９のゲート６０の１方の入力に接続する。ゲート
５９と６０の他方の入力はフリツプフロツプ５５
と５６のセツト出力に接続する。ANDゲート５
７の出力はフリツプフロツプ５５のセツト入力に
接続し、ANDゲート５８の出力はフリツプフロ
ツプ５６のセツト入力に接続する。ゲート５９の
出力はフリツプフロツプ５３と５５のリセツト入
力に接続し、そして同期化装置３の同期したコー
ドパルス用の出力となり、これに冷却曲線上の正
の温度増分に対応するコードパルスが入る。ゲー
ト６０の出力はフリツプフロツプ５５，５６のリ
セツト入力に接続して同期化装置の同期したコー
ドパルス用の出力となり、そこに負の温度増分に
対応するコードパルスが入る。

第４図はデイジタル表示装置１０のレジスタへ
の接続の他の例を示す。この表示装置は他の方法
でレジスタ９に接続してもよい。

レジスタ９は数個の10桁６１と２群の入力ゲー
ト６２，６３を有する。

ゲート６２の入力はこのレジスタの情報入力を
形成し、そこに可逆カウンタ４の夫々の桁のリセ
ツトデイジツト出力からの信号が入る。ゲート６
３の入力はこのレジスタの情報入力を形成し、そ
こに可逆カウンタの夫々の桁のセツトデイジツト
出力からの信号が入る。ゲート６２の出力は６１
のリセツトデイジツト入力に接続し、ゲート６３
の出力は６１のセツトデイジツト入力に接続す
る。ゲート６２と６３の制御入力は合成されてレ
ジスタ９の制御入力を形成する。

表示装置１０はデコーダ６４、スイツチ６５、
表示管６６からなる。デコーダ６４の入力は装置
１０の情報入力を形成し、その出力はスイツチ６
５の入力に接続する。スイツチ６５の制御入力は
合成されて装置１０の制御入力となる。表示管６
６のアノード６７は陽極電圧源Ｕ_aに接続する。
表示管６６のカソード６８は10桁となつていてス
イツチ６５の出力に接続する。

第５図は予定の温度増分が生じる時間インター
バルを選択するための制御時間カウンタとして構
成された第１時間インターバルデイスクリミネー
タ６の実施例である。

このデイスクリミネータはカウンタ６９と、３
個のゲート７０，７１，７２と、２個のANDゲ
ート７３，７４と、２個のスイツチ７５，７６か
らなる。

ANDゲート７４の入力はスイツチ装置７６を
介してカウンタ６９のデイジツト出力に接続し、
カウンタ６９の各デイジツトのセツトおよびリセ
ツト出力はスイツチ装置７５の夫々のスイツチの
２つの極に接続し、スイツチ装置７５のすべての
スイツチの中間タツプはANDゲート７４の入力
に接続する。スイツチ装置７６のスイツチの位置
を変えることにより、ANDゲート７４の入力は
カウンタ６９の各桁セツトまたはリセツト出力に
接続出来る。

ANDゲート７４の出力はゲート７０，７１，
７２の制御入力に接続する。この出力はデイスク
リミネータ６の出力２７と制御された時間カウン
タの情報出力となる。

ゲート７０の入力はこのカウンタのカウント入
力であり、且つデイスクリミネータ６のカウント
入力２３である。ゲート７０の出力はカウンタ６
９のカウント入力とANDゲート７３の入力とし
て接続する。ANDゲート７３の他の入力はスイ
ツチ装置７５を通じてカウンタ６９の出力に接続
する。ANDゲート７３の出力は制御された時間
カウンタの中間出力であり、デイスクリミネータ
６の中間出力２５である。ゲート７１，７２の入
力は制御された時間カウンタのセツト入力であり
デイスクリミネータ６のリセツト入力１９，２１
である。

ゲート７１，７２の出力はカウンタ６９のリセ
ツト入力に接続する。スイツチ装置７５のスイツ
チの位置を変えることにより、デイスクリミネー
タは予定の時間インターバルτ₀₁に調整され、ま
たスイツチ装置７６のスイツチ位置を変えること
により、デイスクリミネータ６は他の予定の時間
インターバルτ₀₂に調整される。スイツチ装置７
６のスイツチの位置はｆを同期したクロツクパル
スの周波数として関係 n₀₂＝τ₀₂・ｆ ………(1) から誘導される２進数₀₂に対応しなければなら
ない。例えば、所要のしきい値τ₀₂が５秒であれ
ばｆ＝４Hzにおいてn₀₂は20（２進数n₀₂＝
10100）である。従つて、スイツチ装置７６の第
３および５桁のスイツチはカウンタ６９の夫々の
桁のセツト出力に接続しなければならず、これら
スイツチの中性位置はそのリセツト出力に接続し
なければならない。

スイツチ装置７５のスイツチ位置は n₀₁＝τ₀₁・ｆ−１ ………(2) から誘導される２進値n₀₁に対応しなければなら
ない。

例えば所要のしきい値τ₀₁が0.75秒であればｆ
＝４Hzではn₀₁は２（２進数n₀₁＝10）である。従
つて、スイツチ装置７５の第２桁のスイツチはカ
ウンタ６９のセツト出力に接続し、そしてこれら
スイツチの中性位置はそのリセツト出力に接続し
なければならない。

第６図は予定の温度増分が上記予定値を越える
時間ペリオド内で生じる時間インターバルのデイ
スクリミネータ７の実施例である。

デイスクリミネータ７は制御される時間カウン
タ７７、ゲート７８およびフリツプフロツプ７９
を有する。

カウンタ７７の構成は第５図に示すものと同様
でよい。この場合にはこのカウンタはスイツチ装
置７６により他の予定時間インターバルτ₀₃に調
整される。ここでτ₀₃＞τ₀₂である。

時間カウンタ７のカウント入力はデイスクリミ
ネータ７のカウント入力２４であり、その中間出
力はデイスクリミネータ７の中間出力２６とな
る。

時間カウンタ７７の第１リセツト入力はデイス
クリミネータ７の第１リセツト入力２０であり、
その情報出力はデイスクリミネータ７の出力２８
である。フリツプフロツプ７９のリセツト入力が
デイスクリミネータ７のデイスエブル入力とな
る。ゲート７８の入力と組合されたフリツプフロ
ツプ７９のセツト入力はデイスクリミネータ７の
第２リセツト入力２２である。このフリツプフロ
ツプの出力８０はゲート７８の制御入力に接続
し、このフリツプフロツプの出力８１は時間カウ
ンタ７７の第２リセツト入力に接続する。

液相温度の決定用のこのデイジタル分析装置は
次のように動作する。

冷却プロセス中に分析されている金属の実際の
温度についての情報を有する信号が変換装置１の
入力１１（第１図）に加えられる。この信号の増
分符号により一連のコードパルスが変換装置１の
出力１２と１３から同期化装置３を通じて可逆カ
ウンタ４の加算および減算入力１５，１７に加え
られる。その結果、可逆カウンタ４内に分析され
ている金属の実際温度の並列コードが形成され
る。

同期化装置３の出力からの同期したコードパル
スは局部温度増分のデイスクリミネータ５の入力
１６，１８にも加えられる。同期したフロツプパ
ルスがデイスクリミネータ６と７のカウント入力
２３，２４に加えられる。

冷却曲線（第７図）の部分１において、時間イ
ンターバルデイスクリミネータ６，７（第１図）
は、変換装置１の入力１１に加えられる信号の変
化がデイスクリミネータ５につくられたしきい値
＋ε_０に対する値を越えたときにそれらの入力１
９，２０に入るパルスによりリセツトされる。こ
の場合、デイスクリミネータ６，７の中間出力２
５，２６にはパルスは生じない。すなわちこの部
分の信号の急激な変化により、デイスクリミネー
タ５（第１図）の第１出力からのパルスの到達時
刻間のインターバルt₂−t₁（第７図）が予定のし
きい値τ₀₁より短いからである。

冷却曲線（第７図）の部分において、デイス
クリミネータ５（第１図）の第２出力からのパル
スはデイスクリミネータ６をリセツトさせ続け
る。冷却曲線（第７図）の部分の全体について
は実際温度信号の急激な変化により、デイスクリ
ミネータ５（第１図）の第２出力からのパルスの
到達時刻間のインターバルt₄−t₃はしきい値τ₀₁
よりも小さいままであり、デイスクリミネータ６
の中間出力２５にはパルスが形成されない。それ
故、部分（第７図）において、デイスクリミネ
ータ７（第１図）のリセツトは阻止されずそして
このデイスクリミネータはデイスクリミネータ５
の第２出力からのパルスによりリセツトされる。

結晶化が始まる時点で分析されている金属の冷
却速度は急激に低下し、そして冷却曲線の温度
T₁（第７図）において破断が生じる。

冷却曲線の部分における金属の結晶化プロセ
スにおいて、デイスクリミネータ５（第１図）の
第２出力からのパルスの到達時刻間のインターバ
ルt₆−t₅はしきい値τ₀₁より大となる。その結
果、時点t₅＋τ₀₁（第７図）において、デイスク
リミネータ６と７の中間出力２６と２５（第１
図）にパルスが生じる。中間出力２６からパルス
がレジスタ９の制御入力に加えられ、それにより
分析されている金属の温度コードT′（第７図）
がレジスタ９に入る。中間出力２５（第１図）か
らのパルスはデイスクリミネータ７のデイスエプ
ル入力に加えられる。この場合、デイスクリミネ
ータ７のリセツトは阻止される。

局部温度増分がしきい値−ε_０とされる時点t₆
（第７図）において、デイスクリミネータ５（第
１図）の第２出力に他のパルスが形成され、これ
がデイスクリミネータ６，７の入力２１，２２に
加えられる。このパルスはデイスクリミネータ６
をリセツトする。上述のようにデイスクリミネー
タ７はそのデイスエプル入力に対して時点t₅＋τ
₀₁においてデイスクリミネータ６の中間出力２５
（第１図）からパルスが入るから時点t₆（第７
図）ではリセツトされない。明らかなようにデイ
スクリミネータ７はその入力２２に入るパルスが
デイスクリミネータのリセツトを可能にさせるよ
うに動作する。

冷却曲線（第７図）の全部分における金属の結
晶化プロセス中にデイスクリミネータ５（第１
図）の第２出力からのパルスは分析されている金
属の温度の局部変化がしきい値−ε_０とされる時
毎にデイスクリミネータ６をリセツトする。デイ
スクリミネータ６の各リセツト後に、τ₀₁に等し
い時間インターバルが過ぎるとその中間出力２５
にパルスが生じる。デイスクリミネータ７のデイ
スエブル入力に入るそのようなパルスの夫々がデ
イスクリミネータ７のリセツトを阻止する。その
結果τ₀₃に等しい時間インターバルが経過する
と、すなわちデイスクリミネータ７（第１図）の
リセツト後の時点t₇＝t₅＋τ₀₃（第７図）におい
て、デイスクリミネータ（第１図）の出力２８
に、乱れた傾斜部分の幅がしきい値τ₀₃を越える
と信号が生じる。この信号が生じると直ちにこの
乱れた傾斜部分が金属の相遷移の熱効果により生
じそして従つて冷却曲線の破断（第７図）の生じ
る金属温度T₁が液相温度であることは明らかで
ある。デイスクリミネータ７の出力２８（第１
図）からの信号はORゲートを通じて表示装置１
０の制御入力に加えられる。この時点でレジスタ
９に含まれる情報はε_０を越えない値だけ液相温
度Ｔ_eから異つている温度コードT′_e（第７図）の
形で表示装置１０に送られる。

乱れた傾斜部分が寄生熱効果により生じ、その
幅がしきい値τ₀₃より狭い場合には第７図に示す
ようにデイスクリミネータ５（第１図）の第２出
力からのパルスの到達時刻間のインターバルがし
きい値τ₀₁より短くなる時点t₇′＜t₇からデイスク
リミネータ７はリセツトされる。この場合、デイ
スクリミネータ７の出力２８には分析の全ペリオ
ドについて符号は生じない。この信号のないこと
は表示装置１０に分析結果にもとづく誤つた情報
を送る可能性を排除する。この分析装置の動作原
現の説明から明らかなように、破断が冷却曲線上
に生じると直ちに冷却曲線の破断の生じた金属温
度のコードが記憶されそしてその温度が液相温度
であることの決定は乱れた傾斜部分の幅が予定の
しきい値τ₀₃を越えるときのみ行われる。

冷却曲線上に水平の乱れ部分（第８図）が生じ
る場合にはこの分析装置は上述のように冷却曲線
の部分およびを処理する。金属の結晶化中に
生じる部分において、金属の局部温度増分がし
きい値±ε_０を越えないからデイスクリミネータ
５（第１図）の出力にパルスは生じない。この場
合、時点t₃（第８図）からデイスクリミネータ６
と７（第１図）はリセツトを停止する。時点t₉＝
t₈＋τ₀₁（第８図）において、デイスクリミネー
タ７の中間出力２６（第１図）にパルスが生じ
る。このパルスはレジスタ９の制御入力に加えら
れる。その結果金属の温度コードT′₁（第８図）
がレジスタ９に入る。デイスクリミネータ６と７
（第１図）のリセツト後τ₀₃（τ₀₂＜τ₀₃）に等し
い時間の経過直後すなわち時点t₁₀＋t₈＋τ₀₂（第
８図）にデイスクリミネータ６の出力２７（第１
図）に信号が生じる。この信号はORゲート８を
介して表示装置１０の制御入力に加えられる。こ
の場合、表示装置１０には実際の液相温度t₁から
ε_０を越えない値だけ異る温度コードT₁′（第８
図）の形で、分析されている金属の液相温度につ
いての情報が入る。

第２図の変換装置１の動作原理は第９，１０図
の時間プロツトに示してある。

自動ポテンシヨメータ４０のスライド接点３９
は変換装置１のホルダ３８と平行に動き、ホトダ
イオード３５と３６に入る光源３７からの光が測
定スケール３２のマーク３３と３４により変調さ
れる。ホトダイオード３５と３６からの信号は
夫々シユミツトトリガ４１と４２の入力に加えら
れる。

スライド接点３９が左から右へと動くとホトダ
イオード３５の信号（第９ａ図）はホトダイオー
ド３６の信号（第９ｂ図）から４分の１ペリオド
遅れる。この場合、シユミツトトリガ４１のセツ
ト出力の信号（第９ｃ図）とリセツト出力の信号
（第９ｃ図）は夫々シユミツトトリガ４２のセツ
ト出力の信号（第９ｅ図）とリセツト出力の信号
（第９ｆ図）より４分の１ペリオド遅れる。

パルス整形器４３はシユミツトトリガ４２のセ
ツト出力からの信号（第９Ｉ図）の正縁でパルス
（第９ｇ図）をつくる。パルス整形器４４はシユ
ミツトトリガ４２のリセツト出力からの信号（第
９ｆ図）の正縁でパルス（第９ｈ図）をつくる。

パルス整形器４３の出力からのパルス（第９ｇ
図）はゲート４５のパルス入力に加えられる。パ
ルス整形器４４の出力からのパルス（第９ｈ図）
はゲート４６のパルス入力に加えられる。シユミ
ツトトリガ４１のリセツト出力の信号（第９ｄ
図）はゲート４５と４６の制御入力に加えられ
る。第９図から明らかなように、信号がゲート４
５（第２図）のパルス入力に加えられる時点でゲ
ート４６はその制御入力にシユミツトトリガ４１
のリセツト出力からデイスエブル信号が入るため
に阻止される。信号がゲート４６のパルス入力し
て加えられる時点ではゲート４５はその制御入力
にシユミツトトリガ４１のリセツト出力からエナ
ブル信号が入るから開かれる。

それ故、スライド接点３９（第２図）が左から
右に動くと、ゲート４５の出力には信号は生じな
い（第９ｉ図）。ゲート４６の出力の信号（第９
ｊ図）は冷却曲線上の正の温度増分に対応する変
換装置１のコードパルスである。

スライド接点３９が右から左へ動くと、ホトダ
イオード３５の信号（第１０ａ図）はホトダイオ
ード３６の信号（第１０ｂ図）より４分の１ペリ
オド進む。従つて、パルス整形器４３のパルス
（第１０ｇ図）がゲート４５のパルス入力に加え
られる時点でその制御入力にシユミツトトリガ４
１のリセツト出力からのエナブル信号（第１０ｄ
図）が加えられる。パルス整形器４４のパルス
（第１０図）がゲート４６のパルス入力に加えら
れる時点でその制御入力にはシユミツトトリガ４
１のリセツト出力からのデイスエブル信号（第１
０ｄ図）が加えられる。

スライド接点３９が右から左に動くときにはゲ
ート４６の出力には信号は形成されない（第１０
ｊ図）。ゲート４５（第２図）の出力の信号（第
１０ｉ図）は冷却曲線上の負の温度増分に対応す
る変換装置１のコードパルスである。

発生器２からのクロツクパルス（第１１ａ図）
からフリツプフロツプ５０（第３図）のカウント
入力に加えられる時点でこのフリツプフロツプの
状態は連続的に変化する。フリツプフロツプ５０
のセツト出力（第１１ｃ図）およびリセツト出力
（第１１ｂ図）からの信号は夫々ゲート５１と５
２の制御入力に加えられる。これらゲートのパル
ス入力には発生器２からのクロツクパルス（第１
１ａ図）が入る。その結果、これらのゲートの出
力には互いに時間のずれた２列のパルスが形成さ
れる。この場合ゲート５１の出力には同期したク
ロツクパルス（第１１ｄ図）が形成され、ゲート
５２の出力には同期化クロツクパルス（第１１ｅ
図）が形成される。

同期したクロツクパルスのくり返し周波数f₁は
同期化クロツクパルスのくり返し周波数f₂に等し
く、f₀をクロツクパルス発生器２の出力から入る
パルスのくり返し周波数とすれば f₁＝f₂＝1/2f₀ ………(3) となる。

同期したクロツクパルスは同期化装置３の第３
出力に加えられる。

同期化クロツクパルスは同期化装置４８の
ANDゲート５７とゲート５９の入力と同期化装
置４９のANDゲート５８とゲート６０の入力に
加えられる。初期状態においてはフリツプフロツ
プ５３，５４，５５，５６はすべてゼロとされ
る。変換器１の出力から冷却曲線上の正の温度増
分に対応するコードパルス（第１１ｇ図）が加え
られると、フリツプフロツプ５３はセツトする
（第１１ｈ図）。次の同期化クロツクパルスの到達
時点でフリツプフロツプ５３の状態が変つた後
に、ANDゲート５７の出力にパルス（第１１ｉ
図）が形成される。このパルスはパツフアフリツ
プフロツプ５５（第１１ｋ図）をセツトし、それ
によりゲート５９を開かせる。次のクロツクパル
ス（第１１ｊ図）の入来時にゲート５９の出力に
正の温度増分に対応する同期したコードパルス
（第１１ｅ図）が形成される。このパルスは同期
化装置３の夫々の出力とフリツプフロツプ５３，
５５の入力とに加えられる。フリツプフロツプ５
５のリセツト出力からANDゲート５７の入力の
１個に入る信号（第１１ｊ図）はパルスがフリツ
プフロツプ５５のリセツト入力に加えられる時点
で５５の入力にパルスが入るのを防止する。これ
が形成されると、同期したコードパルスはフリツ
プフロツプ５３，５５をゼロにし、それにより同
期化装置４８を次のパルスの受け入れの出来る状
態にする。

同期化装置４８の動作を述べると、コードパル
スが部分的に同期化クロツクパルスと時間的に一
致する場合がある。これは例えば不充分な幅ある
いは振幅のパルスのような無効なパルス（第１１
ｉ図）をANDゲート５７の出力に生じさせるこ
とがある。そのような無効なパルスが生じるとき
は、バツフアフリツプフロツプ５５は次の同期化
クロツクパルスがANDゲート５７の入力に加え
られるまでゼロのままとなる。次の同期化クロツ
クパルスが送られる時点でフリツプフロツプ５３
の状態がそれ以上変わることが出来ないかぎり、
ANDゲート５７の出力にはその時点に他の有効
パルス（第１１ｉ図）が形成される。このパルス
はフリツプフロツプ５５をセツトする。次の同期
化クロツクパルス（第１１ｌ図）の時点でゲート
５９の出力に同期したコードパルス（第１１ｌ
図）が形成されそしてこれが同期化装置３の夫々
の出力に加えられ同時にフリツプフロツプ５３，
５５をセツトする。

同様に、同期化装置４９のゲート６０の出力に
は冷却曲線上の温度増分に対応する同期したコー
ドパルスが生じる。

かくして、ゲート５９と６０の出力に形成され
たパルスとパルス分配用の装置４７のゲート５２
の出力からのパルスの時間的な一致が同期したク
ロツクパルスと同期したコードパルスの時間分離
を与える。

同期装置３の動作を保証するためには同期化ク
ロツクパルスのくり返し周波数f₂は変換装置１の
出力１２，１３（第１図）からのコードパルスの
最大くり返し周波数ｆ_3naxの２または３倍である
必要がある。すなわち f₂＝3f_3nax ………(4) である。

従つて発生器２の出力のパルス周波数は f₀＝2f₂＞6f₃ ………(5) でなければならない。

デイスクリミネータ６の動作原理は次の通りで
ある。ゲート７１，７２を通じてカウンタ６９
（第５図）のリセツト出力のいずれかに加えられ
るパルスによるこのカウンタのリセツト後に、カ
ウンタ６９はゲート７０を通じてそのカウント入
力に入る同期したクロツクパルスを計数すること
により計数時間を開始する。このカウンタにスイ
ツチ装置７５によりセツトされるしきい値τ₀₁に
対応するコードn₀₁が生じると、ANDゲート７３
の出力にはデイスクリミネータ６の中間出力２５
に加えられるパルスが生じ、そしてその後にこの
カウンタ内に装置７６によりセツトされるしきい
値τ₀₂に対応するコードn₀₂が形成されると、
ANDゲート７４の出力にデイスクリミネータ６
の出力２７に加えられる信号が形成される。同時
にこの信号はゲート７０，７１，７２を閉じさ
せ、それによりカウンタ６９の計数とリセツトを
阻止する。デイスクリミネータ６の出力信号は次
の分析サイクルまで保持される。

時間インターバルデイスクリミネータ７の動作
原理は次の通りである。初期状態において、フリ
ツプフロツプ７９はセツトされ、そのセツト出力
８０からのエナブル信号がゲート７８を開かせ
る。デイスクリミネータ７のデイスエブル入力に
パルスが加えられないならば、このフリツプフロ
ツプの状態はそのままであり、デイスクリミネー
タ７のリセツト入力２０または２２にパルスが入
ればカウンタ７７がセツトされる。カウンタ７７
のリセツト後にこのカウンタはそのカウント入力
に入る同期したクロツクパルスを計数することに
より新しい時間計数サイクルを開始する。

この場合入力２０または２２に加えられるパル
ス間の時間インターバルがしきい値τ₀₁を越えな
いならば、中間出力２６と出力２８には信号が生
じない。

デイスクリミネータ７のデイスエブル入力に信
号が入ると直ちにフリツプフロツプ７９がゼロに
なりゲート７８が閉じる。次の時点でパルスが入
力２２に入れば、このパルスはカウンタ７７のリ
セツト入力に入らず、カウンタ７７はその時間イ
ンターバルの計数を続行する。同時に、このパル
スの立下り縁によりフリツプフロツプ７９は再び
元の状態にセツトされる。かくして、分析のプロ
セス内でデコーダのリセツト入力２２にパルスが
入る時点がデイスクリミネータ７のデイスエブル
入力にパルスの入る時点により後であればカウン
タ７７はその最後のリセツト時からスタートして
時間計数を続行する。カウンタ７７内に予定のし
きい値τ₀₁に対応するコードが形成されれば、中
間出力２６にパルスが生じる。同様にしてカウン
タ内に予定のしきい値τ₀₃に対応するコードが生
じると、その情報出力に信号が生じ、これが次の
分析サイクルまで保持される。

冷却曲線上の破断の検出時点で上述のようにパ
ルスがデイスクリミネータ７の中間出力に形成さ
れる。このパルスはレジスタ９の制御入力に加え
られる。この場合、レジスタ９の入力ゲート６
２，６３は開かれ、そしてレジスタ９の情報入力
を通じて可逆カウンタ４からのコードがその桁部
分６１に入る。

乱れた部分の幅のチエツク後に、ORゲートの
出力からスイツチ６５へパルスが送られ、それに
より指示ランプ６６の電源回路が出来る。これら
ランプはオンとなり分析結果のデイジタル表示が
スタートする。

本装置は金属の相遷移の熱効果により生じる乱
れた傾斜部分を寄生熱効果によるものから充分な
精度をもつて区別しうるようにする。

このデイジタル分析装置は冷却曲線上に急峻な
傾斜をもつ乱れた部分が生じたときに金属の液相
温度を高い精度で決定出来るようにする。

この装置に最も簡単な機能的コンピユータ装置
を組込むことにより高い信頼性と、低いコストお
よび小型圧が保証出来る。

液相温度について金属の炭素含有量をチエツク
するための任意の周知の測定装置と組合せると、
本装置はコンピユータを使用する鋼の溶融プロセ
スを制御するための閉ループ形制御方式における
炭素濃度のデイジタルセンサの機能をもつことに
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による金属の液相温度の決定用
のデイジタル分析装置のブロツク図、第２図は本
発明による金属の実際温度をデイジタルパルスコ
ードに変換するための変換装置の機能図、第３図
は本発明による同期化装置の機能図、第４図は本
発明によるデイジタル表示装置に接続されるレジ
スタの機能図、第５図は本発明による第１時間イ
ンターバルデイスクリミネータの実施例、第６図
は本発明による第２時間インターバルデイスクリ
ミネータの実施例、第７図は結晶化中に乱れた傾
斜部分の生じた冷却曲線、第８図は結晶化中に乱
れた水平部の生じた冷却曲線、第９ａ図、第９ｂ
図、第９ｃ図、第９ｄ図、第９ｅ図、第９ｆ図、
第９ｇ図、第９ｈ図、第９ｉ図、第９ｊ図は金属
の実際温度を冷却曲線上の正の温度増分をもつデ
イジタルパルスコードに変換する変換装置の動作
を例示する時間プロツト図、第１０ａ図、第１０
ｂ図、第１０ｃ図、第１０ｄ図、第１０ｅ図、第
１０ｆ図、第１０ｇ図、第１０ｈ図、第１０ｉ
図、第１０ｊ図は第９図と同様の負の温度増分を
もつものの時間プロツト図、第１１ａ図、第１１
ｂ図、第１１ｃ図、第１１ｄ図、第１１ｅ図、第
１１ｆ図、第１１ｇ図、第１１ｈ図、第１１ｉ
図、第１１ｊ図、第１１ｋ図は同期化装置の動作
を例示する時間プロツト図である。１……変換装置、２……クロツクパルス発生
器、３……同期化装置、４……可逆カウンタ、５
……局部温度増分デイスクリミネータ、６……第
１時間インターバルデイスクリミネータ、７……
第２時間インターバルデイスクリミネータ、８…
…ORゲート、９……レジスタ、１０……デイジ
タル表示装置、７７……制御時間カウンタ、７８
……ゲート、７９……フリツプフロツプ。

Claims

【特許請求の範囲】１冷却プロセス中に分析されている金属の実際
の温度についての情報を有する信号を受ける入力
１１と２個の出力１２，１３とを有し金属の実際
温度をデイジタルパルスコードに変換するための
変換器１と、上記２個の出力に接続する２個の入
力とクロツクパルス発生器２の出力１４に接続す
る第３の入力および２個の出力を有する同期化装
置３と、上記同期化装置の２個の出力に接続する
加算入力および減算入力１５，１７を有する可逆
カウンタ４と、上記同期化装置の２個の出力に接
続する２個の入力１６，１８および第１、第２出
力を有する局部温度増分のデイスクリミネータ５
と、上記デイスクリミネータの第１および第２出
力に接続する第１および第２リセツト入力１９，
２１と上記同期化装置の第３出力に接続するカウ
ント入力２３とを有する第１時間インターバルデ
イスクリミネータと、上記可逆カウンタの情報出
力３１に接続する情報入力と情報出力とを有する
レジスタ９と、上記レジスタの情報出力に接続す
る情報入力とORゲート８の出力２９に接続する
制御入力とを有するデイジタル表示装置１０と、
を備え、上記局部温度増分のデイスクリミネータ
５の第１および第２出力に夫々接続する第１およ
び第２リセツト入力２０，２２と、上記同期化装
置の第３出力に接続するカウント入力２４と、上
記レジスタの制御入力に接続する中間出力２６
と、上記第１時間インターバルデイスクリミネー
タ６の出力２７に接続する第１入力を有する上記
ORゲートの第２入力に接続する出力２８と、上
記第１時間インターバルデイスクリミネータの中
間出力２５に接続するデイスエブル入力と、を有
する第２時間インターバルデイスクリミネータ７
を特徴とする金属または合金の溶融状態における
温度を決定するためのデイジタル分析装置。２特許請求の範囲第１項記載のデイジタル分析
装置において、前記第２時間インターバルデイス
クリミネータ７は前記同期化装置３の第３出力に
接続するカウント入力と、前記局部温度増分のデ
イスクリミネータ５の第１出力に接続する第１リ
セツト入力と、前記レジスタ９の制御入力に接続
する中間出力と、前記ORゲート８の第２入力に
接続する情報入力と、を有する制御された時間カ
ウンタ７７と、前記第１時間インターバルデイス
クリミネータ６の中間出力２５に接続するカウン
ト入力と上記デイスクリミネータ５の第２出力に
接続するセツト入力とを有するフリツプフロツプ
７９と、上記フリツプフロツプ７９のセツト入力
８０に接続する制御入力と、上記フリツプフロツ
プのセツト入力と組合された入力と、上記カウン
タ７７の第２リセツト入力に接続した出力８１と
を有するゲート７８と、からなることを特徴とす
るデイジタル分析装置。