197050. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés többszelvényű hőkezelő kemencék hőmérsékletének szabályozására
f 197050 8 (itt c1 és c2 az anyagra jellemző állandót jelöl, míg k a Boltzmann-álíandó). A technikai anyagok legnagyobb részénél a Planck-féJe formulával közelíthetünk ügy, hogy figyelembe veszünk egy e* relatív emissziós tényezőt, amelynek értéke egy adott hőmérséklet- és hullámhossztartományban állandó (tin. szürke testek). így az E12 kisugárzott energia kifejezése a következőképpen módosul: El2 = e,Jer(X,T)dL (1) i, Ez a közelítés sem jelent azonban teljes megoldást, hiszen munkadarabonként változhat az cf relatív emissziós tényező, vagyis az érzékelő egy adott hullámhossztartományban azonos hőmérséklet esetén anyagtól függően más és más értékeket jelezhet. A választott megoldás a következő: A kisugárzott energiát két hullámhossztartományban (ki és k2, valamint k3 és k, között) figyeljük, vagyis az (1) képlet szerinti E12 és Ej* értékeket, illetve ezekkel arányos Ui és U2 értékeket állapítjuk meg, ahol k1; k2 az első, kJ( ki a második érzékelő érzékelési sávját kijelölő huliámbosszok, míg Ui az első, U2 a második érzékelővel mért jel szintje. Az Ui és U2 hányadosának képzésével a Planck-féie görbe eltolódását figyelhetjük meg a hőmérséklet függvényében, amikor is a relatív emisszióképesség figyelembevételére már nincs szükség, vagyis: ■ X p c: • )—> E12 J ' U2 ' E3< f(a,T)dZ Tehát a hányados a feketetestre jellemző érték, melynek hőmérsékletfüggése egyértelmű, egyértékű. A kapott integrálhányados tovább egyszerűsödik, ha keskeny sávban figyeljük a hősugárzást, vagyis integrálás helyett különböző Xt és k2 hullámhosszat helyettesítünk a Planck-féle kifejezésbe, amikor is a kapott Ui(Xi) és U2(X2) jelszintek alapján az W ^2 eredményt kapjuk, ahol K állandó. Ebből T számolható. Növekvő hőmérséklet esetén csak ügy kapunk növekvő arányértéket, ha osztásnál teljesül X2<X. feltétel. Gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a nagyobb hullámhossznál márt értékkel a kisebben mért értéket osztjuk. A két érzékelési sávot infrasávszűrőkkel választjuk ki. A hányadosképzés a jelen megvalósítás esetén nem gényel külön hardverhátteret. A két érzékelővel r ért jel külön-külön csatlakoztatható az 5 mikroprocesszoros vezérlő egységhez, ami a hányados számításán kívül a jelek hihetőségvizsgálatára, vagyis a mérés megbízhatóságának növelésére is lehetőséget ad. A 3 szabályozó egység és az 5 mikroprocesszoros vezérlő egység szoros együttműködésben üzemel és feladatuk, működési módjuk a következő: A hőkezeiési folyamat megindulásakor az 5 mikroprocesszoros vezérlő egységbe bevitt program először lehetőséget kínál már előzőleg meghatározott, menübe sorolt hőkezelési menetrendek megvalósítására, vagy pedig a menüben nem szereplő technológia végrehajtásához szükséges paraméterek bevitelére. Mindkét esetben nyilvánvalóan vannak közös bemeneti adatok, mint például az anyag tömege, elhelyezkedése. A nem menü szerinti hőkezelés esetén az anyag jellemzőinek megadására, az rnyag tömegének specifikálására és a hőkezeléshez szükséges hőmérsékleti adatok bevitelére van szükség. Ezenkívül a hőkezelés típusát (technológiai menetrendjét) is megadhatjuk. Ezt követően a program a 3 szabályozó egység közreműködésével, illetve a kemencébe beépített különböző érzékelők segítségével biztonsági vizsgálatot végez. Első lépésként az ajtó és a kemence zártságát ellenőrzi, szükség szerint parancsot generál az ajtó bezárására A második lépés a felfűtés indítása. Gázfűtésű h<>kezelő kemencéknél ez a gyújtóláng és az égőfejek begyújtását, a gyújtás és égés ellenőrzését jelenti Ezzel egyidejűleg vagy ettől függetlenül indítható, ha szükséges, a védőgáz bevezetése, illetve a különböző keringető befúvó ventilátorok működésének ellenőrzése. Védőgáz alkalmazása esetén nyomásmérővel lehet követni, vajon nincs-e nagyobb mérvű, tömítetlenségre utaló nyomásesés. Hiba észlelésekor a hőkezelési folyamat végrehajtására nem kerülhet sor. Az 5 mikroprocesszoros vezérlő egység egy kimenetével nyomtatóra és/vagy kijelző berendezésre is van célszerűen csatlakoztatva, amikor is a bizfonsági ellenőrzések során tapasztalt hibákat kijelzi, és közli azt a tényt is, ha valamilyen oknál fogva (például az ajtózárás ismételt próbálkozások ellenére sem jó) a hőkezelési menetrend végrehajtása nem kezdhető meg. A biztonsági ellenőrzések ugyan alapvetően munkavédelmi célokat szolgálnak, de elvégzésük azért is fpntos, mivel a kívánt üzemállapot biztosítása a hőkezelés megbízható elvégzése szempontjából szintén lényeges. I la szükség van rá, a hőkezelő kemence fizikai és matematikai modelljét a kemence működtetése előtt kell megalkotni. Ez a modell a kemence legfontosabb geometriai és fizikai paramétereit, a bel-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
