SU598315A1

SU598315A1 - Device for control of glass mass rheological properties

Info

Publication number: SU598315A1
Application number: SU762401807A
Authority: SU
Inventors: А.А. Бялик; Б.П. Винник; Т.Б. Жданова; И.Б. Покрасс
Priority date: 1976-09-21
Filing date: 1976-09-21
Publication date: 1981-03-15

Description

Изобретение относится к конструкциям и схемам устройств, контролирующих реологические свойства стекломассы, например, вязкость, однородность, ₍плотность и др. и может быть исполь- зовано также для контроля подобных свойств других расплавов и жидкостей.The invention relates to designs and circuits of devices that control the rheological properties of glass melt, for example, viscosity, uniformity ₍ density, etc., and can also be used to control similar properties of other melts and liquids.

Известно устройство для контроля реологических свойств стекломассы, у содержащее барботажные сопла системы подачи газа, измерители давления в соплах, блоки суммирования и вычитания давлений в соплах и регистратор [1] .A device for monitoring the rheological properties of glass melt, containing bubbler nozzles of the gas supply system, pressure gauges in the nozzles, units for adding and subtracting the pressure in the nozzles and a recorder [1].

Указанное устройство не позволяет ’ определить вязкость расплава в точках, сколько-нибудь удаленных от барботажных сопел.The specified device does not allow ’to determine the viscosity of the melt at points far from the bubbling nozzles.

Известно и другое устройство для контроля реологических свойств стек- * ломассы, содержащее источник радиоактивного газа, подключенный через систему подачи газа к барботажному соплу, установленному в дне стекло- _ варенной печи, вдоль боковой стенки ^ίкоторой расположен основной детектор излучения, масштабирующий преобразователь и регистрирующий блок [2] .It is also known another device for controlling the rheological properties stek- * lomassy containing radioactive gas source, connected via gas supply system to the bubbling nozzle mounted in the bottom glass- _ Varenna furnace along the side wall which is located ^ί primary radiation detector, scaling transducer and recording block [2].

Недостатком известного устройства является резкое падение чувствитель- ’ ности, а следовательно и точности измерения, с увеличением толщины контролируемого слоя расплава. Как известно, регистрируемая интенсивность излучения убывает экспоненциально в зависимости от толщины слоя стекломассы между излучателем (пузырем радиоактивного газа) и детектором излучения. Соответственно, экспоненциально уменьшается и чувствительность измерения. Так, например, при использовании в качестве радиоактивно излучающего газа одного из наиболее энергичных долгоживущих изотопов криптона (криптон-85) максимальная толщина контролируемого с приемной точностью слоя составляет 200-300 мм. При прохождении слоя указанной толщины интёнсивность регистрируемого из0 лучения, и соответственно, чувствительность измерения,уменьшается в 60 раз. Использование же более энергичных (с энергией 1 МэВ и более) изотопов для повышения чувствительности нежелательно в связи со сложностью выполнения требований санитарных норм и радиационной защиты. Кроме того, даже увеличение в пределах возможного энергии излучения газа не позво0 ляет значительно повысить чувствительA disadvantage of the known device is a sharp drop in sensitivity, and hence the accuracy of measurement, with an increase in the thickness of the controlled melt layer. As is known, the recorded radiation intensity decreases exponentially depending on the thickness of the glass melt layer between the emitter (radioactive gas bubble) and the radiation detector. Accordingly, the measurement sensitivity decreases exponentially. So, for example, when using one of the most energetic long-lived isotopes of krypton (krypton-85) as a radioactive emitting gas, the maximum thickness of a layer controlled with receiving accuracy is 200-300 mm. When passing through a layer of the indicated thickness, the intensity of the recorded radiation, and, accordingly, the measurement sensitivity, decreases by 60 times. The use of more energetic (with an energy of 1 MeV or more) isotopes to increase sensitivity is undesirable due to the difficulty of meeting the requirements of sanitary standards and radiation protection. In addition, even an increase in the range of the possible energy of gas emission does not allow a significant increase in the sensitivity

5983 Г 5 ность при контроле вязкости толщины расплава более 0,5 м и расширить тем самым диапазон измерения устройства.5983 G 5 the ability to control the viscosity of the melt thickness of more than 0.5 m and thereby expand the measuring range of the device.

К числу недостатков устройства относится также зависимость точности измерения от измерения коэффициента линейного ослабления интенсивности излучения в стекломассе, которые могут быть вызваны, например, колебаниями состава стекломассы.Among the disadvantages of the device is also the dependence of the measurement accuracy on measuring the coefficient of linear attenuation of the radiation intensity in the glass melt, which can be caused, for example, by fluctuations in the composition of the glass melt.

Указанные недостатки в значительной мере ограничивают возможность использования известного устройства для измерения вязкости и других свойств стекломассы в стекловаренных печах, толщина расплава в которых составляет 0,7-1,5 м.These disadvantages greatly limit the possibility of using the known device for measuring viscosity and other properties of glass in glass melting furnaces, the melt thickness of which is 0.7-1.5 m.

Цель изобретения — повышение точности контроля.The purpose of the invention is to increase the accuracy of control.

Это достигается тем, что устройство для контроля реологических свойств стекломассы, содержащее источник радиоактивного газа, подключенный через систему подачи газа к баработажному соплу, установленному в дне стекловаренной печи, вдоль боковой стенки которой расположен основной детектор излучения, масштабирующий преобразователь и регистрирующий блок, снабжено схемами формирования, задатчиком, измерителями временного интервала и дополнительным детектором излучения, расположенным параллельно основному детектору излучения, причем каждый детектор излучения через соответствующую схему формирования подключен ко входу измерителя временного интервала, выход которого соединен с одним из входов масштабирующего преобразователя, другой вход которого соединен с задатчиком, а выход масштабирующего преобразователя.подключен к регистрирующему блоку.This is achieved by the fact that the device for controlling the rheological properties of the glass melt containing a source of radioactive gas connected through a gas supply system to a bubble nozzle installed in the bottom of the glass melting furnace, along the side wall of which there is a main radiation detector, a scaling converter and a recording unit, is equipped with formation circuits , a master, time interval meters and an additional radiation detector located parallel to the main radiation detector, and Each radiation detector is connected through an appropriate generation circuit to the input of a time interval meter, the output of which is connected to one of the inputs of the scaling transducer, the other input of which is connected to the master, and the output of the scaling transducer is connected to the recording unit.

На фиг. 1 изображено устройство для контроля реологических свойств стекломассы; на фиг. 2 - временная диаграмма работы элементов устройстваIn FIG. 1 shows a device for controlling the rheological properties of glass melt; in FIG. 2 is a timing diagram of the operation of device elements

Устройство содержит источник 1 радиоактивного газа, систему 2 подачи газа, включающую программный регулятор 3, осуществляющий при помощи 4 открывание и закрывание клапана 5 по определенной программе, барботажное сопло б, установленное в дне стекловаренной печи 7, детекторы 8 и 9 излучения, установленный вдоль боковой стенки печи на заданном расстоянии, схемы 10 и 11 формирования сигналов, измерители 12 временного интервала, масштабирующий преобразователь 13, задатчик 14 базового расстояния между детекторами 8 и 9 излучения и регистрирующий блок 15.The device comprises a source of radioactive gas 1, a gas supply system 2, including a program controller 3, using 4 to open and close the valve 5 according to a specific program, a bubble nozzle b installed in the bottom of the glass melting furnace 7, radiation detectors 8 and 9 installed along the side furnace walls at a given distance, signal generation circuits 10 and 11, time interval meters 12, a scaling transducer 13, a base distance adjuster 14 between radiation detectors 8 and 9, and a recording unit 15.

Схе№3 10' и 11 формирования сигналов содержат усилители-дифференциаторы 16 и 17 и пороговые элементы 18 и 19. Схема измерения 12 временного интервала содержит триггер 20, гене ратор 21 квантующих импульсов, схему совпадения 22 и счетчик 23 импульсов.Scheme No. 3 10 'and 11 of the signal generation contain differentiating amplifiers 16 and 17 and threshold elements 18 and 19. The measurement circuit 12 of the time interval contains a trigger 20, a generator 21 of quantizing pulses, a matching circuit 22, and a counter 23 pulses.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Программный регулятор 3, настроенный на определенную частоту постоянных порций газа в барботажное сопло 6, периодически подает сигнал на механизм 4, открывающий клапан 5 на определенное время. При этом определенная порция газа поступает из источника 1 в барботажное сопло 6. При подъеме газового пузыря 24 в стекломассе его излучение регистрируется сначала детектором 8 (сигнал 25), а затем детектором 9 (сигнал 26). Сигналы 25 и 26 обоих детекторов излучения носят ярко выраженный экстремальный характер, так как при подъеме пузыря 24 расстояние от пузыря до каждого из детекторов сначала уменьшается, достигая минимума при пересечении пузырем уровня, на котором установлен детектор, а затем снова увеличивается. Сигналы 25 и 26 детекторов 8 и 9 поступают соответственно на входы усилителей-дифференциаторов 16 и 17 схем формирования 10 и 11 сигналов. Полученные после усилителей-дифференциаторов 16 и 17 производные входных сигналов 27 и 28 в момент максимума сигналов 25-26 имеют переход через ноль.В эти моменты пороговые элементы 18 и 19, настроенные на нулевой уровень срабатывания, выдают сигналы 29 и 30 на входной триггер 20 схемы измерения 12 временных интервалов. При этом триггер 20 выдает разрешающий сигнал 31 на вход схемы совпадения 22 только в интервале между сигналами 29 и 30 пороговых элементов 18 и 19. Соответственно квантующие импульсы со входа генератора 21 поступают в счетчик 23 импульсов только в интервале времени между сигналами 29 и 30, который равен времени подъема газового пузыря 24 от детектора 8 до детектора 9. Сигнал, пропорциональный количеству подсчитанных счетчиком 23 импульсов 32, поступает в преобразователь 13, где масштабируется в зависимости -ет сигнала задат.чика 14 расстояния между детекторами. Выходной сигнал 33 преобразователя 13 прямо · пропорционален временному интервалу между сигналами детекторов 8 и 9 излучения и обратно пропорционален расстоянию между ними. Регистратор 15 осуществляет запись и индикацию сигнала преобразователя 13, обратно пропорционального скорости подъема пузыря 24 в стекломассе и прямо пропорционального средней вязкости слоя стекломассы между детекторами излучения.The program controller 3, tuned to a certain frequency of constant portions of gas in the bubbler nozzle 6, periodically sends a signal to the mechanism 4, opening the valve 5 for a certain time. In this case, a certain portion of gas comes from source 1 to the bubbler nozzle 6. When the gas bubble 24 rises in the glass mass, its radiation is registered first by detector 8 (signal 25), and then by detector 9 (signal 26). The signals 25 and 26 of both radiation detectors have a pronounced extreme character, since when the bubble 24 rises, the distance from the bubble to each of the detectors first decreases, reaching a minimum when the bubble crosses the level at which the detector is mounted, and then increases again. The signals 25 and 26 of the detectors 8 and 9 are respectively supplied to the inputs of the amplifier-differentiators 16 and 17 of the circuits for the formation of 10 and 11 signals. Derivatives of input signals 27 and 28 obtained after amplifiers-differentiators 16 and 17 at the time of the maximum of signals 25-26 have a transition through zero. At these moments, threshold elements 18 and 19, tuned to a zero level of operation, give signals 29 and 30 to the input trigger 20 measurement schemes 12 time intervals. In this case, the trigger 20 gives the enable signal 31 to the input of the matching circuit 22 only in the interval between the signals 29 and 30 of the threshold elements 18 and 19. Accordingly, the quantizing pulses from the input of the generator 21 are received in the pulse counter 23 only in the time interval between the signals 29 and 30, which equal to the rise time of the gas bubble 24 from the detector 8 to the detector 9. A signal proportional to the number of pulses 32 counted by the counter 23 enters the transducer 13, where it is scaled depending on the signal from the detector 14 of the distance between the detector oram. The output signal 33 of the Converter 13 is directly proportional to the time interval between the signals of the radiation detectors 8 and 9 and inversely proportional to the distance between them. The registrar 15 records and displays the signal from the transducer 13, which is inversely proportional to the rate of rise of the bubble 24 in the glass mass and directly proportional to the average viscosity of the glass layer between the radiation detectors.

При измерении вязкости стекломассы, например при увеличении ее, скорость подъема пузыря уменьшается, а временной интервал между сигналами детекто ров излучения увеличивается. ' менение временного интервала, циональное изменению вязкости массы, будет зарегистрировано ным устройством.When measuring the viscosity of glass melt, for example, when it increases, the bubble rise velocity decreases, and the time interval between the signals of radiation detectors increases. A change in the time interval that is optimal for the change in the viscosity of the mass will be registered by the device.

Это изпропорi стекло> олысан-It is made of glass> bald

Claims

when monitoring viscosity of the melt thickness more than 0.5 m and thereby expanding the measuring range of the device. Among the drawbacks of the device is the dependence of the measurement accuracy on the measurement of the linear attenuation coefficient of the radiation intensity in the glass mass, which can be caused, for example, by variations in the composition of the glass mass. These drawbacks significantly limit the possibility of using the known device for measuring viscosity and other properties of glass mass in glass melting furnaces, the melt thickness of which is 0.7-1.5 m. The purpose of the invention is to improve the accuracy of control. This is achieved by the fact that a device for monitoring the rheological properties of a glass mass containing a source of radioactive gas, connected through gas supply systems to a bubbling nozzle installed in the bottom of a glass melting furnace, along the side wall of which is located the main radiation detector, a scaling transducer and recording unit but the formation schemes, the unit for measuring the time interval and the additional radiation detector located parallel to the main radiation detector, each second radiation detector via a respective generating circuit connected to an input of the interval of time meters / output of which is connected to one input of the scaling transducer, the other input of which is connected to the setting device, and scales the exiting transducer .Connect to the recording unit. FIG. 1 shows a device for monitoring the rheological properties of glass melt; in fig. 2 - time diagram of the operation of the elements of the device. The device contains a source of 1 radioactive gas, a gas supply system 2 including a software regulator 3, opening and closing valve 5 according to a specific program using 4, a bubbling nozzle b installed in the bottom of the glass melting furnace 7, radiation detectors 8 and 9, installed along the side wall of the furnace at a given distance, signals forming circuits 10 and 11, time interval meters 12, scaling transmitter 13, unit 14 of the base distance between 8 and 9 radiation detectors and a recording unit 15. Cxeiw 10 and 11 of signal generation contain differential amplifiers 16 and 17 and threshold elements 18 and 19. The time measurement circuit 12 contains a trigger 20, a generator of 21 quantizing pulses, a coincidence circuit 22 and counter 23 pulses. The device works as follows. The program regulator 3, which is tuned to a certain frequency of constant portions of gas in the bubbling nozzle 6, periodically sends a signal to the mechanism 4, which opens the valve 5 for a certain time. In this case, a certain portion of the gas enters from the source 1 to the bubbling nozzle 6. When the gas bubble 24 is raised in the glass mass, its radiation is recorded first by the detector 8 (signal 25) and then by the detector 9 (signal 26). The signals 25 and 26 of both radiation detectors are very pronounced extreme, since as the bubble 24 rises, the distance from the bubble to each of the detectors first decreases, reaches a minimum when the bubble crosses the level at which the detector is installed, and then increases again. The signals 25 and 26 of the detectors 8 and 9 are fed respectively to the inputs of the amplifier-differentiators 16 and 17 of the formation of the 10 and 11 signals. Derived from differentiating amplifiers 16 and 17, the derivatives of input signals 27 and 28 at the time of maximum signals 25-26 have zero crossing. At these moments, threshold elements 18 and 19, which are set to zero, trigger signals 29 and 30 on input trigger 20 measuring circuit 12 time intervals. In this case, the trigger 20 generates a permitting signal 31 to the input of the coincidence circuit 22 only in the interval between the signals 29 and 30 of the threshold elements 18 and 19. Accordingly, quantizing pulses from the input of the generator 21 enter the pulse counter 23 only in the time interval between the signals 29 and 30, which is equal to the rise time of the gas bubble 24 from detector 8 to detector 9. A signal proportional to the number of 23 pulses 32 counted by the counter enters the converter 13, where it is scaled depending on the target signal 14 of the distance between Héctor. The output signal of the 33 converter 13 is directly proportional to the time interval between the signals of the radiation detectors 8 and 9 and inversely proportional to the distance between them. The recorder 15 records and displays the signal of the converter 13, inversely proportional to the speed of ascent of the bubble 24 in the glass mass and directly proportional to the average viscosity of the glass layer between the radiation detectors. When measuring the viscosity of a glass melt, such as increasing it, the rate of bubble rise decreases, and the time interval between the signals of the radiation detectors increases. This change in time interval, proportional to the change in viscosity of the glass mass, will be recorded by the device. Claims An apparatus for monitoring the rheological properties of glass mass / containing a source of radioactive gas, connected through a gas supply system to a bubbling nozzle installed in the bottom of a glass melting furnace, along the side wall of which is located the main radiation detector, a scaling converter and a recording unit that is different. that, in order to increase the accuracy of the control 5, it is provided with formation schemes, a setting device, time interval meters and an additional radiation detector located parallel to the main radiation detector, each radiation detector being connected to the input of a time interval meter, the output of which is connected to one of the inputs of the scaling converter, the other input of which is connected to the setpoint device, and the output of the main converter is connected to the registering at the block. Sources of information taken into account in the examination 1.Patent of France 1560918, cl. From 01 N, publ. 1970.

2. Authors certificate of the USSR 514484, cl. From 03 To 5/00, 1974.