Устройство для ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов

Устройство для ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано в горнообогатительной, химической и других отраслях промышленности для контроля качества пульлы. Цель изобретения - повьшение точности контроля за счет учета фракционного состава пульпы.Контролируемая пульпа подается в измерител;:,ный сосуд под действием перепада давления . С помощью акустического уровнемера измеряют уровень h пульпы. Одновременно осуществляют прозвучивание пульпы в горизонтальной плоскости с помощью электроакустических преобразователей и измеряют амплитуду А принятого акустического сигнала . С помощью блока деления получают величину A/h, по которой судят о содержании измельченного материала определенного класса крупности в пульпе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. с $ СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

BU;»12 0838 (5д 4 С 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3814695/25-28 (22) 23. 11. 84 (46) 30. 09. 86. Бил. ¹ 36 (71) Криворожский ордена Трудового

Красного Знамени горнорудный институт и Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт Механобр" (72) В.С. Иоркун, Ю.M. Жильцов, В.П. Хорольский, И.Ш. Сатаев, В.С. Процуто, А.А. Трушин, В.А. Токмачев и Г.M. Ковин (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 714270, кл. G 01 N 29/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 896542, кл. G 01 N 29/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ ГРАНУЛОИЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано в горнообогатительной, химической и других отраслях промышленности для контроля качества пуль.ы. Цель изобретения — повышение точности контроля за счет учета фракционного состава пульпы.Контролируемая пульпа подается в измерительный сосуд под действием перепада давления. С помощью акустического уровнемера измеряют уровень h пульпы. Одновременно осуществляют прозвучивание пульпы в горизонтальной плоскости с помощью электроакустических преобразователей и измеряют амплитуду А принятого акустического сигнала. С помощью блока деления получают величину А/h, по которой судят о содержании измельченного материала определенного класса крупности в пульпе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1260838

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано в горнообогатительной, химической и других отраслях промышленности для контропя качества пульпы.

Цель изобретения — повышение точности контроля эа счет учета фракционного состава пульпы.

На чертеже представлена блок-схема устройства для ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов.

Устройство содержит последовательно соединенные первый генератор 1 видеоимпульсов и первый пьезопреобразователь 2, последовательно соединенные второй пьезопреобраэователь 3 и первый усилитель 4, последовательно соединенные второй генератор 5 видеоимпульсов и третий пьезопреобразо— ватель 6, схему 7 деления, второй усилитель 8 и три формирователя 9-11 импульсов, измерительный сосуд 12 с впускным 13, выпускным 14 и вытяжным

15 трубопроводами, последовательно соединенные измерительный генератор

16, блок 17 селекции, счетчик 18, аналоговый преобразователь 19 и схему 20 вычитания, вькод которой под— ключен к первому входу схемы 7 деления, „блок 21 задания, подключенный к второму входу схемы 20 вычитания, последовательно соединенные мультивибратор 22, одновибратор 23, дифференциатор 24, амплитудный ограничитель 25, второй одновибратор 26 и блок 27 селекции, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя 4, выход — к второму входу схемы ? деления, выход мультивибратора 22 подключен к входу первого формирователя 9 импульсов, выход которого соединен с входом первого генератора 1 видеоимпульсов, и к входу второго формирователя 10 импульсов, выход которого соединен с входами второго генератора 5 видеоимпульсов и третьего формирователя 11 импульсов и с вторым входом первого блока 17 селекции, подключенные к выходу второго усилителя 8, последовательно соединенные третий блок 28 селекции и пороговый элемент 29, выход которого подключен к третьему входу первого блока 17 селекции и к второму входу аналогового преобразователя 19, выход которого

5

45 подключен к второму входу счетчика

18, выход третьего пьеэопреобразоватепя 6 подключен к входу второго усилителя 8, а выход третьего формирователя 11 импульсов соединен с вторым входом третьего блока 28 селекции

Кроме того, измерительный сосуд 12 выполнен в виде полой цилиндрической втулки с закрепленными на ней первым 2 и вторым 3 пьезопреобразователями, закрытой с одного конца конической пере".одной воронкой 30, к которой подсоединен выпускной трубопровод 14, а с другого конца — плоской крышкой 31, в которой закреплены впускной трубопровод 13 с установленным на нем третьим пьезопреобразователем 6 и вытяжной трубопровод 15

Устройство для ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов работает следующим образом.

В вытяжном трубопроводе 15 и во впускном трубопроводе 13 создается постоянное всасывающее усилие посредством которого происходит отбор пробы пульпы из технологической емкости.

Причем количество отбираемой пробы определяется величиной всасывающего усилия и плотностью пульпы. При постоянном всасывающем усилии количество отбираемой пробы пропорционально плотности пульпы.

Через впускной трубопровод 13,отобранная проба пульпы подается в измерительный сосуд 12, где вследствие ограниченного ее расхода через выпускное отверстие трубопровода 14 формируется определенный объем контролируемого материала.

Ввиду пониженного давления во внутренней полости измерительного сосуда 12, создаваемого за: счет отсоса воздуха через вытяжной трубопровод 15, поступающая проба пульпы дегазируется.

Под действием силы тяжести в сформированном объеме пульпы происходит непрерывная сегрегация частиц измельченного материала в соответствии с их крупностью и удельным весом. Поскольку удельный вес сырья, поступающего на обогащение, флуктуирует незначительно, плотность контролируемого материала на фиксированном уровне измерительного сосуда 12 опреде.ляется гранулометрическим составом

1260838 лекции. измельченного материала в исходном продукте.

Мультйвибратор 22 генерирует прямоугольные импульсы, кажпый из которых посредством формирователей 9 5 и 10 импульсов запускает генераторы

1 и 5 видеоимпульсов. При этом на пьезопреобразователи 2 и 6 поступают видеоимпульсы, под воздействием которых пьезопреобразователи 2 и 6 10 создают ультразвуковые колебания в контролируемой среде. При прохождении через пульпу ультразвуковых колебаний, сформированных первым пьезопреобразователем 2, происходит их 15 затухание, величина которого зависит от концентрации частиц измельченного материала в контролируемом объеме.

Пьезопреобразователи 2 и 3 расположены по диаметру измерительного 20 сосуда 12, а вертикальная часть впускного трубопровода 13 смещена по отношению к образующей сосуда 12, что приводит к вращению контролируемого материала, а в плоскость контроля 25 попадают лишь те частицы, которые за время движения не успели переместиться по вертикали ниже этой плоскости.

Второй пьезопреобразователь 3 вследвие прямого пьезоэффекта преобразует упругие колебания среды в электрический сигнал Л, который усиливается первым усилителем 4 и поступает на второй блок 27 селекции.

Каждьй из импульсов, сформирован- З5 ный мультивибратором 22, включает первый одновибратор 23, который генерирует прямоугольный импульс фиксированной длительности. Длительность этого импульса определяется временем 40 прохождения ультразвукового сигнала через контролируемый объем пульпы и фактически равна времени задержки открывания второго блока 27 селекции после генерации видеоимпульса первым генератором 1 видеоимпульсов. В результате дифференцирования положительный прямоугольный импульс, сформированный первым одновибратором 23, превращается в два (положительный и отрицательный) последовательных импульса. Амплитудный ограничитель 25 пропускает только второй из них (отрицательный). Этот импульс запускает второй одновибратор 26, который в свою очередь формирует импульс, длительность которого определяет время открывания второго блока 27 селекции.

4 Третьим пьезопреобразователем 6 импульс упругих колебаний излучается в поток пульпы, которая перемещается вначале по впускному трубопроводу 13, а затем во внутреннем пространстве измерительного сосуда 12, являясь тем самым волноводом, по которому ультразвуковой импульс достигает поверхности пульпы в измерительном сосуде !2.

В точке соприкосновения потока с поверхностью пульпы происходит частичное отражение ультразвукового импульса. Отраженный импульс, распространяясь в обратном направлении по струе пульпы, достигает третьего пьезопреобразователя 6, где вследствие прямого пьезоэффекта превращается в электрический сигнал, который усиливается вторым усилителем 8 и подается на третий блок 28 сеИзмерительный генератор 16 формирует импульсы фиксированной частоты, например 10 мГц. В том случае, если первый блок 17 селекции открыт, а это имеет место с момента излучения ультразвукового сигнала третьим пьезопреобразователем 6 и до момента прихода отраженного импульса, счетчик 18 осуществляет подсчет импульсов, сформированных измерительным генератором 16 и пропущенных первым блоком 17 селекции. При частоте следования импульсов 10 мГц временной интервал между импульсами составляет 0 1 мкс и таким образом счетчик

18 определяет сумму импульсов или же промежуток времени, выраженный в де-, сятых долях микросекунды.

Для того, чтобы не пропустить на пороговый элемент 29 электрические колебания, сформированные вторым генератором 5 видеоимпульсов, и уменьшить влияние случайных шумов, третий формирователь 11 импульсов вырабатывает импульс, в течение которого третий блок 28.селекции закрывается.

Длительность импульса, формируемого третьим формирбвателем 11, выбирается таким образом, чтобы к моменту прихода отраженного сигнала третий блок 28 селекции был открыт. Отраженный импульс включает пороговый элемент 29, который закрывает первый блок 17 селекции. Уровень срабатывания порогового элемента 29 выбирает5 12 гя из расчета фиксации приходя толь-. ко интересующего отраженного импульса.

После срабатывания порогового элемента 29 аналоговый преобразователь

19 преобразует количество импульсов, определенное счетчиком 18 и зафиксированное в числовом коде в аналоговый сигнал. По завершению преобразования осуществляется сброс показаний счетчика 18 путем подачи на его первый вход сопровождающего сигнала с второго выхода аналогового преобразователя 19.

В схеме 20 вычитания из сигнала, амплитуда которого соответствует времени прохождения ультразвуковым сигналом по струе пульпы всей длины измерительного сосуда 12 (эта величина вводится предварительно в блок

21 задания}, вычитается текущее измеренное значение. Таким образом, определяется уровень h пульпы в измерительном сосуде.

В схеме 7 деления вычисляется величина отношения А/h, по которой судят о содержании х измельченного материала в пульпе. Взаимосвязь х=х(А/h) определяют предварительно опытным путем для заданного положения пьезопреобразователей 2 и 3 по высоте измерительного сосуда 12.

Таким образом осуществляется контроль определенного класса крупности измельченного материала. Перемещением пьезопреобразователей 2 и 3 по высоте сосуда 12 достигается изменение величины контролируемого класса крупности измельченного материала.

Таким образом, осуществляется контроль содержания измельченного материала в пульпе с учетом фракционного состава, что повышает точность и производительность контроля.

60838 Ь

40 те и, и три формирователя импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, c: целью повышения точности и производительности, оно снабжено измерительным сосудом с впускным, выпускным и вытяжным трубопроводами, последовательно соединенными измерительным генератором, блоком селекции, счетчиком, аналоговым преобразователем и схемой вычитания, выход которой подключен к первому входу схемы деления, блоком задания, подключенным к второму входу схемы вычитания, последовательно соединенными мультивибражром, амплитудным ограничителем, вторым одновибратором и блоком селекции, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя, а выход к второму входу схемы деления, выход мультивибратора подключен к входу первого формирователя импульсов,, выход которого соединен с входом первого генератора видеоимпульсов, и к входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с входами второго генератора видеоимпульсов и третьего формирователя импульсов и с вторым входом первого блока селекции, подключенными к выходу второго усилителя, последовательно соединенными третьим блоком селекции и пороговым элементом, выход которого подключен к третьему входу первого блока селекции и к второму входу аналогового преобразователя, выход которого подключен к второму входу счетчика, выход третьего пьезопреобразователя подключен к входу второго усилителя, а выход третьего формирователя импульсов — с вторым входом третьего блока селекции.

Формула изобретения

50 ленным на нем третьим пьезо55 преобразователем и вытяжной тру провод.

1. Устройство для ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов, содержащее последовательно соединенные первый генератор видеоимпульсов и первый пьезопреобразователь, последовательно соединенные второй пьезопреобразователь и первый усилитель, последовательно соединенные второй генератор видеоимпульсов и третий пьезопреобразователь, схему деления, второй усили2.. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что измерительный сосуд выполнен в виде полой цилиндрической втулки с закрепленными на ней первым и вторым пьезопреобразователями, закрытой с одного конца конической переходной воронкой, к которой подсоединен выпускной трубопровод, а с другого конца плоской крышкой, в которой закреплены впускной трубопровод с установ1260838

Составитель Г. Максимочкин

Редактор Л. Повхан Техред Л.Сердюкова Корректор М. Шароши

Заказ 5223/44 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4