Способ гранулометрического анализа тонкоизмельченных токопроводящих материалов

Способ гранулометрического анализа тонкоизмельченных токопроводящих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет повысить быстродействие и упростить автоматизацию при определении размеров отдельных частиц, их среднего размера и характеристик распределения частиц, например, углеграфитовой шихты тонкого помола по классам крупности. Цель изобретения - сокращение времени анализа. Между двумя контактными поверхностями, выполненными из электропроводящего материала, одна из которых эластична и выполнена из материала с тензорезистивным эффектом, располагают монослойно частицы контролируемого материала, сжимают поверхности с определенным усилием, измеряют электрическое сопротивление между участками эластичной контактной поверхности и неэластичной контактной поверхностью, определяют гистограмму распределения измеренных сопротивлений и по ней определяют кривую распределения частиц контролируемого материала по размерам. По измеренным сопротивлениям рассчитывают среднее его значение, по которому судят о среднем размере частиц контролируемого материала. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

»: ;,рп n ia

Г : !»;; Й >...

1:4. j L, 1a,!;ь ;"з

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4334464/23-25 (22) 27.! 1.87 (46) 07.01.90. Бюл. № 1 (71) Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института «Цветметавтоматика» (72) В. К. Важненко, А. Н. Тупиков и Н. И. Рогалева (53) 539.215.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 881579, кл. G 01 N 15/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 510666, кл. G 01 N 15/02, 1976. (54) СПОСОБ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ТОНКОИЗМЕЛЬЧЕННЫХ

ТОКОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение позволяет повысить быстродействие и упростить автоматизацию при определении размеров отдельных частиц, их среднего размера и характеристик расИзобретение относится к области исследования физических свойств веществ, а именно к способам гранулометрического анализа токопроводящих тонкодисперсных материалов, и может быть испол ьзова но в угольной, энергетической, химической, строительной, горно-рудной отраслях промышленности, цветной металлургии, например, в электродном производстве для получения кривой распределения частиц углеграфитовой шихты тонкого помола по классам крупности (по размерам) и измерения среднего диаметра этих частиц.

Цель изобретения — сокращение времени анализа.

На фиг. 1 изображена схема протекания токов через участки эластичной контактной поверхности; на фиг. 2 — устройство для определения распределения частиц тонкоиз„. SU„„1534375 А1 (51)5 G 01 N 15/02

2 пределения частиц, например, углеграфитовой шихты тонкого помола по классам крупности. Цель изобретения — сокращение времени анализа. Между двумя контактными поверхностями, выполненными из электропроводящего материала, одна из которых эластична и выполнена из материала с тензорезистивным эффектом, располагают монослойно частицы контролируемого материала, сжимают поверхности с определенным усилием, измеряют электрическое сопротивление между участками эластичной контактной поверхности и неэластичной контактной поверхностью, определяют гистограмму распределения измеренных сопротивлений и по ней определяют кривую распределения частиц контролируемого материала по размерам. По измеренным сопротивлениям рассчитывают среднее его значение, по которому судят о среднем размере частиц контролируемого материала. 3 ил. мельченных углеграфитовых материалов с диаметром менее 0,12 мм; на фиг. 3 — гистограмма электрических сопротивлений в системе опорная контактная поверхность— монослой проводящих частиц — слой электропроводящей резины — точечные контакты датчика (сплошная линия) и соответствующее распределение частиц контролируемого материала по размерам (штриховая линия).

Схема протекания токов через участки 1 эластичной контактной поверхности 2, деформированные частицами 3 контролируемого материала и соприкасающиеся с токопроводящими контактами 4, которые соединены с измерительным прибором, как и неэластичная электропроводящая контактная поверхность 5, показана на фиг. 1 и иллюстрирует принцип работы устройства для реализации способа (фиг. 2), состоящего из!

534375 датчика 6 имеющего п-е число контактов (щупов) (в данном случае и:==168), соединенных с помощью проводников 7 с разъемом 8, эластичной проводящей контактной поверхности 2 (электропроводящеи резины, !, спорной электропроводящей контактной поверхности 5, основания 9, прижимного элемента 10 и измерительной схемы 1,1, соединенной с контактами 12 разъема 8 и с электропроводящей контактной поверхностью 5. ,Измерительная схема 1 соединена с вычислительным устройством l3, к выходу которого может быть псдклкгчено регистрирук)щее и показывающее устройство (например, осциллограф или дисплей), Способ Осу ществляют следующи!.:. образом.

Контролируемый тонкоиз)лельченный и токопроводящий материал монослойно 3(. полагается на опорной контактной поверхности 5 одним из известных способов (например, встряской). Далее с помощью при>кимного элемента 10 с определенным усилием (зависит от толщины и модуля упругости эластичной контактной поверхности, подбирается экспериментально) сжимаю контактные поверхности (эластичную 2 H неэластичную 5). Эластичная контактна i поверхность 2 при этом деформируется со стороны расположения частиц (причем деформация ее зависит от размера частиц кон..ролируемого материала) . Измеряют с по-! ((Ощыю измерительной с:(емы 11 э. !ектрич(.ские сопротивления между участками эластичной электрог!ровсдягцей контактной поверхности 2 и неэластич ной (0«op:(ой) кон ! BKTHoH I!o3(()xHocTbN) 5 но UP IH Один из входов измерительной схемы ! — соответст«ующий KQHTBKT 12 !)! -Pма 8

«yI0«,ий проводник 7 — — соответству!Опий контакт (цун, 4 датчика 6 — соответствуN)lILHH s"-i3 c l o K = . !асти ч «ОЙ ко;!такт«ой I IÎBPРХности 2 — — частицы контролируемого материала 3 — Опорная элек) ро(1ровод)нша)! кон-! актная поверхность 5.

Так как эластичная контактная поверхность 2 обладает тензорезистивным эффекГом, то элеKTð«÷åñêîc cÎпротивление каждоi0 H участков 1 эластичной контактной но«ерхности 2, деформиров.!нных частицами 3 контролируемогс материала, «месте HBH— большей деформации будет .-наименьшим и поэтому ток от измерительного прибора через контакт 4 пройдет через место наибольшей деформации, величина которого, а следо«атель«О, и его ссl1ротивление, определяется размером части!)ы, )зызва IIIPH эту деЬормацию.

Рассмотрим одно из измеряемых ссг:ротивлений. Допустим )!(„между точками а л d (фиг. !)

R,;=R +Яь.— -К.а 0!1 $)o1 и в. !ения г ь и Rqy (ме)кду Оч ка ми л с, (и а соответственно) равчы О, так каз неэластичная контактная поверхность выполнена из электропроводящего материала и контролю подвергаются частицы токопроводящего материала. Следовательно, R,ь,Д=

=-R„b. Коэффициент тензочувствительности материала (в данном случае эла.стичной контактной поверхности)

А)(! . К= — е,/гь, где е,= — — относительное изменение со,е = !) противления материала; е)= — — — относительное изменение толщинь! материала, (И

К= — —.—

Я где R — — сопротивление материала данной толщины 1 до деформации;

AR — изменение сопротивления материала при изменении толщины I материала на величину Л!.

AR=R — Р ь, а М=2г (фи". 1), 10

R--R поэтому «(=-.=

Я 2r откуда

2КЯГ=Я вЂ” -/R

25 " . (R

Р =R — — — r=4(г)

Iq

Частицы контролируемого материала, не попавшие под участок эластичной контактной поверхности, соприкасающийся с одним

30 из контактов 4, не подвергаются контролю.

Но так как вероятность распределения по размерам частиц, не попавших под контРолиРУемые уч«ñòêè эластичной контактной поверхности, равна вероятности распределения по размерам частиц, .)опавших под конт35 ролируемые участки, то непопадание некоторого числа частиц из прооы контролируемо ГО материал 3 иод контр()ли p) ем ь!е у час; ки

Не влияет на TÎ IHОсть определеl!ИH распределения частиц по размерам.

Сигналы с выхода измеритель,гои схемы 11 поступают HB вы ислительное устройство 3, которое определяет гистограмму распределения частиц контролируемого материала по размерам и средний размер частиц, выполняя следуюи,ие 0«epBI!HH:

-I5 определяет количество сигналов, сооТ ветствующих измеренным сопоотивлениям., значения которых попали в заданныс. интервалы (0T Ri до Ял, От R > до RI, ..., OT R. до

R, „R,„...! до RÄ,); определяет общее .(оличе(тво с гналов, 5!) соответствую!цих измеряемым сопротивлениям, значения которых попали в интервал от Ь! до Д„,; находит oTHo .:.ения каждого количества сигналоь, соответствующих измеi)«e iы . сопротивлениям, значения KoTopi>ix попали г

3 один из заданных интер«алое к общему количеству сигналов, "-Оотве.(с «ующ)и); измеряемым сопротивлениям, з-IB ., "Hi:.я кото1534375 рых попали в интервал от Ri до Я„„т. е. определяет относительные групповые частоты гистограммы распределения измеряемых сопротивлений, являющиеся и относительными частотами гистограммы распределения частиц по размерам; используя уравнение (1), в котором величины Я l и К заданы, вычисляет границы интервалов распределения частиц по размерам

r,= — (R — R,); (2) запоминает, выдает на регистрирующее и показывающее устройство (осциллограф или дисплей) гистограмму распределения частиц контролируемого материала по размерам (относительные групповые частоты этой гистограммы равны относительным групповым частотам гистограммы распределения измеряемых сопротивлений, а границы интервалов вычислены по формуле (2) ); находит среднее значение величины измеренных сопротивлений R,„и по формуле т, = — (R — R, ) вычисляет средний размер

1 2RK частиц контролируемого материала г,.„„.

В перспективе контактная неэластичная поверхность может быть выполнена в виде ленты конвейера, на которой непрерывно формируется монослой контролируемого материала. В момент измерения лента останавливается и после измерения перемещается для осуществления контакта датчика (с эластичной контактной поверхностью) с очередной порцией контролируемого материала.

Измерительная схема может быть выполнена на микросхемах серии К 155.

Пример. Контролю подвергают углеграфитовый материал тонкого помола (фракция между ситами 63 и 100 мкм). Распределение частиц в монослой на опорной контактной поверхности производят встряской насыпанного материала. Поверхность датчика 6 с контактами 4 имеет площадь 200 мм-, число контактов 168. Число частиц на опорной неэластичной контактной поверхности находится в пределах 200 шт. Толщина эластичной электропроводящей контактной поверхности равна 0,5 мм.

При измерении предлагаемым способом продолжительность контроля определяется временем подготовки монослоя контролируемых частиц (как и в известном способе), временем однократного сжатия контактных поверхностей с определенным, заранее известным усилием (в известном способе многократное сжатие с разными дозируемыми усилиями) и быстродействием вычислительного устройства.

На фиг. 3 представлены гистограммы распределения измеренных сопротивлений (сплошная линия) и распределения контролируемых частиц по размерам, полученного в результате использования микроскопического метода (штриховая линия).

Анализ гистограмм, полученных предлагаемым способом и микроскопическим, показывает, что предлагаемый способ определяет

20 размеры частиц, по сравнению с микроскопическим с коэффициентом соответствия не менее 0,92. Некоторое несоответствие показаний обусловлено отклонением формы частиц от сферической.

Формула изобретения

Способ гранулометрического анализа тонкоизмельченных токопроводящих материалов, заключающийся в том, что частицы

30 располагают монослойно между двумя контактными поверхностями, одна из которых эластична, и сжимают поверхности с заданным усилием, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени анализа, измеряют электрическое сопротивление между участ35 ками эластичной контактной поверхности и неэл асти ч ной контактной поверхностью, onределяют гистограмму распределения электрических сопротивлений между отдельными участками эластичной контактной поверхности и неэластичной поверхностью и по гистограмме судят о кривой распределения частиц по размерам, причем контактные поверхности выполняют из электропроводящего материала, а эластичная контактная поверхность выполнена, кроме того, из

45 материала, обладающего тензорезистивным эффектом.

1534375

Фаг,2

1534375 аиа g< дну gyre 4o5 опЛ

Составитель М. Рогачев

Редактор В. Петраш Текред И. Верес Коррсктор В. Гирняк

Заказ 38 Заказ 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рву шская наб., д. 4, 5

Произво.-,ствснно-издательский комбинат «Патент». г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ЯЯ яре.р1 2гбч4% Лют уижжГОЯ Я1аслтмг:РУБаФх щррЯрл иьи лл дгдуЯ,Ю йМЮ части кант о сдм и энного г р мааериа. г пс уенное лРа

«алсмескым