СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1995 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к измерительной технике.

Известен способ определения влажности сыпучих материалов, заключающийся в том, что подают напряжение на измерительные электроды, между которыми помещают пробу материала, измеряют электросопротивление между электродами и по нему судят о величине влажности [1]
Недостатком данного способа является невысокая точность измерения электросопротивления, обусловленная тем, что в результате приложения постоянного напряжения к измерительным электродам возникает ток адсорбции и появляется эффект поляризации материала.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения влажности веществ путем пропускания постоянного тока через образец материала и последующего измерения электрического сопротивления на переменном токе, по величине которого судят о влажности [2]
Недостатком способа является невысокая точность измерения электросопротивления, так как при измерении электро- сопротивления на переменном токе возникает также емкостное сопротивление, учет которого является сложным.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения влажности сыпучих материалов посредством уменьшения влияния тока адсорбции и явления поляризации материала на измеряемое электросопротивление.

Указанный технический результат достигается тем, что на электроды подают постоянное напряжение в течение всего периода измерения и передают результаты измерения на индикатор, при этом постоянное напряжение увеличивают до 50 В за время от начала измерения, в то же время на электроды одновременно с подачей постоянного напряжения подают переменное напряжение затухающей амплитуды, а передачу результатов измерения на индикатор начинают через время t от начала измерения, причем время t рассчитывают по формуле t 0,4˙kT, где k 1 при измерении влажности неокисленных железорудных материалов, k 2 при измерении влажности окисленных материалов; Т период измерения.

В данном способе производят модулирование постоянного напряжения переменных затухающей амплитуды.

На фиг. 1 приведена одна из схем возможной реализации способа; на фиг.2 дана диаграмма изменения во времени напряжений, подаваемых на измерительные электроды; на фиг.3 представлены результаты промышленных испытаний влагомера.

Система измерения включает генератор 1 переменного напряжения затухающей амплитуды, генератор 2 пилообразного напряжения, сумматор 3 напряжений, регулируемый таймер 4, электроды датчика 5, ключ 6, измерительную схему 7, индикатор 8.

В момент начала измерения запускают таймер 4, запускаются генераторы переменного и пилообразного напряжений, сумма напряжений прикладывается к электродам датчика 5. Время действия таймера может изменяться от 1 до 3 с и составляет 2 с, после чего таймер выдает импульс на замыкание ключа 6 и сформированное напряжение измерения с электродов датчика 5 прикладывается через замкнутый ключ 6 к измерительной схеме 7. С помощью индикатора 8 осуществляется фиксация влажности, пропорциональная влажности материала. Приведенная последовательность операций при измерении влажности сыпучих железорудных материалов объясняется следующим.

Наиболее важными факторами, влияющими на точность измерения электросопротивления материала, являются ток адсорбции, поляризация материала и потери на перемагничивание. При подаче переменного напряжения происходит уменьшение тока адсорбции в материале, но при этом возникают потери на перемагничивание материала, возникает емкостная составляющая сопротивления, снижающая точность измерения влажности. Для уменьшения эффекта поляризации подают переменное напряжение затухающей амплитуды. При подаче постоянного напряжения на электроды происходит исключение емкостной составляющей электросопротивления и перемагничивание материала. Подавая одновременно переменное напряжение затухающей во времени амплитуды и постоянное напряжение, изменяющееся до фиксированного значения, при котором производят измерение электросопротивления, достигают тем самым уменьшение влияния тока адсорбции на процеcс измерения и поляризации материала (см. фиг.2, где t время одновременной подачи переменного и изменяющегося постоянного напряжений, являющееся временем переходного процесса в материале, за которое происходит снижение тока адсорбции и эффекта поляризации; Т период измерения; b интервал времени измерения электросопротивления между измерительными электродами; а интервал времени формования материала).

Для практически полного исключения эффекта поляризации измерение производят в момент, когда постоянное напряжение достигает значения 50 В. Использование напряжения до 50 В увеличивает погрешность за счет влияния поляризации, использование напряжения более 50В нецелесообразно ввиду осложнения конструкции измерительного устройства.

П р и м е р. Определялась влажность железорудного концентрата Соколовско-Сарбайского горнопромышленного производственного объединения (ССГПО) тремя способами: на постоянном токе, переменном токе без предварительного формирования материала и на постоянном и переменном напряжении. Результаты испытаний приведены в таблице.

Согласно данным испытаний точность измерения влажности на постоянном предварительно сформированном напряжении выше, чем точность измерения отдельно на постоянном или переменном токе.

Сравнение осуществлялось с базовым способом определения влажности (взвешивание пробы, высушивание, взвешивание высушенной пробы и расчет влажности).

Исследования показали, что для сыпучих железорудных материалов, содержащих меньшее количество окислов нерудных составляющих (например, концентрат Центрального ГОКа), длительность переходного процесса t, за который происходит снижение тока адсорбции и эффекта поляризации, составляет 0,4 периода измерения, а для материалов, содержащих повышенное количество окислов (например, Днепровский ГОК), длительность переходного процесса составляет до 0,8 периода измерения. Время t, после отсчета которого проводят измерение, определяется по формуле t0,4 kТ.

Предлагаемый способ позволяет с достаточной точностью оперативно измерять влажность железорудных сыпучих материалов и использовать устройства измерения влажности для оперативного управления технологическими процессами обогащения или окомкования этих материалов.

Использование: в измерительной технике. Сущность изобретения: по способу измерения влажности сыпучих железорудных материалов, включающему подачу на измерительные электроды постоянного напряжения в течение всего периода измерения и передачу результатов измерения на индикатор, постоянное напряжение увеличивают до 50 В за время t от начала измерения. В это же время t на электроды одновременно с подачей постоянного напряжения подают переменное напряжение затухающей амплитуды. Передачу результатов измерения на индикатор начинают через время t от начала измерения. Время t рассчитывают по формуле t =0,4 kT, где k =1 при измерении влажности неокисленных железорудных материалов и k =2 при измерении окисленных материалов; T - период измерения. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ кондуктометрическим методом измерения электросопротивления участка материала, заключенного между измерительными электродами, путем подачи на них постоянного напряжения в течение всего периода измерения и передачу результатов измерения на индикатор, отличающийся тем, что постоянное напряжение увеличивают до 50 В за время t от начала измерения, в то же время t на электроды одновременно с подачей постоянного напряжения подают переменное напряжение затухающей амплитуды, а передачу результатов измерения на индикатор начинают через время t от начала измерения, причем время t рассчитывают по формуле t 0,4 kT, где k 1 при измерении влажности неокисленных железорудных материалов и k 2 при измерении окисленных материалов, T период измерения. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что переменное напряжение накладывают на постоянное и моделируют его.