Устройство контроля зольности отходов флотации Советский патент 1985 года по МПК G01N21/53 

Изобретение относится к контроль.но-измерительной технике, и может найти применение в химической и в горно-добывающей промышленности, например, -при автоматическом контроле зольности продуктов флотации в потоках пульп.

Целью изобретения является повышение точности контроля и надежности устройства. .

На фиг.1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг.2 эпюры токов и напряжений блоков устройства.

Устройство контроля зольности отходов флотации содержит корпус 1. Устройство устанавливается в технологическую цепь так, чтобы внешнее стекло (стекло поля измерения) соприкасалось с контролируемой средой 2 В корпусе размещены осветитель 3, жидкокристаллическая ячейка 4 с первым 5 и вторым 6 жидкокристаллическими слоями, каждый из которых ограничен парой тонких прозрачных электродов, нанесенных на стеклянные пластинки, и фотоприемник 7. Кроме того отдельно монтируются индикатор 8, синхронизатор 9 и следящая система 10, которая может состоять, например, из первого 11, второго. 12 и третьего 13 ключей управления, инвертора 14, первого 15 и второго 16 интеграторов, схемы вычитания 17 и функционального усилителя 18.

Первый слой жидкого кристалла жидкокристаллической ячейки 4 работает, испс льзуя эффект динамического рассеяния. В отсутствие электрического поля слой прозрачен, а при наличии электрического поля приобре- тает способность,рассеивать свет. В этом случае при освещении слоя 5 , осветителем часть света отражается от него. Отражательная способность слоя 5 регулируется при помощи изменения периодически-, подаваемого Hai него управляющего напряжения, причем выбирается такой диапазон подаваемых на слой напряжений, при котором зави симость величины отраженного светового потока от напряжения является практически прямо пропорциональной.

Напряжение, которое подается на второй слой 6 жидкокристаллической ячейки, соединенный с синхронизатором 9, неизменно (оно подается периодически и синхронно с подачей напряжения на первьй слой ячейки) . В жидкокристаллический материал второго слоя 6 введены молекулы красителя в качестве примеси, анизотропно поглощающий свет. Второй слой 6 работает, используя эффект гость-хозяин. При подаче на прозрачные электроды, ограничивающие этот слой, напряжения, превышающего некоторое пороговое, молекулы красителя (гость) под воздействием молекул жидкокристаллического вещества ( хозяин) изменяют ориентацию, в результате чего слой 6 приобретает способность поглощать падающий на него свет.

Устройство работает следующим образом. .

В тот момент, когда на жидкокристаллическую ячейку 4 не подается напряжение, она прозрачнай. Свет от осветителя 3 проходит сквозь жидкокристаллическую ячейку 4 и отражается от контролируемой среды 2. Периодически на первый 5 и второй 6 слои ячейки подается напряжение, и они теряют прозрачность. Часть х ветового потока от осветителя отражается от первого жидкокристаллического слоя 5 (причем степень отражения зависит от значения напряжения, управляющего слоем), остальная часть рассеянного света поглощается во. втором слое 6 ячейки.

Ток, возбуждаемьй в фотоприемнике 7 отраженными световыми потоками,по- дается на первьй вход первого ключа управления 11 и первый вход второго ключа управления I2. Первьй и второй ключи управления попеременно включаются при помощи синхронизатора 9 и инвертора 14 посылая при этом импульсы тока соответственно на входы первого 15 и второго 16 интеграторов. На интегратор 15 подается импульс тока З (эпюра СХ на фиг.2) соответствующий степени отражения света ст жидкокристаллического эталона, а на интегратор 16 - импульс Зцм (эпюра Sна фиг.2), соответствующий степени отражения от контролируемого материала 2.

Оба импульса следуют на вход схеыы вычитания 17. На вход функционального усилителя 18 с выхода схемы вычитания 17 подается импульс дЗ (эпюра Ь на фиг. 2), соответствующий разности импульсов J и Зц(ц , причем он определяется не только по величине, но и по знаку. Если импульс Д не равен нулю, то, в зависимости от его знака, на чинает с определенным шагом увеличиваться или уменьшаться управляющее напряжение U (эпюра г на фиг. 2), которое периодически подается с первого выхода функционально усилителя I8 на первый слой жидкокристаллической ячейки. Периодичнос подачи напряжения определяется рабо той третьего ключа управления 13, включаемой синхронизатором 9. Соответственно изменению управляющего напряжения изменяется отра жательная способность жидкокристаллической ячейки 4, и, следовательно величина светового потока, отраженного от жидкокристаллического эталлона. При запуске устройства на первый слой жидкокристаллической ячейки подается произвольное начальное напряжение . Затем в процессе работы управляющее напряжение Uj, принимает значения, уравнивающие отражательную способность жидкокристаллического эталона с отражательной способностью контролируемого материала. При изменении отражательной способности контролируемого материала соответственно изменяется отражательная способность жидкокристаллического эталона, так как отражательная способность последнего изменяется прямо пропорционально изменению уп-. равляющего напряжения, оно, следовательно , несет требуемую информацию о контролируемой среде. Со второго выхода функционального усипителя 18на индикатор 8 постоянно подается напряжение Uvi (эпюра на фиг.2) , соответствующее управ ющему напряжению и . Шкала индикатора может быть непосредственно проградуирована в процентах зольности.

I. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗОЛЬНОСТИ ОТХОДОВ ФЛОТАЦИИ, содержащее корпус со,стеклом поля измерения , контактирующим с контролируемой средой, расположенные в корпусе осветитель и фотоприемник, а также модулятор светового потока, отражатель и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля и надежности устройства, в него дополнительно введены следящая система и синхронизатор, стекло поля измерения, модулятор светового потока и отражатель совмещены и выполнены в виде двухслойной жидкокристаллической ячейки, первый вход следящей системы соединен с фотоприемником, первьш выход с первым слоем жидкокристаллической ячейки, второй выход - с индикатором, а синхронизатор соединен с вторым входом следящей системы и вторым слоем жидкокристаллической ячейки. 2. Устройство по п.1, о т л ичающееся тем, что следящая система выполнена в виде первого, второго и третьего ключей управления, инвертора, первого и второго интеграторов, схемы вычитания и функционального усилителя, входы первого и второго ключей управления соединены параллельно с первым входом следящей системы, а выходы первого и второго ключей управления соответственно с входами первого, и второго интеграторов, выходы интеграторов соединены с первым и вторьм входами схемы вычитания, выход которой соединен с входом функционального усилителя через третий ключ управления, соединенного с первым входом следящей системы, второй выход функционального усилителя сое- . динен с вторым выходом следящей системы, управляющие входы ключей управления соединены с вторым входом следящей системы, причем входы первого и третьего ключей соединены с ним непосредственно, а вход второго ключа соединен со вторым входом следящей системы через инвертор.

wH 3