Устройство для определения гранулометрического состава Советский патент 1986 года по МПК G01N15/02 G01N9/00 

1 1

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и предназначено для контроля свойств пульп и суспензий.

Целью изобретения является упро- щение конструкции и повьшение точности за счет уменьшения влияния неизохронности колебаний.

На чертеже приведена схема устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство содержит резонатор 1, вьтолненньш из трубки, имеющей изгиб- ную жесткость, зависящую от положения плоскости колебаний относительно осей ОУ и ОХ сечения резонатора.

Левый конец 2 трубки 1 жестко закреплен, а правый 3 сообщается с пульпопроводом 4 при помощи гибких силь- фонов 5 и 6, между которыми размещена подвижная магнитная трубка 7, расположенная во внутренней полости электромагнитного пропорционального преобразователя 8, образующего узел изменения изгибной жесткости резонатора. Для возбужденных и приема колебаний трубки предусмотрен обратимый возбудитель 9, ось 11,, которого лежит между осями ОХ и ОУ сечения резонатора. Угол оС выбран так, что перемещения резонатора под действием силы F вдоль осей ОХ и ОУ равны:

si hot

с,

( cos о.

(1)

с

и С.

откуда , где С

t жесткости на изгиб в направлении

осей X и У.

Схема обработки выходного сигнала включает блок 10 управления, первый выход которого подключен к входу узла 8 изменения жесткости, второй выход - к входу обратимогр возбудителя 9 колебаний, а третий выход - к управляющему входу рычисли- тельного устройства 11, к счетным входам которого подключены два полосовых фильтра 12 и 13, настроенных на частоты f и f колебаний резонатора вдоль осей ОХ и ОУ соответственно. К входам фильтров подключен выход возбудителя колебаний.

Устройство работает следующим образом.

Перед измерением рез онатор 1 настраивается на заданные частоты

261732

и f , путем подачи из блока 10 управления требуемой величины тока в обмотку 8 пропорционального электромагнитного преобразователя, который,

5 втягивая магнитный патрубок 7, растягивает сильфон 5 и сжимает силь- фрн 6, вследствие чего на резонатор действует растягивающая сила, изменяющая его на изгиб. При подаче

10 пульпы или суспензии внутрь резонатора 1 из блока 10 управления поступает сигнал на возбудитель 9, который смещает резонатор вдоль оси ZZ действия возбудителя. В спектре

t5 частот возникающих при этом колебаний резонатора содержатся частоты f и f колебаний резонатора вдоль осей ОХ и ОУ. Эти частоты выделяются полосовыми фильтрами 12 и 13 и

20 обрабатываются в вычислительном устройстве 11 по алгоритму: .

-.-Ц/

ст

ж в, т,

У

п.

.-&,т

-|.

(i

где п - :s-- постоянный коэффициент,

о1

g - относительные амплиту- ды колебаний твердапс частиц в резонаторе вдоль осей ОХ и ОУ соответственно;

Гд, частоты колебаний пустого резонатора вдоль осей ОХ и ОУ соответ- ственно;

ст, масса единицы длины

стенки резонатора, жидкости и твердых частиц внутри резонатора со-: ответственно.

Если размер твердых частиц в пульпе меньше граничного, то твердые частицы колеблются вместе с жидкостью, при этом B,Bj 1 и результат вычисления по формуле (2) равен нулю. Если размер частиц станет больше граничного, то первой уменьшится амплитуда колебаний (т.е. В) твердых частиц в первом плотномере, так как он работает на более высокой частоте и вычислительное устройство 11 зафиксирует разность частот f и f , пропорциональную содержанию крупного класса частиц в пульпе. По оконча- НИИ измерения частиц данного класса блок 10 управления дает сигнал Сброс в устройство 1I и одновременно устанавливает новое значение жесткости на изгиб резонатора 1 путем изменения тока в обмотке 8 узла изменения жесткости. В результате этого устанавливается новое значение частот i и f,, следовательно и частот и f , которые соответствуют новому граничному размеру чатиц, и измерительный цикл повторяется. Таким образом, устройство позволяет определить гранулометрический состав пульпы.

Применение возбудителя колебаний наклоненного к главным осям поперечного сечения трубчатого резонатора, позволяет выбрать угол действия возбуждающей силы таким, при котором колебания в двух взаимно перпендикулярных плоскостях будут происходить с одинаковой амплитудой. Поэтому при вычитании частот в смести- теле исключается погрешность, связанная с явлением неизохронности колебаний системы. Погрешность от неизохронности объясняется зависимостью частоты колебаний механической колебательной системы от амплитуды. Эта зависимость имеет вид:

о -

(jj J +0,75 Y А , (3)

где uJ , o - частоты колебания системы при амплитудах А-0 и А соответственно; А - амплитуда колебаний; -у - постоянный коэффициент. Так как для одной и той же колебательной системы в узком диапазоне измерения А не зависит от.частоты, то соответственные величины 0,75 JfА в зависимости (3), вызы0

5

0

5

0

вакяцие погрешность от неизохронности, при вычитании частот взаимно исключаются.

Предлагаемое устройство для определения гранулометрического состава непрерывно дает информацию о ходе технологического процесса, что обеспечивает возможность использования ее для управления процессом, в т.ч. и в автоматических системах регулирования .

Формула изо-бретения

Устройство для определения гранулометрического состава, содержащее трубчатый проточный резонатор, системы возбуждения и съема колебаний резонатора, узел изменения жесткости резонатора и блок обработки выходного сигнала, соединенный с системой съема, отличающее- с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности за счет уменьшения влияния неизохронности колебаний, трубчатый проточный резонатор выполнен с различной жесткостью на изгиб в двух взаимно перпендикулярных главных направлениях, при зтом система возбуждения колебаний установлена под углом аС к первому главному направлению в плоскости поперечного сечения трубчатого проточного резонатора, а d arc tg С, /Ci , где С и С - жесткости на изгиб соответственно в первом и втором главных направлениях.

Устройство для определения гранулометрического состава предназначено для контроля свойств пульп и суспензий. Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить точность за уменьшения влияния неизохронности колебаний. Устройство содержит трубчатый проточный резонатор, систему возбуждения колебаний резонатора, узел изменения жесткости резонатора, блок обработки выходного сигнала, причем трубчатый проточный резонатор выполнен с различной жесткостью на изгиб в двух взаимно перпендикулярных главных направлениях. Система возбуждения колебаний наклонена в плоскости поперечного сечения трубчатого проточного резонатора на угол о по отношению к первому главному направлению, причем Ы arc tg , где С и Cj - жесткости на изгиб соответственно в первом и втором главных направлениях. 2 ил. (Л

Редактор С, Патрушева Заказ 2116/34

Составитель В, Крутин Техред В.Кадар

Тираж 778 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗа Раушская наб., д.

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

Корректор Со Черни Подписное