Устройство для определения концентрации магнетита Советский патент 1987 года по МПК G01N27/72 

1

15

. Изобретение относится к анализу материалов путем исследования их магнитных параметров и может быть кс- пользовано в системах управления технологическим процессом в обогатительном производстве.

Целью изобретения является повышение точности определения концентрации магнетита.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства для определения концентрации магнетита в твердой фазе пульпы, в частности в продуктах обогащения железных руд. Предлагаемое устройство содержит возбуждающую обмотку 1, измерительную обмотку 2, которая включена последовательно-встречно с компенсирующей обмоткой 3.20

Выходные зажимы обмоток 2 и 3 под- ключены к компенсационному измерителю 4 ЭДС, который вы1 :олнен в виде усилителя 5с реверсивньпм электродвигателем 6 на выходе, вал которого связан 25 с рамкой датчика 7 и стрелкой шкалы 8 устройства. Выходные зажимы возбу;к- дающей обмотки 1 подключены к источнику 9 переменного тока. Проба 10 исследуемого материала помещается внутрь зо каркаса 11 радиусом R , на котором размещена измерительная обмотка 2, радиусом RI R . Начала и концы всех обмоток, определяющие направление намотки, обозначены бу 1:вами Н и К. Расстояние между измерительной 2 И возбуждающей 3 обмотками выбирается из условия

|i Г

40

где R, - радиус возбуждающей обмотки;

и - магнитная проницаемость исследуемого образца,

что обеспечивает максимальную чувствительность устройства при внесении маг-45 нитного материала внутрь каркаса 1 Г, Основанием выбора отношения радиуса возбуждающей обмотки 1 к радиусу измерительной обмотки 2 служит следующее.50

Во всем объеме возбуждающей обмотки 1 при прохождении по ней переменного тока создается равномерное магнитное поле, характеризующееся полным

J 10

ЙЭМ

магнитным потокомФ, . При этом

оОЭ Q

часть магнитного потока т„

-R л

- рГ 60 пронизьгоает измерительн:.у1о

обмотку 2, когда в ней отсутствует

15

20

25зо

05362

магнитный материал. Появление в измерительной обмотке 2 магнитного материала, имеющего магнитную восприим- J чивость X, приводит к перераспределению магнитного потока возбуждающей обмотки 1. Магнитный поток в измерительной обмотке 2 увеличивается, а в промежутке между измерительной и воз- 10 буждающей обмотками уменьшается. Применяя теорию расчета магнитных цепей, определяют зависимость магнитного потока в измерительной обмотке 2 от значения магнитной восприимчивости осадка и соотношения радиусов обмоток .. Эта зависимость выглядит следующим образом : . 1 fu

Ф

€

(1)

И5М (p-)+R|/R2 Т,,

где ш х+1 - магнитная проницаемость

исследуемого образца. Дифференцируя это выражение, получают зависимость чувствительности S

25 о

0

5

0

5

Для определения максимальной чувствительности устройства необходимо продифференцировать зависимость S f (z) и значение производной 3S/9z приравнять нулю.

После несложных преобразований находят значение отношения радиуса возбуждающей обмотки к радиусу измерительной обмотки, при котором будет максимальная чувствительность RZ 1г

, .-- рТГ.,

в свою очередь, равномерное магнитное поле в измерительной обмотке, которое является частью равномерного магнитного поля возбуждающей обмоТки, приводит к полному устранению влияния неравномерного распределения частиц с различной магнитной восприимчивостью. Таким образом, сигнал, снимаемый с устройства., не зависит от распределения магнитного материала в объеме измерительной обмотки, а зависит только от количества магнитного материала в этом объеме, т.е.: от кон-., центрации магнетита в твердой фазе пульпы.

3

Для компенсации ЭДС, наведенной в измерительной обмотке частью магнитного потокаФ°я.. RI/RZ слуи м

1330536

поворачивает рамку датчика 7 до -полной компенсации напряжения на входе усилителя 5. По величине угла поворожит -компенсирующая обмотка. Число вит- g та электродвигателя 6 судят о концентков компенсирующей обмотки определяется из условия равенства ЭДС, навеепденной магнитным потоком ..

рительной обмотке, ЭДС,

изме- наведенной

о

всем магнитным потоком Фвозб компенсирующей обмотке при отсутствии магнитного материала (магнетита) в устройстве.

Таким образом,.число витков компенсирующей обмотки связано с числом витков измерительной обмотки следующим образом:

WK

W

ИЗМ

в ч

(3)

Устройство работает следующим образом.

При прохождении переменного тока по возбуждающей обмотке 1 внутри ее объема создается равномерное магнитное тюле, характеризующееся полным магнитным потоком.

При отсутствии пробы внутри каркаса 11 часть магнитного потока м сцепляется с измерительной обмоткой 2 и наводит в ней ЭДС. Кроме того, в компенсирующей обмотке 3 весь магнитный поток-9 B0i6 наводит также ЭДС компенсации. Если числа витков измерительной и компенсирующей обмоток удовлетворяют соотношению (3) - эти обмотки включены последовательно- встречно, то сигнал, снимаемый с устройства, равен нулю при отсутствии магнитного материала.

При внесении магнитного материала пробы 1,0 с магнитной .восприимчивостью X внутрь каркаса 11 происходит перераспределение всего магнитного потока возбуждающей обмотки Ф°воз.б Магнитньй поток в измерительной обмотке увеличивается, что приводит к увеличению ЭДС, наводимой в этой обмотке. При этом весь магнитный поток fPggj не уменьшается и ЭДС, наводимая в компенсирующей обмотке, 50 остается прежней.

Следовательно, изменение магнитной, восприимчивости приводит к изменению не ЭДС компенсации, а ЭДС измерительной . обмотки. Таким образом, на выходе уст-55 ройств1а появляется сигнаСл, пропорциональный содержанию железа в осадке, находящемся внутри каркаса 11. При этом реверсивньй электродвигатель 6

рации магнетита в пробе, значение которой фиксируется на шкале 8. Равномерное магнитное поле, создаваемое цилиндрической возбуждающей обмоткой

10 1, приводит к тому, что выходное напряжение устройства зависит не от неравномерного распределения частиц с различной магнитной восприимчивостью, а только от концентрации магнитного

15 1 атериала внутри измерительного объема. Кроме того, определение отношения радиуса возбуждающей обмоткик радиусу измерительной обмотки по выражению

Г -iT

20R , 1

обеспечивает максимальную чувствительность устройства.

Изобретение позволяет измерить содержание железа как в хвостах обо25 гатительного производства, так и в промпродуктах обогащения. Формула изобретен-ия

Устройство для определения концентрации магнетита, содержащее источник

30 переменного тока, возбуждающую компенсирующую и измерительную обмотки, расположенные соосно, компенсационный измеритель ЭДС, отличающееся тем, что, с целью повьппения

35 точности устройства, компенсирующая обмотка размещена непосредственно на возбуждающей обмотке, измерительная, возбуждающая и компенсирующая обмотки расположены коаксиально одна к другой,

40 а радиусы измерительной и возбуждаю- щей обмоток определяются из соотношения ,

5 R,

45 где гу - магнитная проницаемость исследуемого образца) R, - радиус измерительной обмотки;

R,j, - радиус воз буждающей обмотки, причем измерительная и компенсирую- щая обмотки включены последователь-. но-встречно, а число их витков определяется соотношением WK к1 R

2.

где W| - число витков компенсирующей

обмотки; W - число витков измерительной

.

обмотки.

1330536

поворачивает рамку датчика 7 до -полной компенсации напряжения на входе усилителя 5. По величине угла поворот- g та электродвигателя 6 судят о концент

-

50

рации магнетита в пробе, значение которой фиксируется на шкале 8. Равномерное магнитное поле, создаваемое цилиндрической возбуждающей обмоткой

10 1, приводит к тому, что выходное напряжение устройства зависит не от неравномерного распределения частиц с различной магнитной восприимчивостью, а только от концентрации магнитного

15 1 атериала внутри измерительного объема. Кроме того, определение отношения радиуса возбуждающей обмоткик радиусу измерительной обмотки по выражению.

Г -iT

20R , 1

обеспечивает максимальную чувствительность устройства.

Изобретение позволяет измерить содержание железа как в хвостах обо25 гатительного производства, так и в промпродуктах обогащения. Формула изобретен-ия

Устройство для определения концентрации магнетита, содержащее источник

30 переменного тока, возбуждающую компенсирующую и измерительную обмотки, расположенные соосно, компенсационный измеритель ЭДС, отличающееся тем, что, с целью повьппения

35 точности устройства, компенсирующая обмотка размещена непосредственно на возбуждающей обмотке, измерительная, возбуждающая и компенсирующая обмотки расположены коаксиально одна к другой,

40 а радиусы измерительной и возбуждаю- щей обмоток определяются из соотношения ,

5 R,

где гу - магнитная проницаемость исследуемого образца) R, - радиус измерительной обмотки;

R,j, - радиус воз буждающей обмотки, причем измерительная и компенсирую- щая обмотки включены последователь-. но-встречно, а число их витков определяется соотношением WK к1 R

2.

где W| - число витков компенсирующей

обмотки; W - число витков измерительной

.

обмотки.

Изобретение, относится к области анализа материалов путемисследования их магнитных параметров и может быть использовано в системах управления технологическим процессом в обогатительном производстве. В устройстве компенсирующая обмотка 3 размещена непосредственно на возбуждающей обмотке 1 и установлена соосно измерительной обмотке 2, при этом все обмотки расположены коаксиально - друг другу. Расстояния между измерительной 2 и возбуждающей 1 обмотками выбираются из условия R2/R, + Г, где Rj. - радиус возбуждающей обмотки 1; R, - радиус измерительной обмотки 2; |t - магнитная проницаемость исследуемого образца, а число витков WK компенсирующей обмотки 3 равно Wj,, X , где W,- число витков измерительной обмотки 2. Устройство имеет высокую точность определения концентрации магнетита. 1 ил. W со со о СП со сл