Устройство для измерения порозности кипящих порошкообразных сред Советский патент 1988 года по МПК G01N15/08 

со

О5

00

со

Изобретение относится к технической физике, и может быть использовано для измерения порозности порошкообразных сред в химической, энергетической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения порозности кипящих порошкообразных сред; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (высокочастотного резонансного датчика); на фиг. 3 - экспериментальные зависимости диэлектрической проницаемости . от порозности .

Устройство состоит из резонансного датчика 1 в виде отрезка длинной линии, автогенератора 2, делителя 3, квадратора 4, умножителя 5, сумматора 6, трех блоков памяти 7, 8 9, регистрирующего прибора 10, причем выкод автогенератора 2 подключен к первому входу первого делителя 3, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора 6, а выход - через квадратор 4 с первым входом умножителя 5, второй вход кото- рог о подключен к выходу второго блока памяти 7, а выход к первому входу сумматора 6, второй вход которого подключен к выходу третьего блока памяти 9, при этом выход сумматора 6 соединен с регистрирующим прибором 10

Устройство работает следующим образом.

В кипящий слой порошкообразного материала вводится резонансный датчик 1, выполненный, например, в виде центрального стержня с расположенными концентрично по радиусу дополнительными заземленными стержнями. Центральный стержень подключен к автогенератору 2. Изменение порозности кипящего слоя определяют по изменению его диэлектрической проницаемости С. Выходной сигнал резонансного датчика связан с при условии заполнения последнего контролируемой средой, следующим образом:

10/0)1/У,

(О

где U) и Ыо резонансные частоты резонансного датчика соответственно заполненного и незаполненного контролируемой средЪй.

Для определения связи с пороз- ностью кипящей порошкообразной среды были проведены эксперименты

на трех типах материалов: металлических порошках, покрытых окисной пленкой; углеродистых порошкообразных частицах (угольные частицы); шамоте (размеры 3 и 5 мм).

В качестве ожижающего агента использовался аргон технический для :; алюминиевых и углеродистых порошкообразных сред (для исключения возможности самовозгорания), а для Шамотных частиц - воздух. Диэлектрическая проницаемость определялась согласно выражению (1) с использованием информации об и), измеряемых

частотомером. Порозность определялась согласно выражению

F 1 - - fr

25

где Р и р - соответственно плотности кипящего слоя и материала частиц.

Из полученных экспериментальных данных построены характеристики (фиг. 3), которые приближенно можно 30 представить в виде

35 где b - экспериментальный коэффициент, зависящий от электрофизических свойств материала частиц. Отсюда

40

Г

1(2)

Цосле подстановки экспериментального соотношения (2) в (1) получаем

45

U)/U)(, 1 /

Li

b

Согласно полученному выражению с использованием впервые найденных экспериментальных зависимостей f()

построен функциональный преобразователь устройства, реализующего задачу определения порозности по выходному сигналу автогенератора с повышенной точностью по сравнению с известными

устройствами, так как оно позволяет измерять абсолютное значение порозности кипящих порошкообразных сред с коррекцией на изменение электрофизических свойств материала среды.

Формула изобретения

Устройство для измерения порознос- ти кипящих порошкообразных сред, содержащее резонансный датчик в виде отрезка длинной линии, соединенный с автогенератором, и -регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, функциональный преобразователь выполнен в виде делителя, квадратора, умножителя, сумматора, трех блоков памяти, причем выход автогенератора, подключен к первому входу делителя, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, а выход через квадратор - с первым входом умножителя, второй вход которого подключен к выходу второго блока памяти, а выход - к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу третьего блока памяти, при этом выход сумматора соединен с регистрирующим прибором.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для измерения порозности порошкообразных сред в химической, энергетической и других отраслях промышлен- ности. Целью изобретения является повышение точности измерений. В кипящий слой порошкообразного материала вводится резонансньй датчик, выпол- ненньй в виде центрального стержня, подключенного к автогенератору. Изменение порозности кипящего слоя определяют по изменению его диэлектрической проницаемости. Порозность определяют согласно выражению ., .где РУ и р - соответственно плотности кипящего слоя и материала частиц. 3 ип. с S (Л

в о „000 о о о о

. Г

фиг. 2

075 f J,0