Способ ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов в потоке пульпы и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01N29/00 

&

(Л С

сырья. Целью изобретения является ио- вьппение точности контроля за счет обеспечения изменения концентрации и параметров распределения частиц по размерам в измерительном сосуде. Генераторы 1, 2 импульсов посредством излучающих преобразователей 3, 4 фор- мирутот продольные упругие колебания в контролируемой среде, а также волны Лзмба в измерительной пластине 53, соприкасающейся с ней. Прошедшие через контролируемую среду импульсы, принятые прием1и 1ми преобразователями 5, 6, усиливаются логарифмическими усилителями 7, 8. В схеме 34 вычитания определяется разность амплитуд

сигналов, принятых в обоих электроакустических каналах, а в первой схеме 9 деления - частное от деления этой разности на амплитуду сигнала, прошедшего че рез измерительную пластину 53. Через выбранные промежутки времени включается генератор 39, по- средством третьего излучающего преобразователя 40 формирующий мощные ультразвуковые колебания. Во второй схеме 10 деления определяется соотношение вычисленных в первой схеме 9 деления величин без и при воздействии мощных ультразвуковьк колебаний нескольких фиксированных амплитуд. 2 с.п. ф-лы, I ил.

Изобретение относится к технике ультразвукового контроля и может быть использовано в химической, строительной, горноперерабатывающей и смежньк отраслях промышленности для автоматического бесконтактного контроля качественных характеристик сырья и др. I

Целью изобретения является повы-

шение точности контроля за счет обеспечения изменения концентрации и параметров распределения частиц по размерам в измерительном сосуде.

На чертеже представлена схема устройства ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов в потоке пульпы.

Устройство содержит два электро- акустических канала из последовательно соединенных генераторов 1, 2, излучателей 3, 4, приемников 5, 6 и логарифмических усилителей 7, 8, две схемы 9 и 10 деления, блок 11 управ- ления из трех одновибраторов 12, 13, 14 и соединенной с их выходами трех- входовой схемы ИЛИ 15, четыре схемы измерения из последовательно соеди- ненньк линий 16, 17, 18, 19 задержки входньрс электронных ключей 20, 21, 22, 23 амплитудных детекторов 24, 25, 26, 27 и выходных электронных ключей 28, 29, 30, 31, подключенные к выход.чм логарифмических усилителей

..

0

7, 8 два расширителя 32 и 33 импульсов, схему 34 вычитания, входами соединенную с выходами расширителей 32 и 33 импульсов, а выходом - с входом первой схемы 9 деления, выход которой соединен с вторыми входами входных электронных ключей 20-23, последовательно соединенные мультивибратор 35, счетчик 36, дешифратор 37 и четырехвходовую схему ИЛИ 38, канал акустического воздействия из последовательно соединенных генератора 39 и излучателя 40. Блок 11 управления включен между выходами дешифратора 37 и входом генератора 39 канала акустического воздействия. Две линии 41, 42 задержки включены между выходом четырехвходовой схемы ПТИ 38 и входами генераторов 1, 2 электроакустических каналов. Вторая трехвходовая схема ИЛИ 43 соединена с выходами дешифратора 37, одновиб- раторы 44, 45 и 46 включены между выходами дешифратора 37 и вторыми входами выходных электронных ключей 28, 29 и 30, а одновибратор 47 соединен с выходом второй трехвходовой схемы ИЛИ 43 и вторым входом выходного электронного ключа 31, соединенного с входом второй схемы 10 деления, второй вход которой подключен к выходам выходных электронных ключей 28, 29 и 30. Выход второй схемы 10 деления является выходом устройства, Вторые входы амплитудных детекторов 24-27 соединены с выходами дешифратора 37. Излучатель 3 закреплен на волноводе 48, а приемник 5 - на волноводе 49. Волноводы предназначены для введения во внутреннюю полость измерительного сосуда 50. Излучатель 4 и приемник 6 размещены на призмах 51, 52 и закреплены на измерительной пластине 53, предназначенной для размещения на стенке измерительного сосуда 50. Второй вход первой схемы 9 деления соединен с выходом расщирите- ля 33 импульсов.

Сущность изобретения заключается в том, .что измеряют величину отклонения частиц известного размера от установившейся траектории их движения под действием динамических эффектов мощных, ультразвуковых колебаний, т.е изменение концентрации и параметров распределения частиц по размерам в измерительном сосуде. Величина отклонения частиц известного размера ха- рактеризует их удельный вес, а сравнение этой величины с табличными значениями позволяет оценить степень раскрытия полезного компонента, т.е. соотношение пустой породы и искомого минерала в грануле обогащаемого сырья.

Устройство для осуществления способа ультразвукового контроля работает следующим образом.

Мультивибратор 35 вырабатывает пря прямоугольные импульсы, которые подаются на электронный распределитель импульсов, выполненный на счетчике 36 и дешифраторе 37, имеющем восемь выходов. Таким образом, один цикл контроля состоит из восьми тактов. В первом такте импульс с первого выхода дешифратора 37, проходя через четырехвходовую логическую схему ИЛИ 38, линии 41 и 42 задержки запускает генераторы 1 и 2 импульсов. С целью уменьшения взаимного влияния электроакустических трактов время задержки линий 41 и 42 выбирается таким образом, чтобы обеспечить временной сдвиг периодов включения генераторов 1 и 2 импульсов, которые во включенном состоянии вьфабатывают серии высокочастртных электрических колебаний фиксированной длительности. Излучающие преобразователи 3 и 4, например, пьезоэлектрического типа преобразуют электрический сигнал в уп

g 5

0 5 0

д с

5

ругие колебания среды. Излучаю ций Преобразователь 3 посредством волновода 48 излучает ультразвуковые коле- бания в поток пульпы в измерительном сосуде 50 в направлении приемного преобразователя 5, установлезпюго iia волноводе 49. Излучающий преобразователь 4 посредством призмы 51 формирует в измерительной пластине 53 волш- Лэмба, которые, проходя через вторую призму 52, принимаются приемным преобразователем 6.

При распространении ультразвука }з пульпе происходит его поглощение и рассеяние. Причем рассеяние ультразвука значительно превалирует над поглощением в том случае, если размер частиц соизмерим с длиной его волны.

Величина затухания ультразвука высокой частоты при прохождении через поток пульпы от излучающего преобразователя 3 до приемного преобразователя 5 определяется только размером частиц твердой фазы и их концентрацией.

При распространении волн Лэмба в измерительной пластине 53 величина их затухания определяется только концентрацией измельченного материала в пульпе.

Принятые упругие колебания, прошедшие через поток пульпы и по измерительной пластине 53, приемными преобразователями 5 и 6 преобразуются в электрические. Электрические высокочастотные колебания усиливаются в логарифмических усилителях 7 и 8. Поскольку длительность сформиро- ванньсх импульсов мала, в расширителях 32 и 33 импульсов производится ее увеличение без изменения амплитуды.

В схеме 34 вычитания определяется разность логарифмов принятых сигналов, а посредством первой схемы 9 деления вычисляется отношение

дд «с

50

,

где S, - логарифм амплитуды принятого сигнала в первом электроакустическом тракте; Р) - логарифм амплитуды принятого сигнала во втлром г лектро- акустическом тракте.

Величина S характеризует содержание контрольного класса крупности измельченного материала в пульпе.

Импульс с выхода дешифратора 37, проходя через линию 16 задержки, отпирает электронный ключ 20. Время его задержки линией 16 задержки определяется временем распространения сформированных колебаний в контролируемой среде и измерительной пластине 53 и выбирается таким образом, чтобы отпереть злектронный ключ 20 к моменту определения величины S в схеме 9 деления. Амплитудный детектор 24 фиксирует (запоминает) величину S. Второй, третий и четвертый такты контроля осугдествляются аналогично первому, поскольку второй, третий и чет

вертый импульсы с выходов )рато- ра 37 посредством четырехвходовой логической схемы ИЛИ 38 также запускают генераторы 1 и 2 импульсов. Одновременно каждый из этих иьтульсов вюпочает одновибраторы 2, 13 и 14, которые посредством трехвходовой лр- х ическон схемь ИЛИ 15 включают генертор 39, который формирует мощные синусоидальные электрические колебания, преобразуемые излучающим преобразователем 40 в упругие колебания среды.

Вследствие динамич-еских эффектов мощ)ьгх ультразвуковых колебаний (давления и акустических течений) происходит смещение частиц измельченного материала, например руды, в потоке пульпы от излучающего преобразователя 40 в направлении противоположной стенки измерительного сосуда 50, на которой закреплена измерительная . пластина 53.

Смещение частиц измельченного материала приводит к изменению распределения их по размерам и концентраци в области, прилегающей к измерительной пластине 53, а также между волноводами 48 и 49. Величина перераспределения этих параметров для частиц одинаковой крупности, расположенных на фиксированном расстоянии от излучающего преобразователя 4, определяется только их минеральным составом, т.е. удельным весом каждого из компонентов. Крупные частицы одной крупности, размер которых значительно больше размеров содержащихся в них рудных компонентов (вкраплений), имеют примерно одинаковый удельный вес

о10

15

20

25

30

35

.г 924896

и 11О )тому величина смкчцспия ллч luix определяется TIUIIJKO неличипои прило- женпог о воздействия.

Для частиц, измельченных до размера рудных вкраплений, величина смещения пропорциональна удельному весу каждой из них.

В случае импульсного характера воздействия мощных ультразвуковых колебаний степень воздействия динамических эффектов, вызываемых ими, на контролируемую среду зависит от длительности импульса. Длительность импульсов, формируем1 1Х одновибраторами 12, 13 и 14, выбирается таким образом, чтобы величина воздействия мощных ультразвуковых колебаний была достаточной для смещения частиц трех, а в общем случае и большего числа размеров. Вычисленное значение S для каждого случая (s , S , s) через электронные ключи 21-23, отпираемые иг-туяъсами, поступающими с выходов дегиифратора 37 и задержанными линиями 17-19 задержки, подаются на амплитудные детекторы 25-27, которые и фиксируют их амплитуду. Время задержки импульсов линиями 17-19 задержки определяются теми условиями, что и для линии 16 задержки.

Импульсы, поступающие с выходов дешифратора 37, посредством одновиб- раторов 44, 45 и 46 отпирают последовательно электронные ключи 28, 29 и 30. При этом каждый из импульсов с выходов дещифратора 37 посредством второй трехвходовой логической схемы ИЛИ 43 и четвертого одновибратора 47 отпирает электронный ключ 31. Значе40

ния

и

41

и s , S

и

. «. bj , - п ij , I- Q п L; попар но подаются на вторую схему 10 деления, где и вычисляется величина г, характеризующая степень раскрытия полезного компонента

i1

г

-, i I, II, III.

Импульс с выхода дешифратора 37 осуществляет сброс значений, зафиксированных амплитудными детекторами 24- 27, после чего цикл контроля повторяется .

Сравнение вычисленных значений г с эталонными ( , определяемыми методами лабораторного анализа, позволя ет дать числовую характеристику степени раскрытия полезного компонента.

Таким образом, способ ультразвукового контроля и устройство для его осуществления позволяют осуществлять непрерывный контроль этого параметра непосредственно в потоке перерабатываемого сырья без изъятия части его в виде пробы из технологического потока. Это позволяет упростить и ускорить процесс контроля, а также повысить точность определения контролируемого параметра.

Формула изобретения

а контролируемый параметр определяют по соотношению измеренных величин при перераспределении частиц пульпы и до него.

Составитель И

Редактор И. Рыб енко,Техре:дJi epe

Заказ 1887/49 Тираж 847

ВНИИПИ Государственн

по делам изобретен 113035, Москва, Ж-35,

рагщцрптелями ifMпульс:от;, цпдклн-чои- нымп к выходам усилителей каждГ Го электроакустического канала, схемой вычитания, включенной между ныхода и расширителей и входом первой CXBNW деления, выход котороГ соединен с вторыми входами входных электронных ключей, последовательно соединенными

мультивибратором, счетчиком, дешифратором и четырехвходовой схемой И.Ш1, каналом акустического воздействия из последовательно соединенных генератора и излучателя, блок управления

включен между выходом дешифратора и входом генератора канала акустического воздействия и содержит три одно- вибратора, входы которых являются входами блока управления, и соединенную с выходами одновибраторов трех- входовую схему ИЛИ, выход которой является выходом блока управления, двумя линиями задержки, включенными между выходом четырехвходовой схемы ИЛИ и входами генераторов электроакустических каналов, второй трехвходовой схемой ИЛИ, соединенной с выходами дешифратора, четырьмя одновибраторами, три из которых включены между выходами дешифратора и вторыми входами выходных электронных ключей соответствующих схем измерения, четвертый од- новибратор соединен с выходом второй трехвходовой схемы ИЛИ и вторым входом выходного электронного ключа четвертой схемы измерения, соединенного с входом второй схемы деления, второй вход которой подключен к выходам остальных выходных электронных ключей, выход второй схемы деления является выходом устройства, вторые входы амплитудных детекторов соединены с выходами дешифратора, излучатель и приемник одного из электроакустических каналов размещены на измерительной пластине, предназначенной для закрепления на стенке измерительного сосуда, второй вход первой схемы деления соединен с выходом расширителя импульсов этого канала, а усилители

выполнены логарифмическими. дашева

Коррек грр М.11 ароши

Подписное