Устройство для определения содержания магнитной фракции в рудах Советский патент 1989 года по МПК G01N27/72 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения содержания магнетита в рудах и.продуктах обого- щения руд черных металлов.

Целью изобретения является повышение производительности определения содержания магнитной фракции за счет автоматизации процесса измерения силы, действующей на пробу в неоднородном магнитном поле.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства} на фиг.2, 3 - схема блока управления и реверсивного привода.

Устройство (фиг.1) содержит магниты 1, соединенные ярмом 2, образующие магнитную систему, двигатель 3 постоянного тока с независимым возбуждением, контейнер 4 для анализируемой пробы, установленный на одном конце немагнитного рычага 5, на другом конце которого закреплен противовес 6.

Датчик положения рычага выполнен в виде геркона-7, управляемого магнитом 8, закрепленным на рычаге 5. Вал двигателя 3 соединен с. рычагом 5, а сам двигатель 3 установлен на поворотной платформе 9, снабженной реверсивным приводом 10. Пространство между магнитами 1 является рабочим зазором 11.

Устройство включает также генератор 12 импульсов, блок 13 управления, электронные ключи 14, 15, генераторы 16, 17 линейно изменяющегося напряжения, аналоговые сумматоры 18, 19 источник 20 опорного напряжения, управляемый стабилизато.р 21 тока, блок 22 деления и регистрирующий прибор 23, концевые выключатели 24, 25 (платформы 9). Стабилизатор 21 и двигатель 3 образуют преобразовател силы.

Блок 13 (фиг.2) содержит.кнопки 26-28Г, ключи (транзистора) 29-34, элементы И-НЕ 35-40, триггеры 41-45 элементы И-НЕ 46, 47, генератор 48 импульсов, транзисторы 49, 50, реле 51 с контактом 52, транзисторы 53, 54, реле 55 с контактом 56 и резисторы 57-82.

Привод 10 вкпючает двигатель 83 с обмотками 84, 85 управления и кон денсатором 86,

Работу устройства можно разбить на три этапа.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

На первом этапе (перед началом измерений) происходит компенсация массы контейнера 4. По команде оператора с выхода..(1) блока 13 подается сигнал на привод 10 поворотной платформы 9, по которому платформа 9 устанавливается в такое положение, при котором контейнер 4 займет положение вне зазора 11 . Одновременно с выходов (2) и (5) блока 13 подается сигнал на установочные входы генераторов 16 17, по которому на выходах генераторов 16, 17 устанавливается напряже ние, равное нулю. С помощью противовеса 6 проводится грубая компенсация массы контейнера 4 таким образом, , чтобы рычаг 5 установился в положение, предшествующее срабатыванию датчика 7,

По второй команде оператора на выходах (2) и (5) блока 13 дублируется сигнал установки нуля выходных напряжений генераторов 16 и 17, а с выходов (3) и (4) блока 13 подаются сигналы ЛОГ. 1 на управляющие входы электронных ключей 14 и 15, по которым они открываются. Импульсы, поступающие на входы (2) ключей 14 и 15 с выхода генератора 12 поступают на тактовые входы (2) генераторов 16 и 17. На выходах генераторов 16, 17 формируется линейно возрастающее напряжение. С выхода генератора 16 поступает на вход стабилизатора 21, к выходу которого подключена якорная обмотка двигателя 3. Под воздействием линейно возрастающего напряжения генератора И 6 ток нагрузки стабилизатора 21, т. е. ток в якорной обмотке двигателя 3, возрастает, в результате чего увеличивается вращающий момент на валу двигателя 3 и он поворачивает рычаг 5. При достижении рычагом 5 заданного положения под действием магнита 8 происходит срабатывание геркона 7 и на первый вход блока 13 поступает сигнал окончания измерения по которому на его выходах (3) и (4) формируются сигналы лог. О, запрещающие прохождение импульсов с генератора 12 через ключи 14 и 15 на входы (2) генераторов 16-и 17. При этом формирование линейно возрастающего напряжения прекращается. Стабилизатор 21 переходит в режим стабилизации тока. На выходах генераторов 16 и 17 устанавливается значение напряжения.

пропорциональное .массе контейнера 4 С выхода генератора 17 напряжение поступает на вход (1) сумматора 19. Изменением выходного напряжения регулируемого источника 20 проиизво- . дится точная компенсация сигнала пропорционального массе контейнера 4 (на входе (2) сумматора 19 устаналивается такое значение напряжения, при котором его выходное напряжение равно нулю). Первый этап может осуществляться однократно.

На втором этапе проводится измерение и запоминание сигнала, пропер- ционального массе пробы. Для этого оператором повторно подается команда по которой на выходе (1) блока 13 формируется сигнал, поступающий на вход привода 10,по которому платформа устанавливается в исходное положение - контейнер 4 находится вне зазора 11. Одновременно с выходов (2) и (5) блока 13 подается сигнал на входы установки генераторов 16 и 17, по которому на их выходах устанавлива-. ется напряжение, равное нулю. В контейнер 4 загружается анализируемая проба.

Дальнейшая работа происходит так же, как и на первом этапе: от момента подачи второй команды до перехода стабилизатора 21 в реясим стабилизации тока. При этом на выходе генератора 16 и 17 устанавливается значение напряжения, пропорциональное суммарной массе пробы и контейнера 4 а на выходе сумматора 19 - напряжение, пропорциональное только массе пробы, так как напряжение, пропор- циональное массе контейнера 4, скомпенсирована на первом этапе работы устройства.

На третьем этапе работы проводитс определение сигнала, пропорционального силе, действующей на пробу в магнитном поле магнитов 1.

По команде оператора на выходе (2) блока 13 формируется сигнал, по которому выходное напряжение генератора 16 принимает значение, равное нулю. Одновременно с выхода (1) блока 13 поступает сигнал на привод 10, по которому поворотная платформа 9 принимает такое положение, при котором контейнер 4 с пробой займет по- ложение в зазоре 11 магнитной системы. После этого на выходе (3) блока 13 формируется сигнал лог. П,

по которому импульсы с генератора 12 через электронный ключ 14 поступают на тактовый вход генератора 16 на выходе которого формируется линейно возрастающее напряжение, постпающее на вход стабилизатора 21, Дальнейшая работа устройства происхдит аналогично первому этапу до момента перехода.стабилизатора 21 в режим стабилизации тока. При этом на выходе генератора 16 устанавливается напряжение, пропорциональное сумме масс пробы и контейнера 4 у силе, действующей на магнитную фракцию пробы в неоднородном магнитном поле, которое поступает на первый вход сумматора 18. На вход (2) сумматора 18 поступает напряжение с выхода генератора 17, пропорциональное сумме масс пробы и контейнера 4 На выходе сумматора 18 возникает напряжение, пропорциональное разности напряжений, подаваемых на входы (1). и (2). Выходное напряжение сумматора 18, пропорциональное только силе, действующей на магнитную фракцию пробы в неоднородном магнитном поле, поступает на вход (1) делителя 22, на вход (2) которого подается напряжение с выхода сумматора 19, пропорциональное массе пробы. На выходе делителя 22 возникает напряжение, пропорциональное удельной силе, действующей на магнитную фракцию пробы ,в неоднородном магнитном поле,т.е. удельному содержанию магнитной фракции в анализируемой пробе, которое регистрируется прибором 23.

Оператор подает команды кнопками 26-28. Выключатели 24 и 25 прекращают движение платформы в обоих направлениях при достижении заданного положения.

Блок 13 работает следующим обраг зом.

В исходном положении на коллекто pax транзисторов 29-34 присутствует положительньш потенциал лог. 1.

По первой команде оператора -(кратковременно- замыкается кнопка 26) на коллекторе транзистора 29 формируется отрицательный импульс, который поступает на вход (5) блока 13, через элементы 35, 36 на выход (2) блока 13, через элементы 39, 40 на входы установки нуля триггеров 41, 42,на выходах которых (т. е. на

5

выходах (4) и (3) блока 13) устанавливается уровень лог. О.

По второй команде оператора (кратковременно замыкается кнопка 27) на коллекторе транзистора 30 формируетс импульс,который поступает на второй вход триггера 41 и через элементы 37, 38 на второй вход триггера 42. На выходах триггеров 41, 42 устанавлиII t и

1

ваются уровни лог. 1, которые поступают на выходы (4) и (3) блока 13. При срабатывании (замыкании) герко- на 7 импульс с выхода транзистора 32 через элементы 39, 40 поступает на входы триггеров 41, 42 и на их выходах устанавливается уровень лог. О.

По третьей команде оператора (кратковременно замыкается кнопка 28 на выходе транзистора 31 формируется импульс, который через элементы 35, 36 поступает на выход (2) блока 13, а также на вход установки единицы триггера 43.

Триггер 43, элементы 46, 47 и генератор 48 образуют формирователь импульсов. При наличии хотя бы на одном входе элемента 47 лог. О, на его выходе будет присутствовать уровень лог, 1. При совпадении на входах элемента 47 уровней лог. 1 на его выходе формируется перепад 1-0,который через элементы 37, 38 поступает на вход установки единицы триггера 42.. На его выходе устанавливается уровень лог. 1, который поступает на выход (3) блока 13 и вход элемента 46. С генератора 48 через элемент 46 импульсы поступают ма вход установки нуля триггера 43. По первому импульсу на выходе триггера 43 устанавливается уровень лог. О, а на выходе элемента 47 - уровень лог. 1. Формирование импульса на выходе элемента 47 происходит от момента появления уровня лог. I на его входе (3) до момента появления уровня лог. О на входе (2).

.Формирование сигнала на выходе ( блока 13 для управления приводом 10 (фиг.З) поворотной платформы 9 осуществляется следующим образом. При замыкании кнопки 26 импульс с коллетора транзистора 29 поступает на вход установки единицы триггера 45. На его выходе устанавливается уровень лог. 1, вследствие чего от

5

5

0

0

35

крываются транзисторы (53, 54) и срабатывает реле 55. Замыкается контакт 56 и по линии А-В выхода (1) блока 13 подается питание на вход АВ привода 10 поворотной платформы 9 (фиг. 3) ...Платформа поворачивается и по. достижении заданного положения замыкается концевой выключатель 25, на коллекторе транзистора 34 и на выходе триггера 45 устанавливаются уровни лог. О, транзисторы 53, 54 закрываются, контакт 56 реле 55 размыкается, питание привода 10 (фиг. 3) отключается. Проба выведена из магнитного поля.

При замыкании кнопки 28 процесс происходит аналогично по цепочке: коллектор транзи стора 31 - вход (2), выход (1) триггера 44 - транзисторы 49, 50 - реле 51 - контакт 52 - лип ния А-Б выхода (1) блока 13 - выход АБ привода 10 (фиг. 3) - концевой выключатель 24 - транзистор 33 - вход (1), выход (1) триггера 44. Питание привода отключается. Проба введена в магнитное поле.

При появлении уровня лог. О на выходе (1) триггера 44, на его выходе (2) устанавливается уровень лог. 1, по которому формируется импульс на выходе элемента И-НЕ 47, приводящий через элементы 37, 38 триггер 42 в состояние лог. 1. По окончании измерений в магнитном поле замыкается контакт геркона 7. Происходит установка лог. О на выходе триггера 42, т. е. на выходе (3) блока 13. Процесс измерения закончен. Производится отсчет показаний регистрирующего прибора.

Формула

3 обретения

Устройство для определения содерания магнитной фракции в рудах, содержащее.магнитную систему с рабочим зазором, преобразователь силы, рычаг, на котором размещен контейнер, датчик положения рычага, регистрирующий прибор и генератор линейно изменяющегося напряжения, вы- хлд которого соединен с входом преобразователя силы, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно,снабжено платформой с реверсивным приводом и двумя концевыми выключателями,вторым генератором лйиейно изменяющегося напряжения, двумя сумматорами, блоком деления, источником опорного напряжения, двумя ключами, блоком управления и генератором импульсов, при этом выход генератора импульсов соединен с входами обоих ключей, выходы которых соединены с тактовыми входами соответствующих генераторов линейно изменяющегося напряжения, выходы которых соединены с первыми входами сумматоров, выходы которых соединены-с входами блока деления, выход которого соединен с входом регистрирующего прибора, причем выход второго генератора линейно изменяющегося напряжения соединен,с вторым входом первого сумматора, второй вход второго сумматора соединен с выходом источника опорного напряжения, выход датчика положения рычага соединен с первым входом блока управления, выходы которого соединены соответственно с установочными входами обоих генераторов линейно изменяющегося напряжения, ререрсивного привода платформы и обоих ключей, а второй третий входы блока управления соединены с концевыми выключателями платформы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что преобраэо- ватель силы выполнен в виде последовательно соединенных управляемого стабилизатора тока и двигателя постоянного тока с независимым возбуждением,

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить производительность определения содержания магнитной фракции, точность и прои:зводительность измерений. Устройство состоит из магнитов 1, двигателя 3 постоянного тока, немагнитного рычага 5, укрепленного на оси ff /л S двигателя 3, На одном конце немагнит ного рычага 5 закреплен контейнер 4 для анализируемой пробы, на другом - противовес 6, Датчик 7 положения рычага 5 представляет собой геркон, управляемьш магнитом 8., закрепленным на рычаге 5, Якорь двигателя 3 подключен к выходу блока 13 управления. С помощью противовеса 6 и регулируемого источника 20 опорного напряжения производится компенсация массы контейнера 4, С помощью генератора 16 и 17 линейно изменяющегося напряжения и блока 13 управления производится автоматическое определение и запоминание массы пробы. Блок 13 управления, генераторы 16 и 17 линейно изменяющегося напряжения, аналоговые сумматоры 18, 19 и блок 22 деления проводят измерение силы притяжения пробы в магнитном поле и определяют удельное содержание магнитной фракции путем деления значения измеренной силы притяжения пробы в магнитном поле на значение массы, 1 3, п. ф-лы, 3 ил. & (Л а со ю Феег.

Фи.2

НаЮ

Haf3

(JJue. 3