Способ гранулометрического анализа тонкоизмельченных диэлектрических материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к исследованию физических свойств веществ, а именно к способам гранулометрического анализа диэлектрических тонкодисперсных материалов, и может быть использовано для получения кривой распределения частиц непрокаленных нефтяных коксов тонкого помола по классам крупности (по размерам) и измерения среднего диаметра этих частиц в электродном производстве, а также в угольной, энергетической, химической, горно-рудной отраслях промышленности.

Цель изобретения - сокращение времени анализа. -I

На фиг. 1 изображена картина протекания токов через промежутки эластичной контактной поверхности; на фиг. 2 - устройство для определения распределения частиц тонкоиэмельченных непрокаленных коксов (с диаметром менее 0,11 мм), реализующее предлагаемый способ; на Лиг.З - гистограмма электрических сопротивлений контролируемых участков эластичной подложки, являющаяся и гистограммой распределения частиц контролируемого материала по размерам (сплошная линия - в этом случае по оси абсцисс dc. ), рассчитанные интервалы размеров частиц по размерам, полученным микроскопическим методом (штриховая линия).

%

СО

со

Пример картины протекания токов через промежутки 1 эластичной контактной поверхности 2, деформированные частицами 3 контролируемого материала и находящиеся между участками этой поверхности 2, соприкасающимися с токо- подводящими контактами 4, которые соединены с измерительным прибором представлена на фиг. 1.

Частицы 3 контролируемого материала расположены на неэластичной опорной контактной поверхности 5, выполненной из диэлектрического материала. Картина, показанная на фиг. 1, иллюстрирует принцип работы устройства для реализации способа, изображенного на фиг, 2 и состоящего из датчика 6, имеющего п-е число контактов 4 (щу- пов) (л данном случае ), соединенных с помощью проводников 7 с разъемом 8, эластичной проводящей поверхности 2 (электропроводящей резины), опорной контактной диэлектрической поверхности 5, основания 9, прижимного элемента 10 и измерительной схемы 11, соединенной по входам с контактами 12 разъема 8, а по выходу - с вычислительным устройством 13, к выхо- ду которого может быть подключено регистрирующее и показывающее устройство (например, осциллограф или дисплей) .

Способ осуществляется следующим об разом.

Контролируемый тонкоизмельченный диэлектрический материал монослойно располагается на опорной контактной поверхности 5 одним из известных спо- сов (например, встряской). Далее при помощи прижимного элемента 10 с определенным усилием (зависящим от толщины и модуля упругости эластичной контактной поверхности и подбираемым экспериментально) сжимают контактные поверхности 2 и 5 (при этом эластичная поверхность деформируется) и измеряют при помощи измерительной схемы 11 электрические сопротивления между соседними участками эластичной электропроводящей поверхности 2.

Так как эластичная контактная поверхность 2 выполнена иэ материала, обладающего тензорезистивным эффектом, то удельное (объемное) электросопротивление деформированных промежутков 1 зависит от степени деформации, которая в свою очередь, опре

5 0 5 0

0 5

0

5

деляется размером частиц 3, вызывающих деформацию.

Рассмотрим, например, сопротивление между точками а и b (Rat)

и„Ь(р-) -ab, (1)

где f - удельное сопротивление материала до деформации; dj - изменение удельного сопротивления материала, вызванное деформацией;

ib - длина отрезка, на котором измеряется сопротивление. Из выражения для коэффициента тен- зочувствительности fp

с &f

где с. - - относительное изменение удельного сопротивления;

с al

CJ-T- - относительное изменение

толщины материала (1 - толщина материала до деформации;

Л1 - изменение толщины материала, вызванное деформацией) , найдем Јj

КРЛ1 4f -{или поскольку (фиг. 1, г - радиус частицы 3, вызвавшей деформацию) , то

л« КЈ2г Лр -Ј-Подставив выражение для др и (1):

2 К (1- г

Обозначая p-ab Roafc, т.е. сопротивление между точками а и b (между соседними контактами 4) в случае, еспи этот участок не деформирован, получаем

01/

R«b KoabO- f Г)(2)

т.е. (r).

Сигналы с выхода измерительной схемы 11 поступают на вычислительное устройство 13, которое определяет гистограмму распределения частиц . контролируемого материала по размерам и средний размер частиц, выполняя следующие операции:

вычисляет количество сигналов, соответствующих измеряемым сопротивлениям, значения которых попали в заданные интервалы (от К, до R 4, от Кг

ДО R

R,,..., от До IIJ;

К. до R-,

щ 1 m

вычисляет общее количество сигналов, соответствующих измеряемым сопротивлениям, значения которых попали в интервал от к, до Кр,;

находит отношения каждого количества сигналов, соответствующих измеряемым сопротивлениям, значения которых попали в один из заданных интервалов, к общему количеству сигналов, соответствующих измеряемым сопротивлениям, значения которых попали в интервал от R., до Um, т.е. определяет относительные групповые частоты гистограмм распределения измеряемых сопротивлений, являющихся и относительными групповыми частотами гистограммы распределения частиц по размерам;

используя уравнение (2), в котором величины R,l и К заданы, вычисляет границы интерпалов распределения частиц по размерам HKoc,b-U,)

г -ж;7ь

15433016

отвычисляет среднее значение измеренных сопротивлений;

получив среднее значение измеренных сопротивлений 1 ср, используя вы- (3), вычисляет средний размер

ражение част иц

HuoaV)-ucp)

10

СР 2KU

О

15

20

25

(3)

Формула изобретения

Способ гранупометрического анализа тонкоизмельченных диэлектрических материалов, заключающийся в том, что частицы располагают монослойно между двумя контактными поверхностями, одна из которых эластична, и сжим;-,ют поверхности с заданным усилием, о т - л и ч а ю щ и и с я тем, то, с целью сокращения времени анализа, измеряют э тектрич ткое сопротивление между соседними участками эластичной контактной поверхности, определяют ,гистограмму распределения электрического сопротивления между соседними участками эластичной контактной поверхности и по гистограмме судят о кривой распределения частиц по размерам, причем эластичная контактная поверхность выполнена из электропроводящего материала, обладающего теп- зорезистивным эффектом, а неэластичная контактная поверхность выполнена из диэлектрического материала.

запоминает, выдает на регистрирующее и показывающее устройство гистограмму распределения частиц контролируемого материала по размерам, у которой относительные групповые частоты равны относительным групповым частотам гистограмм распределения измеряемых сопротивлений, а границы интервалов вычислены по формуле (3);

ных сопротивлений 1 ср, используя вы- (3), вычисляет средний размер

ражение част иц

HuoaV)-ucp)

10

СР 2KU

О

Формула изобретения

Способ гранупометрического анализа тонкоизмельченных диэлектрических материалов, заключающийся в том, что частицы располагают монослойно между двумя контактными поверхностями, одна из которых эластична, и сжим;-,ют поверхности с заданным усилием, о т - л и ч а ю щ и и с я тем, то, с целью сокращения времени анализа, измеряют э тектрич ткое сопротивление между соседними участками эластичной контактной поверхности, определяют ,гистограмму распределения электрического сопротивления между соседними участками эластичной контактной поверхности и по гистограмме судят о кривой распределения частиц по размерам, причем эластичная контактная поверхность выполнена из электропроводящего материала, обладающего теп- зорезистивным эффектом, а неэластичная контактная поверхность выполнена из диэлектрического материала.

Изобретение может быть использовано для получения кривой распределения частиц непрокаленных коксов тонкого помола по классам крупности и измерения среднего размера частиц в электродном производстве. Цель изобретения - сокращение времени анализа. Между двумя контактными поверхностями, одна из которых электропроводная и выполнена из эластичного материала с тензорезистивным эффектом, располагают монослой контролируемого материала. Сжимают поверхности с определенным усилием, измеряют электрическое сопротивление между отдельными соседними участками эластичной поверхности, определяют гистограмму распределения измеренных электросопротивлений и по ней судят о распределении частиц по размерам. Средний размер частиц определяют по среднему значению измеренных электросопротивлений. 3 ил.

К измерительной схеме

J

I

| o.is

I.

На регистрирующее и показывающее устройство

Фиа.2

-i

L,

sSIS 10 15 Ц 2S

JLjnjL

ИШв/7 O.SS №5 фигЭ

Редактор М.Недолуженко

dcp.MM

Составитель М.Рогачев

Техред М.Ходанич Корректор В.Гирняк