Г еСЕСОЮЗНАЯInATJ-'SJl-Jn-TPyKUUprj Советский патент 1973 года по МПК G01N27/72 

1

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для определения объемной концентрации ферромагнитного компонента в различных физических средах, в частности магнита в суспензиях, применяемых при обогащении полезных ископаемых.

Известное устройство основано на измерении индуктивности катушки, внутри которой помещается исследуемая среда, и последующем определении параметров среды по измеренной величине индуктивности.

Недостатком этого устройства является значительная погрешность измерений.

Целью изобретения является повыщение точности и быстроты измерений.

Цель достигается благодаря тому, что в устройство введены два вспомогательных генератора памяти, подключенных через электронные ключи и блоки автоматической подстройки частоты к измерительному генератору.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - катушка подмагничивания.

Исследуемая физическая среда помещена в контурную катушку / измерительного генератора 2, который связан с анализатором 3 и электронными ключами 4 к 5. Электронные ключи через блоки автоматической подстройки частоты (АНЧ) б и 7 соединены с запоминающими генераторами 8 к 9, сигнал с которых тоже поступает на анализатор 3.

Работой устройства управляет синхронизатор 10, который связан с анализатором 3, электронными ключами 4 и 5 и блоком подмагничивания. Блок подмагничивания создает

внешнее магнитное поле с помощью катушки 11, конструктивно объединенной с катушкой 1 из.мерительного генератора. Выходом анализатора 3 служит блок индикации 12.

Катушка подмагничивания (см. фиг. 2) состоит из двух полукатушек подмагничивания 13 и 14, размещенных на немагнитном отрезке трубопровода (не показан). Вдоль криволинейной поверхности каркасов 15, 16 располагаются витки, например виток 17. Общая поверхность катушки условно показана линиями 18, 19. Геометрическая форма катушки - оптимальная, чем обеспечивается создание в зазорах меладу полукатущками равномерного поля, перпендикулярного оси трубопровода.

На трубопровод намотана также измерительная катушка 20. Вектор ее поля направлен вдоль оси потока, т. е. подмагничивающее поле оказывает на нее максимальное воздействие. В результате поле в измерительной катушке определяется только магнитной проницаемостью суспензии, протекающей через трубопровод. В свою очередь, магнитная проницаемость определяется величиной подмагничивающего поля, образованного подмагничивающей катушкой.

Работа устройства основана на измерении частоты генератора 2, внутри контурной катушки которого находится исследуемая среда, при трех значениях напряженности внешнего нодмагничивающего поля;

Не, 0, Не, Q, Не, Не, 0.

Это значит, что измерения должны нроизводиться нри стационарном внешнем магнитном поле тогда, когда закончится перемагничивание исследуемой среды и установятся частота генератора и постоянное значение тока через катушки, создаюшее внешнее магнитное поле, которое практически должно иметь вид, изображенный на фиг. 3. Здесь по оси абсцисс отложено время t, а по оси ординат - напряженность магнитного поля в трубопроводе. Отчетливо видны три необходимых для определения концентрации значения напряженности и три момента измерения частоты измерительного генератора. Замеры частоты генератора должны начинаться в моменты времени ti, tz, tz и заканчиваться при том же самом значении поля, при котором эти измерения начались. Если исследуемая среда перемеш,ается, например, по трубопроводу, как это чаш;е всего бывает в ходе технологических процессов, то во избежание значительной динамической погрешности при изменении объемной концентрации ферромагнитного компонента в потоке вешества применяется сложная аппаратура для измерения частоты измерительного генератора с целью ускорения измерений. Это равносильно сокраш,енню длительности импульсов подмагннчивания (точнее, их плоской вершины).

Однако далее при работе с неподвижными исследуемыми средами необходимость создания двухступенчатого импульса внешнего подмагннчиваюш,его поля с плоскими вершинами значительной протяженности затрудняет разработку блока подмагничивания.

В предлагаемом устройстве для измерения объемной концентрации ферромагнитного компонента указанные трудности практически устранены благодаря тому, что второе /2 н третье /3 значения частоты измерительного генератора получают в результате измерения частоты не основного измерительного генератора, а связанных с ним системой автоматической подстройки частоты двух вспомогательных генераторов, которые выполняют функцию запоминаюш,его устройства, сохраняющего значения частоты f2 и /3 измерительного генератора в течение времени, сушественно большего длительности импульсов внешнего подмагничнваюшего поля Не.

При замкнутых электронных ключах 4 и 5 блоки автоматической подстройки частоты 6 и 7 поддерживают частоту запоминаюш,их генераторов S и 9 равной частоте измерительного генератора 2. Если при разомкнутых электронных ключах 4 и 5 обеспечить большую постоянную времени во входной цепи блоков АПЧ

б И 7, то запоминаюш,ие генераторы S и 9 в течение длительного времени оудут сохранять значение частоты, которое они имели в момент размыкания электронных ключей. Работает устройство следующим образом.

По сигналу синхронизатора W в момент времени 1 (фиг. 3) начинается измерение частоты измерительного генератора 2 анализатором 3, которое заканчивается к моменту времени /2В момент времени tz по сигналу синхронизатора 10 размыкается электронный ключ 4, вследствие чего резко возрастает постоянная времени во входной цепи блока автоматической подстройки частоты 6 и фиксируется частота запоминаюш,его генератора 8. В момент времени t по сигналу синхронизатора 10 размыкается электронный ключ 5, что приводит к фиксации частоты запоминающего генератора 9. Кроме того, по сигналу синхронизатора

0 в момент времени tz блок подмагничивания катушкой 11 обеспечивает внешнее подмагничивающее поле Не, (фиг. 3), и в момент времени /3 подмагничивающее поле Не, воздействует на исследуемую среду, в результате чего изменяется частота измерительного генератора.

Таким образом, из-за влияния внешнего подмагничивающего поля получают различные измерительные значения частоты /ь fa и /з

Частота запоминающих генераторов 8 и 9 измеряется анализатором 3, причем поскольку частоты фиксируются на длительное время и не зависят от длительности плоских вершин импульсов внешнего подмагничивающего поля

и скорости перемещения исследуемой среды,

измерение этих частот не лимитировано во

времени и может быть произведено обычным

низкочастотным счетчиком.

Таким образом, в анализатор поступает информация по трем каналам, которая обрабатывается в вычислительном устройстве анализатора, а результат вычисления вводится либо в блок индикации 12, либо в систему авторегулирования.

Описанное устройство может быть выполнено из стандартных серийно изготавливаемых элементов и узлов. Оно может быть применено для измерения магнитных свойств суспензий и сухих смесей в геологии, абразивной,

алмазодобывающей промышленности, в промышленности стройматериалов, а также в угольной и горнорудной промышленности и т. д.

Предмет изобретения

Устройство для определения объемной концентрации ферромагнитного компонента в движущихся средах, содержащее измерительную катушку, размещенную на магнитном трубопроводе и включенную на вход измерительного генератора, подмагничивающую катушку с генератором импульсов подмагничивания, выполненную в виде двух полукатушек, плоскости витков которых преобразованы в криволинейные поверхности, эквидистантные кривизне поверхности трубопровода, блок подмагничивания, блок синхронизации, анализатор и блок сигнализации, отличающееся тем, что, с

целью повышения точности и ускорения про- з нератору.

цесса измерения, в него введены два вспомогательных генератора памяти, подключенных через электронные ключи и блоки автоматической подстройки частоты к измерительному геисс/1едцег1вя среда

г4

12

1