Устройство автоматического контроля основных характеристик твердого в пульпе Советский патент 1980 года по МПК G01N29/00 

(54) УС ТРОЙСТВО ДёТОМАТИЧЕСКОГО: КОНТРОЛЯ основных ХАРАКТЕРИСТИК ТБЁРЙОГб

- ... - г В ПУЛЬПЕ

Подключена схема определения модуля реальной производной сигнала ошибки, при1ем выход первого фильтра со динен через задающий элемент с вторым входом элемента сравнения.

На фиг, 1 изображена структурная схема устройства автоматического контроля основных характеристик твердого в пульпе; на фиг. 2 - структурная схема блока оценки динамических свойств твердого в -пульпе.

Устройство содержит три идентичных электронных блока, представляющих собой каналы формирования, излучения и приема ультразвуковых колебаний. Первый канал, включающий последовательно соединенные генерато 1, усилитель 2 мощности и излучающий элемент 3, а также приемный элемент 4, подключенный на вход приемника 5, соединенного с одним из входов схемы 6 деления настроен на низкую частоту ульсгразвуковых колебаний и используется для определения процентного содержания твердого в пульпе. Второй канал, включайщий послед;овательно соединенные генератор 7,усилитель 8 мощности и излучающий элемент 9,а также приемный элемент 10,подключенный на вход приемника 11, соединеного с вторым входом схемы б деления настроен на высокую частоту ультразвуковых колебаний, длина волны которых соизмерима с размсэром частиц контролируемого класса крупности, используется для определения гранулометрического состава твердого в пульпе. Третий канал, включающий последовательно соединенные генератор 12, усилитель 13 мощности и излучающий элемент 14, а также приемный элемент 15, подключенный на вход приемника 16, соединенного с одним из входов схемы 17 деления, второй вход которой подключен к приемнику 5 первого кана:г1а, используется для определения концентрации газовых пузырьков в -пульпе. Схемы б и 17 деления и соединены со схемой вычитания 18, выход которой подключен к первому входу а, а через блок 19 дифференцирования - к второ 4у входу в V блока 20 оценки динамических свойств. Твердого в пульпе. Блок 20 оценки динамических свойств твердого в пульпе содержит 21 сравнения, соединенньй с задающим элементом 22 и схемой 23 определения модуля сигнала ошибки, которая подключена к фильтру 24, соединенному с задающим элементом 22 и первымВХОДОМ схемы 25 деления, а также схему 26 опр еделения модуля реальной производной сигнала ошибки, которая через -фильтр 27, подключена к второму входу схемы 25 деления.

714270

Устройство автоматичёского контроля работает следующим образом.

Генераторы 1, 7, 12 вырабатывают синусоидальные колебания фиксированных частот, которые усиливаются уСи5 лителями мощности 2, 8, 13 и преобразуются в механические колебания пьеэоэлементами 3, 9, 14. При прохождении ультразвуковых колебаний через пульпу, вследствие пог лощения, обусловленного вязкостью и теплопроводностью

среды имеет место ослабление амплитуды принимаемого сигнала в соответствии с выражением

- где А о - амплитуда колебаний, излучаемых пьезоэлементами 3, 9, 14; А - амплитуда колебаний принятых

пьезоэлементами 4, 10, 15; % - расстояние между Пьезоэлемеятами;

dv - коэффициент затухания. Величина полного затихания d может быть представлена в виде двух Ьлагаемых .

( .

ck-f ii,f), где п - количество частиц на единицу

объема пульпы; г - радиус частиц.

, 4 Г-

-()

:

(I).

Cij

f - частота;

С - скорость звука в данной среде; Р - плотность среды; коэффициент вязкости среды; коэффициент теплопроводности;

.отношение теплоемкости при

-с: постоянном давлении Ср к теплоемкости при постоянном объеме Су.

Величина (k не зависит от изменяющихся параметров среды температуры t, солености S и давления,.а в выражение для tk (1) входит скорость ультразвука в среде в третьей степени (С) , которая является функцией перечисйенных параметров

C-fj(t,S,d), где d - глубина погружения пьезоэлементов.

Для компенсации изменения те мпературы, солености и давления вычисляется относительная величина

.c e(VVK) (2)

где А и А Y - амплитуды сигналов принятых пьезоэлементами 4 и 10 первого и второго каналов

,-f

Для )лучения су , принятые пьезоэлементами 4 и 10 сигналы усиливаются приемниками 5, 11 и подаются на схему давления б, осуществляющую их деление в соответствии с выражением (2).

Третий канал настраивается на резонансную частоту газовых пузырьков

б,в

где d - диаметр пузырьков.

Сигнал, амплитуда которого пропорциональна содержанию газовых пузырьков в пульпе, принимается приемным пьезоэлементом 15, -усиливается приемникЬм 16 и совместно с сигнало первого канала подается на схему

17Деления, Физический смысл сигнала на выходе схемы 6 деления объемная концентрация частиц контролируемого класса крупности и газовых пузырьков в взвесях в пульп а на выходе схемы деления 17 - объеная концентрация газовых пузырьков

во взвесях в пульпе. Схема 18 вычитания осуществляет вычитание этих сигналов. Получаемая разность & , пропорциональная содержанию частиц твердого контролируемого класса круности. Система определяет содержан контролируемого класса крупности по эффективной площади сечения гранул твердого в пульпе. Чем меньше ведичина зерен полезного компонента/ (мельче вкрапленность), тем ближе к сферической форме гранулы измельченной руды.контролируемого класса. Крупновкрапленная рУДа характеризут ется ярко выраженной несимметричностью гранул, ввиду чего при по-, падании их в плоскость контроля меняется дисперсия и резко увеличивается скорость изменения сигнала на выходе схемы 18 вычитания. Таким образом,вкрапленность полезного компонента определяет динамические свойства твердого в пульпе. Для определения характера вкрапленности полезного компонента сигнал со схемы 18 вычитания подается на элемент 21 сравнения (первый вход блока 20 оценки динамических сбойств твердого в пульпе), где сравнивается с базовым значением, устанавливаемым задающим элементом 22. Сигнал ошибки, т.е. разность между текущим и базовым значениями содержания контролируемого класса крупности твердого в пульпе, поступает на схему определения модуля- сигнала ошибки 23. Фильтр 24 за выбранные промежутки времени оценивает максимальное значение модуля ошибки с .Одновременно сигнал со схемы

18вычитания поступает на вход блока 19 дифференцирования. Производная сигнала по времени подается

на схему 26 определения модуля реальной производной сигнала ошибки (второй вход блока оценки динакшческих свойств твердого в пульпе). Фильтр 27 за выбранные промежутки времени оценивает максимальное зйачечие модуля реа. производной .сигjfff

нала ошибки Х. Величины с и X по даются на схему деления, которая осуществляет вычисление отношения

5 После завершения цикла вы исления максимальное значение модуля сигнала ошибки t поступает на задающий элемент 22, который в следующий цикл контроля подает это значение на элеп мент 21 сравнения в качестве базовой йеличины. Величина Q характеризует динамические свойства твердого в пульпе, определяемые вкрапленностью полезного компонента и может быть .использована для управления технологической линией обогащения в качестве критерия для установления степени измельчения исходной руды.

Формула изобретения

1.Устройство автоматического контроля основных характеристик твердого

в пульпе, содержащее два электронных блока, состоящих из соединенных послё довательно генератора, усилителя мощности и излучающего элемента,а также приемного элемента, подключенного к входу приемника, отличающ е е с. я тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введены дополнительный третий электронный -блок, две схемы деления, схема вычитания, блок дифференцирования и блок оценки динамических свойств твердого в пульпе,Причем входы первой схемы деления подключены к приемникам первого и.второго электронных блоков, входы второй - к приемникам первого и третьего электронных блоков, а выходы схем деления соединены с входами. cxeivp вычитания, выход которой подключен к первому входу, а через блок дифференцирования к второму входу блока оценки динамических свойств твердого в пульпе.

2.Устройство по П.1, от л и ч а,ю щ е е с я тем, что блок оценки динамических свойств твердого в пульпе выполнен в виде последовательно соединенных элемента сравнения, схемы определения модуля сигнала ошибки,

фильтра и схемы деления, к второму входу которой через второй фильтр подключена схема определения модуля реальной производной сигнала ошибки, причем выход первого фильтра соединен

через задающий элемент с вторым входом элемента сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Митрофанов С.И., Барский А.Д., «Самыгин В.|Д. Исследование полезных

ископаемых на обогатимость . М.., 1974, с. 108.

2.Бюллетень Экспресс - информация Обогащение, полезных ископаемых 1973, вып. 24, реф. 47 (прототип),

714270

1 fJC

Фиг. г