Устройство для определения коэффициента неоднородности смеси Советский патент 1981 года по МПК G01N15/06 B29B1/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НЕОДНОРОДНОСТИ СМЕСИ Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для контроля смешения высоковязких жидкостей с одновременным определением коэффициента неоднородности смеси на выходе из устройства применяемого в производстве и переработке полимерных материалов. По основному авт.св. W 65В447 известно устройство для определения концентрации вещества в смеси,содержащее корпус из светопрозрачного материала со шнеками, соединенными через коробку скоростей с приводом, формующий инструмент с краном и мансмиетром. На корпусе размещен координатно-поворотный привод перемещени источника света и фотосопротивления включенного в схему уравновешенного моста и соединенного через сопротивления с регистрирующим прибором. Све товой поток от стабилизированного ис точника света, проходя через прозрачный корпус и поток жидкости с частицами индикатора, ослабляется пропорционально концентрации последн го и попгщает на фотосопротивление. По кривой отклика на импульсный ввод и тарировочному графику определяется концентрация индикатора. Данное устройство позволяет определять значение средней по объему жидкости концентрации индикатора fl. Однако устройство предполагает определение только интенсивности смешения, но не дает возможности измерения концентрации индикатора в любой точке объема смеси, необходимой для определения коэффициента неоднородности смеси. Цель изобретения - измерение коэффициента неоднородности смеси в любом сечении образца смеси на выходе из устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения концентрации вещества в смеси корпус устройства снабжен делительными головками, патрубками, гильзами и группой посылающих и воспринимающих световодов, при этом световода смонтированы в гильзах, установленнь х в делительных головках, подвижно закрепленных в патрубках, при этом гильзы расположены с диаметрально противоположных сторон корпуса в разных плоскостях сечений корпуса так, что входы посылающих световодов посредством координатно-поворотного привода шагового двигателя связаны с.

источником света, а выходы воспринимающих световодов - с фотосопротивлением.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг,1; на фиг. 3 - кривые зависимости концентрации индикатора от времени.

Устройство содержит корпус 1, шне ки 2, формующий инструмент с пробковым краном 3 и манометром 4, источик света Л с диафрагмой 5,заключеные в кожухе б,опирающемся на направ-якицие 7,фотосопротивление Ф- /включенное в электрическую цепь С фот-осопротивлением ф шести стеклянных световодов 8 (посылающих) и 9 (воспринимающих), заключенных в металлические гильзы 10, имеющих возможность осевого перемещения с помощью делительных головок 11, установленных в патрубках 12 корпуса 1, источник света Лд, с диаграмой (не показан) , постоянные сопротивления R.Rg. балансировочное сопротивление Rg и регистрирующий прибор 13. Кожух б сдиаметральнорасположенными лампой Л и фотосопротивлением Ф имеет возможность перемещаться по направляющим 7 от одной группы световодов к другой посредством шагового двигателя 14, его координатно-поворотного привода 15.. Привод 16 позволяет плавно в широких пределё-х изменять скорость и направление вращения шнеков с встречного на одностороннее с помощью сменной коробки 17 скоростей.

Устройство работает следующим образом.

При вращающихся шнеках 2 с помощью дозаторов (не показаны) в загрузочное отверстие q непрерывно вводятся высоковязкая жидкость и индикатор (распределяемый компонент).Распределяемый компонент вместе с высоковяэкой жидкостью перемещается шнеками к выходу и попадает в - зазор S между световодами 8 и 9. Световой поток стабилизированного источника света Л, проходя через посылающие световоды 8 и жидкость с частицами индикатора, ослабляется пропорционально концентрации последнего и через воспринимающие световоды 9 попадает на фотосопро -ивление Ф . При ослаблении светового потока происходит разбаланс моста, при этом электрический сигнал записывается регистрирующим прибором 13.

Фотосопротивление Ф установлено в плечо моста и служит для выявления разницы между интенсивностью падающего на него светового потока от условно не показанного источника света и интенсивностью светового потока, падающего на фотосопротивление Ф от источника света Л. Манометр 4 и пробковый кран 3 служат для

контроля и регулирования давления в головке смесителя. Путем осевого перемещения световодов 8 и 9 можно замерять кониентрацию индикатора в любой точке текущей жидкости, а также устанавливать величину зазора -в.

Диаметр световодов и величина зазора -6 выбираются в зависимости от свойств объекта исследования.

Для увеличения или ослабления интенсивности светового потока световоды могут изготавливаться переменного сечения, например боковая поверхность их может изменятьсяпо экспоненциальной форме.

При замере концентрации в другом сечении координатно-поворотный привод шагового двигателя перемещает кожух б с источником света и фотосопротивлением и замер производится по тому же принципу с другой парой световодов.

Кривые колебаний концентрации индикатора в смеси на выходе из устроства в разных сечениях, для разных пар световодов, при установившемся режиме работы системы представляют собой стационарную случайную функцию, обладающую эргодическими свойствами (фиг.3).

Порядок обработки кривой следующий.

Вначале определяется математическое ожидание т, функции, при этом рекомендуемое количество замеров М текущей концентрации индикатора с кривой колеблется от 100 до 300:

/у 4

Л

центрирование

Затем проводится полученных значений

После этого рассчитывается дисперсия функции:

Б --| cЛ / Далее строится нормированная корреляционная функция рр f(f) до значений р 5;0, т.е. до такого значения f, когда исчезает корреляционный момент.

Определенный таким образом интервал Т обеспечивает минимальную погрешность при определении коэффициента неоднородности смеси V. по формуле

5 ,|,CCr-c)V

где N --100 - число замеров текущей концентрации С индикатора в смеси, разделенных интервалом времени ir рассчитанным с помощью нормированной

0 корреляционной функции.

Для проведения расчетов используется ЭВМ, для чего составляется несложная программа.

Использование предлагаемого устройства позволяет непрерывно получать количественную картину степени отклонения текущей концентрации распределяемого компонента в любой точ ке объема готовой смеси от ее задан ного среднего значения, что при наличии обратной сэязи этого устройст с дозатором распределяемого компонента полностью исключает необходимость отбора проб и их лабораторного Анализа, способствует тем самым опе ративному устранению брака, автоматизации процесса, повышению производительности труда. Формула изобретения Устройство для определения коэффи циента неоднородности смеси по авт.ев, 658447, отличающи с я тем, что, с целью измерения коэффициента неоднородности смеси в любом сечении образца смеси на выходе из устройства, корпус устройства снабжрн делительными головками, патруоютми, гильзами vt группой посыпающих и воспринимающ1;х световодов, при этом световоды смонтированы в гильэах, установленных в делительных головках, подвижно закрепленных в патрубках, при этом гильзы расположены с диаметрально противоположных сторон корпуса в разных плоскостях сечений корпуса так, что входы посылающих световодов посредством координатно-поворотного привода шагового двигателя связаны с источником света, а выходы воспринимающих световодов с фотосопротивлением. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 658447, кл. G 01 N 15/06, В 29 В 1/06, 1976 (прототип).

16

4-л