Устройство для определения удельной поверхности сыпучих материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N15/02 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ , ПОВЕРХНОСТИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

I

. Изобретение относится к строительству, а именно к измерительной технике по определению удельной поверхности сыпучих строительных материалов.

Известно устройство для определения пбверхности сыпучих материалов, содержащее цилиндр с измерительными трубками, соединенными с дифференциальным манометром датчиком перемещения, привод цилиндра, вибратор и стабилизатор давления 1 .

Однако устройство не позволяет определять удельную поверхность сыпучих строительных материалов с размерами частиц более 2,5 мм. При измерении удельной поверхности материала с размерами частиц менее 2,5 мм, устройство не обеспечивает необходимой точности измерения. Кроме того, равные по удельной поверхности, но не одинаковые по гранулометрии, составы при уплотнении в измерительном стакане получают различную упаковку, поэтому в результате анализа одинаковых по

удельной поверхности (но различных по гранулометрическому составу) материалов на выходе прибора получают различные значения удельной пов;ерхности.-

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения удельной поверхности сыпучих материалов, содержащее осади10тельный цилиндр с расположенными на нем источником света, фотоприемником, диссипатирующее устройство, выполняющее роль датчика уровня, пробоотборник и устройство управления, соеди15ненное с блоком регистрации. В известном устройстве для определения дисперсного состава порО1:|кообразных материалов производят диссипатирование навески порошка, пропускание светово20го потока через осадочную смесь и регистрацию изменений его интенсивности во времени с последующим вычислением дисперсного состава 27.

Однако данное ycrpoiicTBO не обеспечивает требуемой точности измерения и, кроме того, не позволяет получать данные об удельной поверхности сыпучих строительных материалов в автоматическом режиме..

Цель изобретения - повышение точности, измерения удельной поверхности сыпучих строительных материалов, за счет измерения площади поверхности каждой -его фракции в отдельности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержащее осадительный цилиндр с расположенными на нем источником света, фотоприемником и Датчиком уровня, пробоотборник и устройство управления, соединенное с блоком регистрации, снабжено мостовой измерительной схемой, инверсным запоминающим блоком, запоминающими раторани, сумматорами веса и общей поверхности и блоком деления, причем выход фотоприемника соединен с первым входом инверсного запоминающего блока, второй вход которого соединен с блоком управления, а выход подключен к первым входам запоминающих интеграторов, вторые входы которых соединены с блоком управления, а выходы объ,единены и подключены к соединенным между собой входам сумматоров веса и общей поверхности, выходы которых подключеяы соответственно к первому и второму входам блока деления, выход которого подсоединен № блоку регистра цИи, при этом один из выходов блока управления соединен с пробоотборником

Цилиндр может быть снабжен заслонкой для удаления отработанной пробы и жидкости и датчиком уровня жидкоети, соединенными с блоком управления

Устройство может быть снабжено резервуаром для рабочей жидкости с терморегулятором, подключенным к блоку управления и датчику уровня.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство для определения удельной поверхности сыпучих материалов состоит из пробоотборника 1, прозрачного цилиндра 2, снабженного заслонкой 3, для удаления отработанной пробы и )хидкости и резервуара с трубой 5 для подачи рабочей жидкости, датчика уровня жидкости 6, щелевых источников света 7 и фотоприемника 8, укрепленных на одной оси и расположенных на определенном уровне. Для поддержания заданной температуры рабочей жидкости в резервуаре 4 предусмотрен терморегулятор 9.

Фотопрйемник, состоящий из группы параллельно включенных фоторезисторов подключен к электронной мостовой измерительной схеме 10, подсоединенной по входу инверсного запоминающего блока 11, выход которого подключен ко входам запоминающих интеграторов 1216, выходы которых, в свою очередь, соединены со входами сумматоров веса и общей поверхности 17 и 18 соответственно, а выходы последних подключеI ко входам блока деления 19i сигнал с выхода которого поступает на регистрирующий прибор 20 и в систему автоматического управления технологическим рроцессом. Синхронизация работы элементов устройства, пробоотборника и подачи-удаления рабочей жидкости осуществляется с помощью блока управления 21.

Устройство работает следующим образом.

Рабочая жидкость (например, вода) постоянной температуры, поддерживаемой терморегулятором 9 из резервуара k подается по трубе 5 в прозрачный цилиндр 2, наполняя его до определенного уровня, задаваемого датчиком уровня 6, после чего проба сыпучего строительного материала (например песка) с помощью пробоотборника 1 засыпается в цилиндр 2„ Вследствие различных размеров частиц (а также их различного веса) при осаждении материала в жидкости происходит пофракционное рассеяние его частиц по всей высоте цилиндра 2, причем осаждение более крупных частиц происходит быстрее, чем мелких. При просвечивании сечения цилиндра 2 с жидкостью щелевым источником света 7 затемнение, обусловленное размерами и количеством осаждаемых частиц в промежутке между источником света 7 и фотоприемником 8 тем больше, чем больше удельная поверхность материала и масса про&з1. Удаление из циЛиндра 2 отработанной пробы и жидкости осуществляется через электро-, механическую заслонку 3. Температура рабочей жидкости, оказывающая существенное влияние на скорость оседания частиц материала и, следовательно, на точность показания устройства в целом, стабилизируется посредством терморегулятора 9. Электронная схема .вторичной обработки сигнала, поступающего с фотоприемника 8 устроена и работает еледующим образом. Фотосопротивления фотоприемника 8. включены в электронную мостовую измерительную схему Ю, При этом для компенсации случайных незначительных колебаний показаний устройства, обусловленных рассогласованием электронной мостовой измерительной схемы 10 вследствие изменения мутности (прозрачности) рабочей жидкости после очередного измерения или по другим причинам, предусмотре(о с помощью инверсного запоминающего устройства 1 запоминание с одновременным инверсированием нулевого значения сигнала, осуществляемое по команде программновременного блока управления 21„ ЗатеМ по команде блока управления 21 проба материала посредством пробоотборника. 1 засыпается в цилиндр 2. Инверсное запоминающее устройство 11, осуществляющее запоминание и инверсию нуле. вого сигнала, суммирует его с сигналом, поступающим с электронной .мостовой измерительной схемы 10, вследствие прохождения пробы материала относительно датчика. Таким образом исключается влияние мутности (прозрачности) рабочей жидкости на точность измерения, В момент достижения оседающими частицакм фотоприемника 8 включается блоком управления 21 последовательно, через фиксированные промежутки времени, .соответствующие времени интервалам прохождения определенных фракций сыпучего строительного материала относительно фотоприемника 8, запоминающие интеграторы 12-16, количество которых равно числу заданных фракций (например, для песка это фракции в мм 0,lt-0,315; О, 315-0,63-, 0,63-1,25; 1,25-2,5; 2,5-5,0). Каждый из интеграторов Интегрирует сигнал от одной oпpeдeJ1ённoй фракции материала. Си|- налы с выходов запоминающих интеграторов 12-16 (т.е. измеренные поверхности) поступают на входы сумматоров веса 17 и поверхности заданных фракций 18а Коэффициенты пере дачи сумматоров 17 и 18 по каждому входу подобраны так, что на выходе сумматора 17 получается вес пробы ма92Пi териала, а на выходе сумматора 18 обая поверхность заданных фракций. При этом сигнал с сумматора 18 подается на вход блока деления 19 в качестве делимого, а с сумматора 17 в качестве делителя. Таким образом, на выходе блока деления 19 появляется сигнал, пропорциональный удельной поверхности сыпучего строительного материала, который регистрируется цифровым измерительным устройством 20 и поступает в систему автоматического управления технологическим процессом. Применение описанного автоматичес- кого устройства позволит с большей точностью определять удельную поверх ноеть сыпучих строительных материалов, что повысит производительность приготовления и качество строительных смесейФормула изобретения 1. Устройство для определения удельной поверхности сыпучих матеузйалов, содержащее осадительный цилиндр с расположенными на нем источником света, фотоприемником и датчиком уровня, пробоотборник и устройство управления, соединенное с блоком регистрации, отличающееся ем, что, с целью повышения точности измерения удельной поверхности сыпучих материалов за счет измерения поверхности каждой его фракции в отдельности, оно снабжено мостовой измерительной схемой, инверсным запоминающим блоком, запоминающими интеграторами, сумматорами веса и общей поверхности и блоком деления, причем выход фотоприемника соединен с первым входом инверсного запоминающего блока, второй вход которого соединен с блоком управления, а выход подключен к первым входам запоминающих интеграторов, вторые входы которых соединены с блоком управления, а выходы объединены и подключены к соединенным между собой входам сумматоров веса и общей поверхности, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока деления, вых:од которого подсоединен к блоку регистрации, при этом один из выходов блока управления соединен с пробоотборником, 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что цилиндр 7 снабжен заслонкой, соединенной с блоком управления. 3. Устройство по пп. 1 и 2, о тличающееся тем, что оно снабжено резервуаром для рабочей жидкости с терморегулятором, подключенным к блоку управления и датчику уровня Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 008 1. Платонов П. Н. и др. Экспертный контроль удельной поверхности песка при помощи автоматического прибора. - Бетон и железобетон, 1977, К 7, с. 36-35. 2. Авторское свидетельство СССР f , кл. G 01 N 15/02, 1976 (прототип).