Устройство контроля гранулометрического состава веществ Советский патент 1982 года по МПК G01N15/02 

.1 Изобретение относится к устройствам для определения гранулометрического ci става веществ, в частности пульп, и может найти применение в цементной, химической, металлургической, горнорудной и других отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения н регистрации гранулометрического состава пульпы, содержащее чувствительный элемент выполненный в виде микрометричео о кого щупа, дифференциально-трансформаторный датчик, программное устройство и регистрирующий прибор, причем микрометрический щуп посредством штока шарнирпо связан с коромыслом, на противо- и положном конце которого подвешен плунжер индукционно-трансформаторного датчика, а перемещением микрометрического щупа управляет исполнительный механизм по заданной программе, в котором пере- 20 мешение щупа при aaxJBaTe или частип заданного класса крупности передается на плунжер индукционно-трансформаторного датчика и далее на регистрирующий прибор. В момент поднятия щупа двигатель регистрирующего прибора отключается, его стрелка и тюро неподвижны, а при измерении частщы замыкается цепь в фазовой обмотке двигателя, который п&релещает стреашу и перо вторичного npi бора .

Недостатком этого устройства являет ся низкая точность контроля гранулометрического состава , поскольку рабпределенне в потоке носит спу чайный характер и показания устройства в каждый момент времени различны и носят также случайный характер.

Кроме того, периодическое включение цепи в фазовой обмотке двигателя в момент измерешш частицы приводит к ил пульсным помехам, проникающим в взме ршельную цепь, в неоднозначности показаний устройства, а коммутайия цепи дв гателя 1фиводит к быстрому выходу ю строр управпяющта: контактов и снижению надежности устройства. 396 Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство контроля гранулометрического состава сыпучих веществу содержащее устройство подачи вещества,, импульсный датчик размеров и усилитель, а также сравнивающие устройства, блоки суммирования, вычиолительное устройств, блок памяти, уст ройство отображения информации, блок задания уровней сравнения и блок программного управления, причем выходы сравнивающих устройств соединены с первыми входами блокрв суммирования, втог рые входы которых объединены и подкдточены к блоку программного управления, которое соединено с вычислительным устройством, блоком памяти, устройством отображения информации и блок1Ж1 задания уровней сравнения, выходы которого соединены с вторыми входами сравнивающих устройств, а выходы блоков суммирования подключены к соответствующим входам вычислительного устройства, которое соединено с блоком памяти, подключенным . к устройству отображения «П1фо{ыашш. В этом устройстве неоднозначность из- мерений гранулометрического состава за счет случайного распределешш фракций в потоке устраняется усреднением отдельг ных измерений вследствие чего йоиыщается точность контриля гранулометрического состава в потоке f2j. Однако при контроле гранулометричеокого состава пульп в устройртйе применяют импульсные датчики размеров, чувствительный элемент которых выполнен в виде микрометрического щупа, перйлещ&ние которого преобразуется в электричес- кий сигнал индукционно-трансфору{аторным преобразователем, и при поднятии шупа на выходе импульсного датчика размеров присутствует неинформативный сигнал, в -несколько десятков раз превосходящий полезный сигнал, что приводит к ложному срабатыванию сравнивающих устройств и невозможности применения -известного уст ройства с этими датчиками для контроля гранулометрического состава пульп. Цель изобретения - расширение облаоти применения устройства с одновременным повышением {шдежности. Поставленная цель достигаемся тем, что устройство контроля гранулометричео кого состава веществ, содержащее устройство подачи вещества, импульсный датчик размеров и усилитель, а также .сравнивающие устройства, блоки сумм1фования, вычислитрлыюе устройства, блок памяти, устройство отображения информации, блок 94 задания уровней С1ивнения и блок про-граммного управления, причем выходы сравнивающих устройств соединены с пер-, выми входами блоков суммирования, вто--1 входы которых объединены и подклк чены к блоку программного управления, которое соединено с вычислительным . ройством, блоком памяти, устройством отображения информации и блоком задания уровней сравнения, выходы которых соединены с вторыми входами сравнивающих устройств, а выходы блоков суммирования подключены к соответствующим входам вычисштепьного устройства, которое соединено с блоком памяти, подключенньм к устройству отображения информации, снабжено укорачивающей цепью, формиревателем, ключе и двумя ограничителями, причем выход импульсного датчика подключен к входу первого ограничотеля, выход которого через последовательно соединенные укорачивающую цепь, второй ограничитель и формирователь соединен с управляющим входом ключа, сигнальный вход которого через усилитель подключен к шлходу первого ограничителя, а выход ключа соединен с вторыми входами сравнивающих устройств.. Подключение посредством ключа, например электронного, выхода усилители К входам сравнивающих устройств только в момент измерения частиц позволяет попользовать в устройству импульсные размеров, чувствитель|алй элемент которых выполненв виде микрометричеокого щупа, применяемые преимущественно при контроле гранулометрического состава пульп и исключить неинформативные сигналы датчика. При этом уровень коммутируемого сиг нала на входе ключа за счет его усиления усилителем в несколько сот раз превосходит управляющий ключа, вследствие чего коммутационные помехи несоизмеримо малы в сравнении с полезittsiM сигналом и практически не влияют на результаты измерений. Формирование управляющего сигнала ключа непосредственно из сигнала импульсноро дат.чика размеров электронным способом исключает применение электромеханических прерывателей, что повыщает надежность устройства и снижает его инерционность, а применение ограничителя аа входе усилителя исключает перегрузку исодной цепи усилител при подъеме чувствительного элемента импульсного датчика, что Также повышает надежность устройства. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства на фиг. 2 ,- эпюры cHrHanojB,. поясйякяаие .формирование управляющего сигнала ключа из сигналов галпульсного датчтпса размеров.. Устройство содержит последовательно соединенные устройство 1 подачи вещест ва, импульсный датчик 2 , первый ограничитель 3, усилитель 4 и первый вход ключа 5 выход которого соед нен с вторыми входами сравнивавших устройств 6-8. Вход усилителя 4 с вхояом укорачиваюшей цепи 9, которая последовательно соединена с вторым огранич|ггелем 10 и формироватьлем 11, эыход которого подключен к вто рому fUioay ключа 5. Выходы сравнивающих устройств 6-8 соединены с перны МП входами блоков 12 -14 суммирова- ния, выходы которых соединены с соответ ствующими входами вычислительного yci ройства 15. БЛОК 16 памяти соединен с - вычисл ёльным устройством 15 и устрой стве 17 отображения инфо{ {ации. Выходы блот 18 задания уровней сравнения соединены с вто|я 1ми входами соответст вующих сравнивающих устройств 6-8. Пе вый выход блока 19 программно1ч управ . ления соединен с управляющими входами вычислтггельного устройства 15, блока 16 памяти и устройства 17 отображения информации. Вторые входы блоков 12-14 суммирования объединены и соединены с вторым входом блока 19 программного управления, третий выход которого соедв нен с управляющим входом блока 18 задания уровней сравнения. Устройство работает следующим, образом. . Анализируемое вещество, например пульпа, вз устройства 1 подачи поступает в импульсный датчис 2 размеров, чу&ствительный элемент которого выполнен , в виде микрометрического щупа с подпятником, а его возвратно-поступательное движение преобразуется в электрический сигнал, например, дифферендиально-транофо1Ж1аторным преобразователем (не показаны). Выходной сигнал 20 импульсного датчика 2 размеров при совершении ми рометрическим щупом возвратно-поступательного движения имеет колокольную форму и в момент упора в частицу расстояние между микрометрическим щупом и подпятником фиксируется, при этом выходной сигнал имеет ппоскую форму, а егр величина пропорциональна размеру частицы,пос- ле него возвратно-поступательное авижение микрометрического щупа повторяется. С целью предупреждения засорения проходного канала сйучаЙнымШ гранулами больших ршялеров микрометрический щуп подтекают на несясоашко миллшиетров, тогда как максимальный размер измерто мых частш в пулыие составляет десятки микрон. При этом при поднятии щупа на выходе импульсного датчика размеров присгутствует неинформативный сигнал, в десятки {KI3 пр осходяшсий полезный .сигнал, формируемый преобразователем в момент упора шупа в частицу. Выходной сигнал шпузозстго датчика 2 размеров огравичЕшается по максимуму ограничителем 3 к усюшвается усилителем 4. Ограшгчение входного сигнала усилителя по максимуму исключает перегрузку входной кепи усилителя и расширяет Д1й мичесх кий диапазон полезного сигнала. Усиленный усилителем 4сигнал постуьпает на вход электронного ключа 5. Сш нал 21 с выхода ограничителя 3 одновременно поступает ш эход укорачивающей цепи 9, например дифференцирующей пепи, на выходе которой формируются разнополярные короткие импульсы 22, соответс вуюшие моментам перегибов сигнала, причем отрицательные импульсы соответствуют моменту упора щупа в частицу. ОР- , раничитель 10 ограничивает полсжительные импульсы, при атом отрицательные ( короткие) импульсы .23 поступают на вход формирователя 11, например одно1 вибратора, который формирует прямоугольный импульсный сигнал 24 регулируемой длительности, передний фронт которого ct отЬетствует моменту упора щупа в частицу. При этом длительность .сформ1фованного импульса устанавливают не более времени удержания ЩУПОМ измеряемой частицы. Таким образом, на управляемый вход . . ключа 5 поступают прямоугольные упра лякщие импульсы, сформированные из сигналов вмпутшсногр датчика paз fepoв, передний 4фонт которых соответствует моИенту упора щупа в гранулу, а его длительность не превосходит времени удар ашся щупом в «1еряемой гранулы. При этом ключ 5 включается на время дейс вия управляющего импульса и длительность сигнала 25 с выхода ключа 5 cooTBeTCiw вует длительности управляющего импуль- са, а его амплитуда пропорциональна размеру частиц. Импульсный сшчшл с выхода ключа 5 подается ва параллельно соединенные входы сравнивакяцЕХ устройств 6 - 8, чувс1 вительность каждого из которых посредством бло11;а 18 задания уровней сравниВМЯ настроена на амплитуду, соответствующую измеряемой (. Количество сравнивающих устройств и блоков сумм роватш зависит от количества контролируемых фракций. Задание чувствительности сравнивающих устройств 6 - 8 осуществляют блоком 18 задания уровней сравнения по программе, поступакяцей из блока 19 программного управления. Сраввивакэдие устройства 6 - 8 каждого канала выделяют импульсы, соответствующие частвцам крупнее данного размера. Импульсные сигналы с выходов сравнивающих устройств 6 - 8 пcfcтyпaют в соответствуиицве блоки 12 - 14 суммирования, в каждом вз которых осуществляют суммирование за установленные интервалы времени количества импульсов, соотвётст вуквдих числу частиц крупнее данного размера или кумулятивным выходам. Формирование управляющих импульсов соответствующих интервалам (периодам) суммирования, осуществляют блоком 19 программного управле1шя. Сигналы, соответствующие кумулятивным выходам, с соответствуклцих блоков 12 -14 суммирования поступают в вычислительное устройство 15, в котором осуществляют вычитание сигналов соседних кумулятивных выходов и деление разностных сигналов, соответствующих яисду чао тин давйых у измеров, на сигвал, соответ ствующий числу измеренных чаоВычисленные таким образом сигналы, соответствутоогае выходам классов, с соответствующих выходов вычислительного устройства 15 постутюют в блок 16 памяти, в котором осуществляют: последова- тельное запоминание нескояысих вычислен ных значений сигналов по каждому выходу класса. Запомненные сигналы из блока 16 памяти поступают в вычислительное устройство 15, где осуществляют их усреднение по каждому выходу класса. Сигналы, соответствующие усредненным значениям выходов контролируемых классов, поступают в блок 16 памяти, где хранят ся до постухшешш очередных усредненный сигналов. Из блока 16 памяти сйгйапы, пропорциональные усредненным выходов контролируемых классов, aocrysпают в устройство 17 отображешм информации для шс регистрации и визуального наблюдения. Синхрониаацшо работы блоков 12-14 сум гфования вычислительного устройства 15, блока 16 памяти и устройства 17 отображения информации осуществляют посредством блока 19 программного упра&ления, срав 1ента и периода суммирования, согласно тем или иным технсчпогическим особенностям в .треббваниям производств. Расщирение применения устройства, обладающего высокой точностью контроля, позволяет повысить точность контроля гранулометрического состава пульпы при производстве, например, цемента и ПОВЫСИТЬ его качественные показатели, сократив при этом проговод№тельвые энергозатраты. Формирование управляющего сигнала | ключа, непосредственно из сигнала импульсного датчика размеров электронным сп(х;обом, повыщает быстродействие уст ройства и позволяет повысить частоту из- мерений, вследствие чего повышается представительность результатов измерений и исключается применение кабеля для подачи управляющего сигнала от импульсного датчика размеров в устройство обработки и отображения информации. Формул аизоб ре те ни я Устройство контроля гранулометричеоKojo состава веществ, содержащее устройство подачи вещества, импульсный датчик размеров и усилитель, а также сравнивающие устройства, блоки суммирования, вычислительное устройство, блок памяти, устройство отображения информации, блок задания уровней сравнения и блок программ много з авпеийя, причем выходы сравни-, вающих устройств соединены с первыми входами блоков суммирования, вторые входы которых объединены и подключены к блоку программного управления, которое соединено с вычислительвьгм устройством, блоком памяти, устройством отображетш информации и блоком задания уровней сравнения, выходы которого соединены с вторыми входами с1ившшающих устройств, а ш 1ходы блоков суммирования подключены к соответствующим входам вычислитедьногчэ устройства, которое соединено с блоком памяти, подключенным к устройству отображения информации, отличающееся тем, что, с целью раоширешш области применения с одновремен ным повышением надежности, оно снабжено укорачивающей цепью, формирователем, ключом и двумя ограничителями, причем выход иншупьсного датчика размеров подключен к входу первого ограничителя, выход KOTopoj-o через последовательно соединенные ухорачиваюшую цепь, второй ограничнтель и формирователь соединен с упрввляюирим входс 4 ключа, сигнальный вход которого через усилитель подключен к выходу первого ограничителя, а выход ключа соединен с вторыми входами сра&ниваюших устройств.

Источники ииформэццК;, принятые Во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СХЗСР № 168462, кл. G 01 В, 1965.

2.Авторское свидетельство CXZCP по заявке № 29121О7/18-25,

кл. О О1 N 15/02, 17.О4.80 (прототип).

-- J

ю

Фut