Способ контроля характеристик суспензии Советский патент 1982 года по МПК G01N29/02 

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК СУСПЕНЗИИ

Изобретение относится к акустическим измерениям и предназначено для реализашга контроля характеристик суспензии в технологических потоках цементного, керамического, химических и ряда других производств.Примером технологических суспензий, для которых необкодимо осуществлять такой контроль, могут являться сырьевые цементные шламы, содержащие измельченный известняк и глину, шликера керамического производства, дисперсная фаза которых содержит .отощаюшие и глинистые компоненты в т.п. Известен способ контроля xapairrepBCтик суспензии , заключанхци1(ся в том, что одновременно измеряют кбэффицвевты зату хания на двух различных частотах jTibTpaiaB ковых колебаний, одна из которых обеспе чивает затухание ультразвука за счет ра сеяния энергии на частицах, а - нз-за трения между частицами в двсперсионной средой и по их отнсяпенвю определяют степень дисперсности С 1 J Недостаток известного способа заключается в том, что он может быть использован для контроля дисперсности частиц одиородного или однокомпонентного состава и не позволяет проконтролировать другие характеристики суспензии. Целью изо етения является расширение функциональных возможностей за счет одновременного измерения концентрации и количественного содержания компонентов двухкомпонентной дисперсной фазы в суспензии. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля характеристик суспензии дополнительно измеряюпр коэффициент затухания иа промежуточной частогге, которая :обзпславливает . затухание за счет совокупного эффекта рассеяния в трения, на частотах измерений определяют зависимости коэффициентов затухания от степени дисперсности частиц отдельно для суспензий одного и другого известных компонентных составов в по поиучешплм данным определи- 3 97 ют степень дисперсности, а также котщентрацию и количествен 1ое содержание пононтов. На фиг. 1 показаны разночастотные линейные зависимости коэфиииента затухания rf. на объемной концентрации QJ от степени дисттерсности, выраженной содержанием класс ачастиц Ry больше заданного размера х; на фиг. 2 схема реализации способа. Для определенного компонентного состава дисперсной фазы зависимости oi/Со i CRxl, полученные на разных частотах строго соотнесены между собой (фиг. 1, графики 1). На высокой частоте f зависимость возрастает за счет рассеяния энергии на частицах, а на низкой f - убывает из-за потерь энергии, связанных с трением между частицами и редой. Кроме того, существует промежуточная часгогга | , затухание на которой обусловлено в равной степени обоими указанными факторами, поэтому величина удельного коэффициента зависит от степени дисперсности. При другом компонентном составе кинетика образования дисперсной фазы может оказаться иной, что приведет к изменению параметров распределения частин по размерам. В этом случае зависимости (Rn окажутся смещенными по . отношению к исходным (фиг. 1, графики 2). В суспензиях, содержащих смесь дисперсной фазы одного и другого компонетного состава, в силу аддитивности эффек та ультразвукового затухания, суммарные потери ультразвуковой энергии будут про порциональны количественным содержаниям обоих компонентов у и у - Л-У, зависимости в этом случае сох аняют ли нейный характер и лежат в областях, ограниченных графиками 1 и 2. На любой из указанных частот f - они удовлетворяют следутршему в арчжению. dCf i)/Co Af .R CBf .-В-.Г.В; .. (1) Ai,- параметр, характеркзукяций чувствительность удельного коэффициента З 1тухания к изменению степени дисперсности;параметры, характеризующие г . М 1. ti i взаимное смешенне зависимостей для суспензий одного и другого компонентного состава. Выражение (1) позволяет реализовать контроль указанных характеристик 7 7 суспензии. Для этого на выбранных пастоп 1г ак 11 д, и г опреаеляют зависимости - (х)отдельно от суспенлийодного н другого известных компонентных составов,.. /С„- f. при ЗГ f- f - K при g- -Ooi. ... находят численные значения параметров А ,-1 Б . и Б г . измеряют коэффициенгы затухания контролируемой смеси и по полученным данным, используя вь1раженю (1), определяют степень дисперсности, концентрацию и относительное количественное содержание компонентов дисперной фазы. Схема реализации способа содержит управляющий блок 1, генераторы 2 ВЧ импульсов, акустические излучители 3 и премники 4, ультразвуковую трехканальную кювету 5, логарифмирующие блоки 6, операционный блок 7 и многоточенный потенциометр 8. Схема осуществляет измерение коэффициентов затухания на трех частотах по трем идентичным разночастотным каналам с последующей обработкой информации с помощью операционного блока. Способ осуществляется следующим образом. Управляющий блок 1 синхронизирует работ-у генератора 2 ВЧ импульсов, вырабатьтающих рщиоимпульсы с частотами заполнения , f, {,,.134 импульсы поступают на соогвстствуклцие акустические излучители 3, вмонтированные в ультразвуковую кювету 5, через которую протекает контролируемая суспензия. Импульсные напряжения, выдаленные на , акустических приемниках, буцутсодержать, информацию о величине ультразвукового затухания в акустических трактах. Первичная обработка информации производится в каждом канале с помощью логарифмирующих блоков 6, в результате чего на выходе каналов получают электрические сигналы, пропорциональные текущим значениям cif . с г. Эти сигналы поступают на операционный блок 7, который обрабатывает информацию в соответст;1;яи С выражением (1). Режим работы блока выбирают с учетом численных параметров Af. ,В{и БХ. , полученных на основе .„зависимостей с//Со € (R X ) с)ятых отдельно для суспензий одного и другого компонентных составов в процессе настройки. Сигналы, вырабатьтаемые блоком и пропорциональные текущим значениям контролируемых характеристик суспензии, регистрируются многоточечйЫм потенциометром 8. Способ oбecпe mвaeт, помимо контрол степени дисперсности частиц, расширение функциональных возможностей за счет одновременного контроля концентрации и количественного содержания компонентов двухкомпонентной дисперсной фазы суспензии. Формула изобретения Способ контроля характеристик суспен зии, заключающийся в том, что одновреме но измеряют коэффициенты зату5сания на двух различных частотах ультразвуковых колебаний, одна из которых обеспечивает затухание ультразвука за счет рассеяния энергии на частицах, а другая за счет трения между частицами и дисперсионной средой, отличающийс я тем, что, с целью расширения функ947 циональных возможностей за счет одновременного измерения концентрации и количественного содержания -компонентов двухкомпонентной дисперсной фазы в суспензии, измерякл- коэ1}х})И1гаент затухания на промежуточной частоте, ксугорая обуславливает затухание за счет совокупного эффекта рассеяния и трения на частотах измерений определяют зависимости коэффициентов затухания от степени дисперсности частиц отдельно для суспензий одного и другого известных компонентных составов и по пoлyчeшrьпvJ данным определяют степень дисперсности, а также конце1гтра1гаю и количественное содержание компонентов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР, № 309252 кл. G О1 N 29/02, 1968 (прототип).

c{./Cff,cW-

ff в;ч

Bft

e,

Vg

-f г

ь

f Arctf Aff

Лх

fttt.f

.bk

NI

L/

N

Ш Фмг.2