Способ измерения зольности и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК G01J1/44 

Изобретение относится к контролю параметров угольных пшамрв и может .быть использовано для определения зольности продуктов угольной флотации в потоках.

Известен способ определения зольности продуктов угольной флотации в потоках путём отбора пробы, высушивания, измельчения до аналитической крупности с последунийм анализом, например, по рассеянию и поглощению ионизирующего излучения l.

Недостатками этого способа являются трудоемкость и большие затраты времени по. определению зольности изза, необходимости тщательной подготовки проб перед анализом, что не позволяет использовать способ для автоматического управления технологическими, процессами.,

Наиболее близким по технической су1а,ностя к предлагаемому является способ измерения зольности, включающий освещение импульснь1м световым потоком контролируемой ореды, прием фотоприемником отраженного светового потока и его измерениеи устройство для его осуществления, содержа- . щее источник, света, разграничительное стекло, размещенное по ходу

светового потока, топриемнйк, установленный между источником света и разграничительным стеклом, генератор импульсов, схему измерения 2. Недостатон известного способа и устройства - малая точность измерения.

, Цель изобретения - повышение точности из юрения зольности уголь10ных шламоз.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения зольности, включающему освеще15ние имп льсным световым потоком контролируемой среды, прием фотоприемником отраженного светового noiTOка и его измерение, при.отсутствии контролируемой среды.производят об20лучение световыми импульсами разграничительное- стекло и измеряют фототок, а в интервалах между импульсами измеряют темновой тсж, вычитают из первого второй, суммируют

25 остаток с темновым током, измерен.алм при наличии -контролируемой среды, и вычитают полученную сумму токов из общего тока фотоприемника, измеренного при наличии конт30 )олируемой среды в момент освещения ее световыми импульсами, и по полученной разности судят о зольности. В устройство для измерения зольности, содержащее источник света, разграничительное стекло,размещенное по ходу светового потока, фотоприемник, установленный между источ ником света и разграничительным стеклом, генератор импульсов, схему измерения, введены блок измерения темнового тока, блок измерения светового потока, отраженного от разграничительного стекла, суммирующее устройство,синхронизатор, управляе мый преобразователь уровйя сигнала и пиковый детектор, причем фотоприемник соединен с одним из входов управляемого преобразователя уровня сигнала, второй вход которого соединен с выходом суммирующего уст ройства, а выход преобразователя уров ня сигнала через пиковый детектор соединен со схемой измерения, приче один из входов сумг.1ирующего устройс ва соединен с выходом блока измерения темнового тока, один из входов которого соединен через синхронизатор с генератором импульсов, а другой вход - с фотоприемником и с вхо дом блока измерения светового потока, отраженного от разграничительно го стекла, выход которого соединен со ,вторым входом суммирующего устройЪтва, а второй вход - с фотоприемником, причем источник света соединен с генератором импульсов через синхронизатор. Кроме того, блок измерения свето вого потока, отраженного от разграничительного стекла, выполнен в вид последовательной цепочки, состоящей из датчика наличия пульпы в трубопр воде, управляемого коммутатора, пиковогс детектора, суммирующего устройства и устройства запоминания аналогового сигнала. Кроме того, блок измерения темно го тока фотоприемника состоит из по ледовательной цепи, образованной уп равляемым коммутатором и пиковым де тектором. На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - схема блока измерения свет вого потока; на фиг. 3 - схема блока измерения темнового тока- на фиг. 4 - эпюры напряжений блоков ус ройства. . Устройство включает в себя (.фиг.1 источник света 1, формирователь 2 светового потока, разграничительное стекло 3, Фотоприемник 4, генератор 5 импульсов, схему 6 измерения, блок 7 измерения темнового тока, бло 8 измерения светового потока, отраженного от разграничительного стекла, суммирующее устройство 9, управляемый преобразователь 10 уровня сигналов, пиковый детектор 11, синхронизатор 12. Блок изм рения светового потока, отраженного от разграничительного стекла (фиг. 2), включает в себя датчик 13 наличия пульпы в трубопроводе, управляемый коммутатор 14, второй пиковый детектор 15, второе суммирующее устЕюйство 16, устройство 17 запоминания аналогового сигнала. Блок измерения темнового тока фотоприемника СФиг. 3) включает в себя управляемый коммутатор 18 и третий пиковый детектор 19. Сущность способа и работа устройства СФИГ. 1,. реализующего данный способ, состоит в следующем,. Источник излучения 1, питается от импульсного генератора 5 через синхронизатор 12, импульсным током JMOA (фиг.4. Световой поток источника света 1 проходит через формирователь 2 светового потока и достигает разграничительного стекла 3, часть потока отражается от разграничительного стекла поля измерения и воздействует на фотоприеиник 4. Другая часть потока проходит через разграничительное стекло, отражается от исследуемого материала и также воздействует на фотоприемник. Таким образом, через фотоприемник 4 протекает фототок, зависящий от отражательных свойств исследуемого материала ( полезная информация, от отражательных свойств разграни.чительного стекла, которые характеризуются непостоянством во времени и зависят от степени износа, старения и от величины темнового тока фотоприемника. Величина темнового тока фотоприемника зависит от типа фотоприемника, условий работы, воздействия внешних факторов, старения и этот нестабильный во времени ток течет через фотоприменик 4 постоянно (я при отсутствии воздействия светового потока). Измерение фототока, вызванного действием светового потока, отражённого от исследуемого материала, в данном устройстве осуществляется следующим образом. Сначала производят измерение отражательной способности разграничительного стекла. Для чего при отсутствии в технологическом трубопроводе исследуемого материала ( пульпы в момент времени Ъ(фиг. 1) , работы генератора импульсов 5 синхронизатор(. ) исклю 1ает подачу напряжения на источник света 1 и запускает на время t - t. блок 7 измерения темно вого тока. На вход блока 8 с фотоприемника 4 поступает импульсный сигнал, амплитуда которого равна амплитуде фототока, выэванного световым потоком, отраженным от разграничительного стекла и темновым током. Одновременно с этим сигналом на вход блока 8 с выхода блока 7 поступает сигнал, величина которого равна темновому току, где происходит их вычитание, а оставшаяся разность сигналов запоминается. Измерение отражательной способно ти, разграничительного стекла происходит переодически ( Ъд - - t7 и т.д.) . т.е. отсутствии контро лируемого материала в трубопроводе (остановках технологического процесса и т.п.). При заполнении технологического трубопровода исследуемым материалом устройство измеряет ток фотопримника, определяо«1ый отражательными спо собностями контролируемого материала. Осуществляется это следующим 6бjpa30M. в момент времени t( фиг. 4 ) синхронизатор 12 при отключенном источнике света 1 открывает на время tg - t, т.е. перед освещением, блок 7, который измеряет темновой ток. В MOMfiHT времени t синхронизато 12 обеспечивает подачу напряжения на источник света 1 от генератора импульсов 5 и отключает блок 7. Исследуемый материал облучается световым потоком и через фотрприемник 4 течет общий ток, обусловлен ный темновым током и световыми потоками, отраженными от разграничительного стекла и от исследуемого м териала. Этот сигнал (общий ток7 по тупает на вход управляемого преобразователя 10 уровня сигнала, на вт рой ВХ.ОД каторого поступает сигнал с суммируклцего устройства 9, равный сулаие(3)с-гр )темнового тока, измеря емого при наличии контролируемого материала и тока, вызванного световым потоком, отраженным от разграничительного .стекла. В результате с выхода блока 10 снимается сигнал (3)ппр) характеризующий отражатель ную способность контролируемого материала, этот сигнал подается на схему б измерения через пиковый детектор (З пик ) Таким образом, данное устройство исключает ошибки, обусловленные нестабильностью отражательных свойств эталонов, разграничительного стекла и темнового тока, величину которого за один период генератора импульсов можно считать постоянной. Блок измерения светового потока, отраженного от разграничительного стекла (фиг. 2), работает следующим образом. При отсутствии пульпы в технологи1 ческом трубопроводе (€д - -|о датчика 13 на вход блока 14 поступает сигнал датч и сигнал с фотоприемника 4 (j (jm , а на вхсэд блока 16 поступает сигнал с второго пикового детектора 15, соответствующий сигналу, обусловленному отражательной способностью разграничительного стекла, плюс темновой ток, и с третьего пикового детектора 19, блока измерения темнового тока, соответствующий величине темнового тока(Зтг) С выхода второго суммиру-, кждего устройства 16 разностный сигнал, обусловленный только отражательной способностью стекла (Jofper) поступает на вход устройства запоминания аналогового сигнала. Блок измерения темнового тока фиг. 3) работает следующим образом. . На вход управляемого коммута з ора 18, блок измерения темнового тока поступает сигнал с фотоприемника 4 и синхроимпульсы 3cilMitp П г COOT-- ветствующие интервалам между импульсами генерат.ора импульсов, с выхода блока 18 импульсы, соответствующие |Темновому току фотоприемника 4, поступают на третий пиковый детектор 19 и далее на вход блока 16 (фиг.2; и на вход суммирующего устройства 9 ( йиг. 1) . Изобретение позволяет повысить точность измерения за счет раздельного измерения темнового тока фотоприемника и тока фотоприемника, это позволяет увеличить выход полезной продукции за счет уменьшения полезного продукта, отходящего Е отвал вместе с золой. .Экономический эффект от использования устройства составляет 16 тыс.руб.на один комплект. Формула изобретения 1. Способ измерения зольности, включающий освещение импульсным световым потоком контролируемой среды, причем фотоприемником отраженного светового потока и его измерение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, при отсутствии контролируемой среды облучают световыми импульсами разграничительное стекло и из иеряют фототок, а в интервалах между импульсами изменяют темновой ток, вычитают из первого второй, суммируют остат ток с темновым током, измеренным при наличии контролируемой среды, и вычитают полученную сумму токов из общего тока фотоприемника, измеренного при наличии контролируемой среды в моменты освещения ее световыми импульсами, и по полученной разности судят о зольности.

2. Устройство для измерения зольности, содержащее источник света, разграничительное стекло,- размещенное по ходу светового потока, фотоприемник, установленный между источником света и разграничительным стеклом, генератор импульсов, схему измерения, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повыш1Е Ния точности в неговведены блок измерения темнового -пока, блок измерения светового потока, отраженного от раз.граничительного стекла, суммирующее устройство, синхронизатор, управляе кшй .преобразователь уровня сигнала ;и пиковый детектор, при этом фотоприемник соединен . с одним и:з входов; управляемого преобразователя,, урр.вня сигнала, второй вход которого соединей с выходом суммируюсцего устройства, а выход преобразователя уровня сигнала через пиковый детектор соединен со схемой измерения, причем один из входов суммирующего устройства соединен с выходом блока измере.ния темнового тока, один из . входов которого соединён через синхронизатор с генератором импульсов, а другой вход - с фотоприемником и

с входом блока измерения светового потока, отраженного от разграничительного стекла, выход которого соединен со вторым входом суммирующего устройства, а второй вход - с фотоприемником, причем источник света соединен с генератором импульсов . .через синхронизатор. 3. Устройство по п. 2, отличай щ е с.я тем что блок измерения светового потока, отраженного от разграничительного стекла, выполнен в виде последовательной цепочки, состоящей из датчика нгшичия пуль.пы в трубопроводе, управляемого коммутатора, пикового детектора, f ,/ач/х IB/ М & «v j.fV f ч jr 14

мйрующего ус тройства и устройства запоминания аналогового сигнала.

4. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю ще ее я тем, что блок изме0 рения темнового тока фотоприемника выполнен в виде последовательной цепочки, состоящей из управляемого коммутатора и пикового детектора. Источники информации, ,

5 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №181865, кл. Q01N 23/02, 1963. 2. Авторское свидетельство СССР 428255, кл. G01N 21/17, 1970 (/ прототип).

J

/

/ /

ттт

м

Т

(рие.Э