Измеритель средней крупности гранул в потоке

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ СРЕДНЕЙ КРУПНОСТИ ГРАНУЛ В ПОТОКЕ, содержащий последовательно . соединенные импульсный датчик и формирователь прямоугольных импульсов, генератор, подключенный к двум сумматорам, подключенным к входам блока деления, выход которого через демпфирующий блок соединен с регистрирующим прибором , отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, он снабжен измерителем длительности импульсов, блоками возведения величины длительности импульсов в куб и квадрат, при этом выход формирователя прямоугольных импульсов соединен с входом измерителя длительности импульсов, выход которого через соответствующие блоки возведения величины длительности импульсов в куб и квадрат соединен с входами сумматоров. N ю 00

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4I59 В 03 В 13/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ASTOPGKOINf СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3653060/22-03 (22) 19.10.83 (46) 15.03.85. Бюл. № 10 (72) А. Д. Ищенко (71) Научно-исследовательский и опытноконструкторский институт автоматизации черной металлургии (53) 622.?25(088.8) (56) 1. Патент США № 3887868, кл. 32471, опублик. 1975.

2. Авторское свидегельство СССР № 716599, кл. В 03 В 13/06, 1976 (прототип). (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ СРЕДНЕЙ КРУПНОСТИ ГРАНУЛ В ПОТОКЕ, содержащий последовательно соединенные импульсный

„„SU„„1144723 датчик и формирователь прямоугольных импульсов, генератор, подключенный к двум сумматорам, подключенным к входам блока деления, выход которого через демпфирующий блок соединен с регистрирующим прибором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен измерителем длительности импульсов, блоками возведения величины длительности импульсов в куб и квадрат, при атом выход формирователя прямоугольных импульсов соединен с входом измерителя длительности импульсов, выход которого через соответствующие блоки возведения величины длительности импульсов в куб и квадрат соединен с входами сумматоров.

1144723

Изобретение относится к гранулометрии и может быть испоЛьзовано для автоматического контроля средней крупности перемещаемых в технологическом потоке гранулируемых материалов.

Известен измеритель средней крупности, содержащий импульсный датчик, формирователь прямоугольных импульсов, сумматор количества импульсов и регистрирующий прибор (1).

Известен измеритель средней крупнос5

10 ти в потоке, содержащий последовательно соединенные импульсный датчик и формирователь прямоугольных импульсов, генератор, подключенный к двум сумматорам, подключенным к входам блока деления, выход которого через демпфирующий блок соединен с регистрирующим прибором (2) .

Однако известные измерители не обеспечивают необходимую точность измерения, так как контролируемый ими средний диаметр оказывается взвешенным по количеству гранул в смеси. Такой показатель не согласуется с нормами и стандартами горных, металлургических и химических предприятий, в которых предусматривается определение показателей крупности; взвешенных по массе материала. 25

Кроме того, известные измерители по самому принципу измерения требуют обеспечения сканирования гранул только по диаметрам. Следовательно для их применения требуется организовать поток гранул так, чтобы их диаметры пересекали ось импульсного датчика. Это влечет за собой конструктивное усложнение устройства.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель средней крупности гранул в потоке, содержащий последовательно соединенные импульсный датчик и формирователь прямоугольных импульсов, генератор, подключенный к двум сумматорам, подключенным к входам блока деления, выход ко- 40 торого через демпфирующий блок соединен с регистрирующим прибором, снабжен измерителем, длительности импульсов, блоками возведения величины длительности импульсов в куб и квадрат, при этом выход формирователя прямоугольных импульсов соединен с входом измерителя длительности импульсов, выход которого через соответствующие блоки возведения величины длительности импульсов в куб и квадрат соединен с входами сумматоров. 50

В соответствии с нормами и стандарттами горных, металлургических и химических предприятий среднюю крупность гранулированных материалов при ситовом весовом гранулометрическом анализе определяют в виде среднего арифметического диаметра, взвешенного по массе гранул

"- = 9<",/;.:ж (1) где d; u q, — весовое содержание и диаметр отдельных классов крупности; гп — количество классов крупности в пробе материала.

В связи с тем, что при автоматическом контроле среднюю крупность приходится определять не по весовой, а по числовой характеристике гранулометрического состава материала, формулу (1) можно использовать в виде

d.* Уи,с(/g п.,d, (2) где И вЂ” количество гранул в отдельных классах круп ности.

Средний диаметр по формуле (2) является взвешенным по объему гранул.

Недостатком автоматических измерителей средней крупности, основанных на использовании данного способа, является необходимость измерения диаметров гранул.

При статистически же равновероятном расположении гранул на поверхности технологического потока пересечение каждой гранулы сканирующим пятном возможно по любой из ее хорд.

Известны стереологические методы реконструкции, позволяющие судить о пространственной структуре объектов по результатам измерений на плоскости наблюдения.

Так, для порошковой пробы (являющейся близким аналогом) существует следующее соотношение между моментами распределения размеров d<; фигур и длин хорд

1, . отсекаемых контурами этих фигур на случайных прямых:

{ь)

1;2;3;4 соответственно равны

Ка = 0,637; 1,000; 1,273; 1,500;

1,698.

Для существенных в данном случае моментов распределения получаем

Хи,; dr<- 1,698 Faxes(xj;

Лщ; Ы4- 1500Хих (xj;

Подставив значения левых частей этих равенств в формулу (2), получим

d =1,132,".и„ fõ,t Пп„) tõ „. (Б)

При контроле и возведении в степени каждой из длин хорд пц =1 и

1,132 $ Pg Уг. (6)

Таким образом, средний по объему диаметр гранул при статистически равновероятном их расположении на поверхности сканируемого слоя материала может быть определен по результатам измерения длин хорд пересечения.

Длины хорд Ех при автоматическом сканировании определяются по длительности IUD соответствующих сигналов импульсного датчика, т.е.: ф= КАц, i (r) где V„— скорость перемещения материала под датчиком.

1144723

С учетом этого из уравнения (6) следует, что

d =1,132 У„Э„Zt uj (8) а при постоянной. скорости Vn

d = KXt щ fKt@, (9) где К = 132; Vn — коэффициент пропорциональности.

На чертеже приведена блок-схема измерителя.

Измеритель средней по объему крупности материала 1 в потоке состоит из импульсного датчика 2, усилителя 3, формирователя прямоугольных импульсов 4, измерителя длительности импульсов 5, блока возведения величины длительности импульсов в куб

6 и в квадрат 7, генератора тактовых импульсов 8, сумматоров 9 и 10, блока деления 11, демпфирующего блока 12 и регистрирующего прибора 13.

Импульсный датчик 2 установлен над слоем гранулированного материала 1, перемещаемого с постоянной скоростью конвейером. Таким образом, осуществляется сканирование поверхности слоя материала.

При статистически равновероятном расположении гранул на поверхности слоя пересечение гранул сканирующим пятном происходит по различным хордам.

Измеритель работает следующим образом.

Сигналы импульсного датчика 2, длительность которых соответствует длинам хорд перемещаемых под датыиком гранул 1, через усилитель 3 и формирователь 4 поступает на вход измерителя длительности им4 пульсов 5. С выхода измерителя 5 сигналы, пропорциональные длительности импульсов, одновременно поступают на входы элементов возведения в куб 6 и возведения в квадрат 7. С выходом этих элементов сигналы, пропорциональные кубу и квадрату длительности каждого импульса, поступают на входы соответствующих сумматоров 9 и 10.

С выходов сумматоров сигналы поступают на входы блока деления 11, выходной сигнал которого, пропорциональный отношению суммы кубов к сумме квадратов длительности импульсов, через демпфирующий блок 12 поступает на регистрирующий прибор 13. Генератор тактовых импульсов 8 периодически производит сброс сигналов сумматоров до нулевого значения с периодичностью, зависящей от требуемой точности и непрерывности измерения.

В итоге показания оегистрирующего прибора 13 соответствуют средней по объе20 му крупности контролируемого материала.

Использование в измерителе крупности новых элементов — измерителя длительности импульсов и элементов возведения в куб и квадрат повышает точность измерения.

Повышение точности достигается тем, что средняя крупность материала измеряется в виде среднего взвешенного по объему диаметра гранул.

Использование измерителя позволит повысить точность контроля, обеспечить сопоставимость контролируемого среднего диаметра с принятым на практике и его соответствие требованиям стандартов.

Составитель В. Персиц

Редактор В. Ковтун Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 1025/5 Тираж 525 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4