Устройство для измерения скорости движения твердой фазы пульпы земснаряда

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (191 (И>

Е 02 F 3/88, Q Ol P 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 651092 (21) 3831308/29-03 (22) 25.12.84 (46) 23.07.86. Бюл. У 27 (72) А.Б. Релин и В.П. Конторович (53) 621.879.45(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

II 651092. кл. Е 02 F 3/88, !979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ПУЛЬПЫ ЗЕМСНАРЯДА по авт. св. Р 651092, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения помехозащищенности процесса измерения скорости путем определения доминирующей частоты спектра процесса изменения величины консистенции пульпы, оно снабжено последовательно соединенными многоканальным спектроаналиэатором, блоком определения доминирующей частоты с задатчиком времени анализа, блоком управления фильтром и управляемым узкополосным фильтром, через который выход консистометра подключен к входу элемента дифференцирования вычислительного блока, причем выход узла управления вычислительного блока подключен к управляющему входу блока управления фильтром, а к входу спектроанапиэатора подключен выход консистометра.

1 12

Изобретение относится к области измерений скорости движения фаз мно. гокомпонентных потоков и может быть преимущественно использовано для автоматического контроля технологических параметров горных установок, предназначенных для добычи или транспортировки полезных ископаемых гидроспособом, например земснарядов, и,является усовершенствованием устройства для измерения скорости движения твердой фазы пульпы земснаряда по основному авт, св, 11 651092.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности процесса измерения скорости путем определения доминирующей частоты спектра процесса изменения величины консистенции пульпы.

Поставленная цель достигается за счет адаптивной перестройки структуры устройства измерения скорости, происходящей автоматически по изменению соотношению мощностей частотных компонентов спектра контролируемого процесса изменения К (за счет перестройки последовательно включенного фильтра), обеспечивающей обработку вычислительным блоком (реализующего

"ДИВ-метод" измерения U ) более помехозащищенного сигнала, определяемо" го доминирующей частотой:спектра этого процесса. При этом существенно повышается помехозащищенность и самого процесса определения скорости за счет сведения к минимуму возможных искажений обрабатываемого в вычислительном блоке сигнала, связанных с наличием в сигнале U„<„ „> легко

1 деформируемых маломощных гармонических составляющих спектра процесса изменения К„, а также постоянной составляющей. Работа вычислительного блока с более чистым сигналом обеспечивает повышение точности и надежности измерения скорости устройст вом. Кроме того, возможность устройства как бы подстраиваться под спектральные характеристики контролируемого двухфазного потока существенно расширяет область применения подобных средств для измерения скоростей движения компонентов различных двухфазных потоков, имеющих широкий диапазон частот и нестационарный характер спектра процесса естественных изменений их консистенции.

45663 2 ния скорости движения твердой фазы пульпы (ТФП) земснаряда.

Устройство содержит два датчика

1 и 2 (нанример, высокочастотных емкостных рассеянного поля), расположенных на фиксированном расстоянии

1 один от другого вдоль пульпопровода 3. Датчики подключены к. двухканальному коммутатору 4, выход кото1О рого соединен с входом консистометра 5 (например, высокочастотного диэлькометрического). С выходом кон- систометра соединен вход многоканального снектроанализатора-коррелятора

15 (или спекора) 6, выходы которого, подключены к входам блока 7 определения доминирующей частоты с задатчиком времени анализа (l, ), чей выход подключен к входу блока 8 управле20 ния фильтром. Выход блока 8 соединен с входом управления управляемого узкополосного фильтра 9, чей вход подключен к входу блока б,а выход соединен с входом элемента 10 дифферен25 цирования вычислительного блока 11, Елок 11 имеет также двухканальные элементы .12 сравнения и памяти 13, к выходам элемента 12 подключен элемент 14 совпадения, выход которого соединен с входами счетчика 15 времени и узла 16 управления, выход ко-. торого подключен к входам управления коммутатора 4 и блока 8 управления фильтром, а также к входам элементов памяти 13, сравнения 12 и второму входу счетчика 15 времени. Входы первых каналов элементов 12 и 13 соединены между собой, образуя вход блока 11, с которым связан и вход эле40 мента 10. Выход элемента 10 соединен с входом второго канала элемента 13 памяти и первым входом аналогичного

° и канала элемента 12. Вторые входы кйналов элемента 12 сравнения связаны с выходами аналогичных каналов элемента 13 памяти. Выход счетчика 15 времени является выходом всего устройства.

SO

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измереУстройство работает следующимобразом, При подаче в дискретный момент времени сигнала с узла 16 управления коммутатор 4 подключает датчик I к консистометру 5. Одновременно с этим элемент 13 памяти включается, а элемент 12 сравнения отключается. При этом сигнал, пропорциональный текущему значению консистенции пульпы

3 1245 (U ), определяемой в сечении A пульпопровода 3, поступает на вход блока 6. При прохождении этого сигнала через управляемый узкополосный фильтр

9 из него выделяется составляющая

V„ (f ) с доминирующей частотой Г

его с ектра, которая и поступает в вычислительный блок 11 для определения скорости движения ТФП VT . В блоке ll происходит запоминание в двух- 10 канальном элементе 13 памяти совокупности признаков распознавания локаль- ° ного объема ТФП (его метки): мгновенного значения К и знака производной процесса ее изменения, определяе- 15 мого с помощью элемента 10. Одновременно включается и счетчик 15 времени. После окончания описанного процесса по команде с узла 16 коммутатор 4 подключает к консистометру 5 2о датчик 2. Одновременно с этим включается элемент 12 сравнения. Теперь на вход блока 6 поступает сигнал V а на вход блока Il V„z (f> ). С помощью элемента 12 сравнения происходит не- 25 прерывное сравнение запомненной (с помощью элемента 13 памяти) совокупности признаков распознавания "меченого " в сечении А пульпопровода локального объема ТФП с ее текущими значениями, определяемыми консистометром 5 и фильтром 9 а также элементом 10 дифференцирования. При прохождении "меченого" локального объема

ТФП через сечение Б пульпопровода на

35 элементе 12 происходит совпадение запомненной совокупности его признас ков распознавания, что фиксируется с помощью элемента 14 совпадения.

По .сигналу с выхода последнего счетчик 15 останавливается, а узел 16 управления переводит схему в исходное состояние, подготавливая ее к очередному циклу измерения Ч . Определяя .время, затраченное "меченым локальным объемом ТФП на прохождение измерительного участка 1д, вычисляют скорость V, в значениях которой градуируется выход блока ll, Если по причине возможного искажения призна- 50 ков распознавания "меченого" объема

ТФП происходит сбой в его обнаруже нии, то по истечении установленного времени t сброса подается команда с узла 16 на сброс памяти (элемент 13) Ы и времени (счетчик 15). После этого схема переводится в исходное состояние и начинается новый цикл измере663 ния V . При этом на выходе счетчика т

15 запоминается (хранится) значение

V вычисленное в предыдущем цикле измерения. Описанный цикл измерения скорости периодически повторяется, причем частота повторения циклов (их количество) автоматически меняется в зависимости от величины Vz . Это обеспечивается наличием функциональной связи с выхода элемента 14 на вход узла 16 управления. При этом поддерживается практически неизменным отношение количества измерений в секунду и величины Чт, что приводит к постоянству погрешности измерений во всем диапазоне ее изменения.

Определение и выделение доминирующей частоты спектра контролируемого процесса изменения величины консистенции пульпы осуществляется блоками 6-9 следующим образом. Сигнал

V„« > поступает на вход многоканального спектроанализатора-коррелятора (спекора) 6, который обеспечивает непрерывный качественный анализ спектра процесса изменения во времени консистенции пульпы К, например, в диапазоне частот до 25 Гц. При этом на его выходах определяется мощность случайного сигнала Ч„, e) J=(1,... ...,n) полосах частот его спектра:

, 6,..., . Блок 7 определения до 3 1 Э минирующей частоты f анализирует ин9 формацию, поступающую на его входы со спектроанализатора 6 в течение времени анализа t устанавливаемого его задатчиком V(t ). По окончании времени t происходит уточнение величины сигнала на выходе блока 8, пропорционального значению f< спектра анализируемого процесса Ч (1), и начинается новый цикл анализа, по окончании которого вновь происходит уточнение выходного сигнала, поступающего на блок управления фильтром и т.д.

Блок 8 вырабатывает команду V ä для перестройки узкополосного фильтра 9.

Причем изменение этой команды, а значит и перестройка фильтра, разрешается только в течение времени подготовки (t ) элемента 13 памяти к запоминанию информации. Указанное время перестройки фильтра 9 определяется командой V(tÄ), поступающей на вход управления блока 8 с узла 16 управления. Такая синхронизация работы элементов вычислительного блока

11 и моментов перестройки фильтра 9

1245663

Составитель P. Гладун

Техред В.Кадар Корректор Г. Решетник

Редактор Е. Папп

Заказ 3967/20 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 исключает возможность искусственного .искажения информации, поступающей через него на блок ll вычисления Ч, По команде Ч„„р фильтр 9 перестраивается на одну из его дискретных полос (до 25 Гц), обеспечивая тем самым выделение из сигнала V„<< > сос1 тавляющей Ч„<д,1 (f ) с доминирующей ,частотой Г, его спектра, которая в данный момент определена устройством.

При этом высокая точность определения доминирующей частоты Г обеспечиваетФ ся использованием в устройстве не просто спектроанализатора, а спекора (спектроанализатора-коррелятора), реализующего высококачественный спектральный анализ исследуемого случайного сигнала.