Автоматический гранулометр

 

Устройство относится к области анализа гранулометрического состава дисперсных нродуктов седиментацион- HbiM методом. Цель изобретения - повышение точности анализа за счет контроля представительности пробы и за счет контроля момента начала седиментац1Ш. Автоматический гранулометр содержит седиментационный цилиндр с воронкой для ввода пробы, измерительную и корректирующую трубки, сообщающиеся с седиментационным цили1щром, измерительньц и корректирующий преобразователи уровня Ж1щкости, подключенные к измерительному автогенератору , счетчик импульсов, схему автоматической коррекции, погрещностей, дещифратор и ключи. В устройство введены второй дешифратор, три триггера, инвертор, логическая схема 2И, схемы регистрации максимума седиментационной кривой, коммутатора и формирователя меток времени. При этом измерительный процесс начинается при условии, что полез1тый сигнал заметно превышает шумы и помехи, препятствующие проведению измерений с заданной точностью. Предложенное построение устройства, полностью автоматизируя процесс анализа грансостава, позволяет избежать ошибочных повторных измерений до слива отработанной суспензии и наполнения седиментационного цилиндра чистой водой. I з.п. ф-лы, 2 ил. i с: ГчЭ О5 о | ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„126О759 И (50 4 С 01 И 15/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3896226/22-25 (22) !2.05.85 (46) 30.09.86. Бюл. Ф 36

{71) Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" и Гайский горно-обогатительный комбинат им. Ленинского комсомола (72) С.И. Кориш, П.С. Ясенев, В.В. Лихошерстов и Б.Л. Серебрянни" ков (53) 66.063.062 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 979962, кл, G 01 N !5/04, 1982.

Авторское свидетельство СССР

9 1055998, кл. G 01 И 15/04, 1983. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ГРАНУЛОМЕТР (571 Устройство относится к области анализа гранулометрического состава дисперсных продуктов седиментационным методом. Цель изобретения — повьппение точности анализа за счет контроля представительности пробы и за счет контроля момента начала седиментации. Автоматический гранулометр содержит седиментационный цилиндр с воронкой для ввода пробы, измерительную и корректирующую трубки, сообщающиеся с седиментационным цилиндром, измерительный и корректирующий преобразователи уровня жидкости, подключенные к измерительному автогенератору, счетчик импульсов, схему автоматической i,oððåêöèè погрешностей, дешифратор и ключи. В устройство введены второй дешифратор, три триггера, инвертор, логическая схема

2И, схемы регистрации максимума седиментационной кривой, коммутатора и формирователя меток времени. При этом измерительный процесс начинаетQ ся при условии, что полезный сигнал заметно превышает шумы и помехи, препятствующие проведению измерений с заданной точностью. Предложенное построение устройства, полностью автоматизируя процесс анализа грансос- Я тава, позволяет избежать ошибочных

В и повторных измерений до слива отработанной суспензии и наполнения седиментационного цилиндра чистой водой. Ф

1 з.п. ф-лы, 2 ил. 4Р

1260759

15

М =f.Т

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для определения гранулометрического состава дисперсных продуктов, и может быть использовано в горнорудной, химической и других отраслях промьппленности.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет контроля представительности пробы и момента начала седиментации.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2— временная зависимость уровня жидкости в измерительной трубке.

Автоматический гранулометр содержит седиментационпый цилиндр 1 с воронкой 2 для ввода пробы. Измерительная 3 и корректирующая 4 трубки сообщаются с седиментационным цилиндром 1. Измерительный 5 и корректирую" щий 6 преобразователи уровня через ключи 7 и 8 включены в колебательный контур измерительного автогенератора

9, выход которого подключен к счетчику 10, соединенному с входом первого дешифратора 11 непосредственно и через ключ 12 — к схеме 13 обработки информации. Через ключ 14 схема 15 автоматической коррекции погрешностей. измерения соединена входом с из.мерительным автогенератором 9, а выходом — с синхронизатором 16, управляющие выходы которого соединены с управляющими входами ключей 7,8, 12, 14. Вход второго дешифратора 17 соединен с входом схемы 13 обработки информации, а выходы второго дешиф1затора 17 соединены с единичным и нулевым входами первого триггера 18.

Вход инвертора 19 соединен с единич* пым выходом первого триггера 18 и с первым входом логической схемы И 20, второй вход которой соединен с выходом инвертора 19 и конденсатором

21, Единичный вход второго триггера

22 соединен с выходом логической схемы И 2Ч, а единичный выход триг- . гера 22 — с управляющим входом схемы регистрации максимума седиментационной кривой 23, информационный вход которой соединен с входом второго дешифратора 17. Выход схемы 23 сое динен с единичным входом третьего триггера ?4, единичный выход которого подключен к управляющим входам схемы 13 обработки информации и коммутатора 25. Импульсный вход коммутатора 25 соединен с тактовым. выходом ,синхронизатора 16, а выход комму-, татора 25 — с входом формирователя

26 меток времени, выходы которого подключены к таймерным входам схемы

13 обработки информации. Выход "Конец цикла" схемы 13 обработки информации соединены с нулевыми входами триггеров 22 и 24. Выход "Конец радиоимпульса" синхронизатора 16 соединен с регистрационными входами вто" рого дешифратора 17, схемы 13 обработки информации и схемы 23 регист рации максимума седиментационной кривой.

Устройство работает слецующим образом.

Перед началом измерений седимента" ионный цилиндр 1 заполняется водой.

Уровень воды в измерительной трубке

3, измерительном преобразователе 5 уровня и седиментационном цилиндре 1 при этом одинаков и соответствует началу отсчета. Измерительный преобразователь 5 и корректирующий 6 преобразователи уровня, например, поплавкового типа с индуктивным чувст30 вительным элементом занимают исходные положения и поочередно включаются в колебательный контур измерительного автогенератора 9 через ключи

7, 8. Частота колебаний измерительного автогенератора 9 определяется индуктивностью включаемых в его контур преобразователей 5 и 6.

Измерительный автогенератор 9 работает в импульсном режиме, формируя поочередно пачки колебаний (радиоимпульсы), длительность которых зависит от времени включения в его колебательный контур измерительного и корректирующего преобраэовате. лей 5, 6 ключами 7, 8. Число колео

45 баний в пачке определяется выражением,где 1. — частота колебаний;

Т вЂ” длительность радиоимпульса.

Иэ выражения (1) следует, что число колебаний в пачке зависит не только от генерируемой частоты, но

55 также от длительности радиоимпульса, Последнее обстоятельство использует. ся для коррекции погрешностей, вызванных дестабилизирующими факторами

1260759 мерительного радиоимпульса, когда в счетчик 10 пройдет Н,„,„ импульсов, что эквивалентно установке нуля до введения пробы.

После введения пробы в седиментационный цилиндр 1 через воронку 2 уровень жидкости в корректирующей трубке 4 не изменяется, поскольку она соединена с седиментационным ци- линдром 1 выше узкого торца воронки

55 механической (толчки, удары седиментационного цилиндра, приводящие к изменению начального уровня жидкости в нем) и электрической природы (изменение емкости с изменением влажности и вызванные этим изменения частоты, температурные уходы частоты и т.п.)

Коррекция погрешностей осуществляется автоматически при включении ключей 8, 14. При этом частота колебаний измерительного автогенератора 9 определяется индуктивностью корректирующего преобразователя 6.

Корректирующий радиоимпульс подает- 15 ся на схему 15 автоматической коррекции погрешностей, которая при градуировке настраивается на фиксированное число колебаний в радиоимпульсе. При отклонении от этого чис- 20 ла вырабатывается команда коррекции длительности включения ключа 8 и соответственно длительности радиоимпульса. Если, например, уровень жидкости в седиментационном цилинд- 25 ре понизится по сравнению с первоначальным, индуктивность преобразователя 6 увеличится„ частота колебаний понизится. Вызванное этим умень- . шение числа колебаний в пачке по 30 сравнению с градуировочным приведет к формированию схемой 15 автоматической коррекции погрешностей измерения управляющего сигнала, увеличивающего длительность радиоимпульса до тех пор, пока число колебаний в нем не вернется к прежнему значению Н1 . Найденное в корректирующем такте работы устройства скорректирор вайное значение длительности радиоим-40 пульса Т., запоминается и используется в измерительном такте работы.

Исходному уровню жидкости в измерительной трубке 3 соответствует начальное,„ „ число колебаний в измерительном радиоимпульсе. Дешифратор 11 настроен на число Й,„ „ и сбрасывает счетчик 10 по окончании из2. Твердые частицы пробы будут находиться в пространстве между измерительной 3 и корректирующей 4 трубками. Давление, которое оказывают твердые частицы на жидкость в седиментациокном цилиндре 1, приводит к изменению уровня жидкости в измерительной трубке 3, носящему экстремальный характер (см. фиг.2). Приращение уровня жидкости относительно первоначального значения в каждый момент времени t, t,...,t„ пропорционально массе частиц, еще не вы:павших в осадок к данному моменту ! времени. Зарегистрировав максимальныи уровень h макс, пропорциональный массе твердых частиц, введенных в седиментационный цилиндр, и текущие значения уровня 1, соответствуюь щие выпадению в осадок частиц контролируемых классов крупности, по формуле к (21

h макс определяют содержание частиц в выделенных классах крупности.

В измерительном такте работы устройства включаются ключи 7, 12. Содержимое счетчика 10, пропорциональное уровню жидкости в измерительной трубке через ключ 12 подается на второй дешифратор 17. Последний расшифровывает два состояния измерительного преобразователя 5: исходное (до введения пробы) и некоторое пороговое h„„ которое преобразователь 5 проходит только в том случае, когда масса введенных твердых частиц не менее порогового значения, необходимого для проведения анализа грансостава с заданной точностью. При исходном значении уровня жидкости в измерительной трубке 3 дешифратор 17 устанавливает триггер 18 в нулевое состояние. Превышение уровня h„ р в момент „, приводит к появлению команды на другом выходе дешифратора

17 и переводу триггера 18 в единичное состояние.

По переднему фронту положительного импульса на единичном выходе .триггера 18 автоматически формируетсй короткая команда начала анализа следующим образом. Нулевому состоянию триггера 18 соответствует низкий,потенциал на его единичном выходе и высокий — на выходе инвертора 19.

1260759

13.обработки информации и .схемы 23 регистрации максимума седиментационной кривой.

До этого высокого потенциала заряжается конденсатор 21. В момент t„. когда триггер 18 переключается в единичное состояние, на первом входе схемы 20 появляется высокий потенциал. На втором входе схемы 20 сохраняется высокий потенциал до разряда конденсатора 21. В результате одновременного присутствия на обоих входах схемы 20 высоких потенциалов в 10 течение интервала разряда конденсатора 21, на выходе схемы 20 формируется команда, по которой начинается анализ грансостава.

По команде начала анализа триггер

22 переводится в единичное состояние, чем обеспечивается включение схемы

23 регистрации максимума седиментационной кривой. В момент1 схема 23 м выдает команду о достижении максимума кривой h(t) . По этой команде триггер 24 переводится в единичное состояние. Высокий потенциал на выходе триггера 24 используется для регистрации максимального и текущего уровней кривой h(t) и схемой 13 обработки информации, а также открывает коммутатор 25. Импульсы< с тактового выхода синхронизатора 16 через коммутатор 25 начинают поступать на формирователь 26 меток времени. Метки t,, t,...,с„ поступают с форми- рователя 26 на таймерные входы схемы 13 обработки информации и используются для регистрации текущих значений ординат седиментационной кривой. После регистрации самого мелкого из контролируемых классов крупности с выхода "Конец цикла" схемы 13 обработки информации на триггеры 22, 24 поступает команда установки нуля.

Процесс анализа грансостава заканчивается. Повторный ошибочный анализ невозможен, так как триггер 18 вер45 нется в исходное состояние:только после слива отработанной .суспензии и наполнения гранулометра чистой водойе

Синхронная работа устройства в режиме разделения времени между измерительным и корректирующим тактами обеспечивается синхронизатором

16, который вырабатывает команды переключения ключей 7, 8, 12, 14, генерирует тактовые импульсы для формирователя 26 меток времени и формирует команды "Конец радиоимпульса" для второго дешифратора 17, схемы

Формула изобретения

1. Автоматический гранулометр, содержащий седиментационный цилиндр с воронкой для ввода пробы, измерительную и корректирующую трубки, сообщающиеся,с седиментационным цилиндром, измерительный и корректирующий преобразователи уровня жидкости, установленные в трубках и подключенные соответственно через первый и второй ключи к измерительному автогенератору, выход которого соединен со счетчиком и через третий ключ с входом схемы автоматической коррекции погрешностей, при этом выход схемы автоматической коррекции подключен к управляющему входу синхронизатора, выход счетчика соединен непосредственно с входом первого дешифратора, а через четвертый ключ с входом схемы обработки информации, выход первого дешифратора подключен к управляющему входу счетчика, а управляющие входы всех ключей подключены к синхронизатору, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности измерения за счет контроля представительности пробы, гранулометр дополнительно содержит второй дешифратор, вход которого подкл)очен к выходу четвертого ключа, а выходы соединены с единичным и нуле вым входами первого триггера, выход которого подключен непосредственно к первому входу схемы И, а через ин.вертор.к второму входу схемы И, выход которой соединен с входом обнуления схемы обработки информации, при этом между вторым входом схемы И и общей шиной питания подключен конденсатор.

2. Гранулометр по п.l, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения.точности измерения за счет контроля момента начала седиментации, гранулометр дополнительно содержит второй триггер, единичный вход которого соединен с выходом схемы И, а выход подключен к управляющему входу схемы регистрации максимума седиментационной кривой, информационный вход которой соединен с

1260759

97ие. f

1 4 <п

Составитель Д. Громов

Техред H.Попович 1(орректор В. Синицкая

Редактор M. Товтин

Заказ 5219/40

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул. Проектная, 4 выходом четвертого ключа, а выход подключен к единичному входу третьего триггера, нулевые входы второго и третьего триггеров объединены и соединены с выходом окончания цикла схе- g мы обработки информации, выход третьего триггера подключен к управляющим входам схемы обработки информации и коммутатора импульсный вход которого соединен с тактовым выхо- 10 дом синхронизатора, а выход — с входом формирователя меток времени, выходы которого подключены к таймерным входам схемы обработки информации, при этом выход окончания радиоимпульса ° синхронизатора присоединен к управляющим входам схемы обработки информации, схемы регистрации. макси" мума седиментационной кривой и второго дешифратора.