Устройство для контроля качества дисперсных материалов

 

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для определения качества дисперсных материалов. Цель изобретенияповышение точности контроля. Устройство содержит дифференциальный емкостный двухсторонний накладной датчик , примыканмций одной стороной через упругозакрепленную термовыравнивающую мембрану к камере, заполненной образцовым материалом, а другой стороной через такую же термовьфавнивающую упругую мембрану - к исследуемому материалуi В устройстве обеспечивается равенство плотностей исследуемого и образцового материалов и выравнива- ,ние температуры по объему исследуемого материала. 1 з.п. ф-хи,- I ил. с (О Од 00 00 со -4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (Ю 4 С 01 N 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4015007/31-25 (22) 30.01.86 (46) 23.06.87. Бюл. 1Ф 23 (71) Киевский технологический институт легкой промышленности (72) Н.M.Ñâèðèäoâ, Ю.А.Скрипник, В.A,Åôðåìîâ, В.Н.Гладкий, А.И.Мандебура и С.Ю.Любимова (53) 551.507.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 585436, кл,,G 01 N 27/22, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 851285, кл, G 01 R 27/26, 1979..80„, 1 18897 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИА110В (57) Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для определения качества дисперсных материалов. Цель изобретенияповышение точности контроля. Устройство содержит дифференциальный емкостный двухсторонний накладной датчик, примыкающий одной стороной через упругозакрепленную термовыравнивающую мембрану к камере, заполненной образцовым материалом, а другой стороной через такую же термовыравнивающую упругую мембрану - к исследуемому материалу. В устройстве обеспечивается равенство плотностей исследуемого и образцового материалов и выравнива,ние температуры по объему исследуемого материала. 1 з.п. ф лы 1 ил.

1 131889

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для определения качества дисперс«ых материалов, преимущественно для контроля концентрации компонентов в смеси сыпучих материалов в степени однородности смеси в легкой, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повыше- 10 ние точности контроля.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первичный преобразователь, включающий погружной корпус 1, в котором размещен дифференциальный емкостный датчик, включающий два накладных конденсатора 2 и

3, состоящих из высокопотенциальных и низкопотенциальных электродов 4 и

5, закрепленных на одной диэлектрической подложке 6, две диэлектрические прокладки 7 и 8 с большим коэффициентом теплопроводности, из кото25 рых одна прокладка 7 установлена между образцовым материалом 9 и рабочей поверхностью конденсатора 2, а дру- . гая прокладка 8 установлена в таком положении, при котором одной своей стороной примыкает соответственно к рабочей поверхности конденсатора 3, а другой стороной — к контролируемому дисперсному материалу 10.

Прокладки 7 и 8 закреплены в корпусе 1 при помощи гибких и упругих пластин 11 с возможностью поперечного перемещения относительно рабочих поверхностей конденсаторов в прямом и обратном направлениях.

Устройство содержит также шарики

12, установленные в полусферические углубления диэлектрической подложки

6 с возможностью вращения вокруг-. своего центра, полусферические углуб- у ления 13 в диэлектрических прокладках 7 и 8, средство перемещения дифференциального датчика, состоящего из привода 14, установленного в корпусе 1 и штока 15 связанного кинематически с приводом 14 и с диэлектрической.подложкой 6, преобразователь 16 разности емкостей в напражение, входы которого подключены к электродам 4 и 5 накладных конденсаторов 2 и 3, и блок 17 .обработки информации, подключенный к выходу преобразователя 1 6 разности емкостей в напражение.

7 2

Устройство работает следующим образом.

В погружном корпусе 1 устройства находятся накладные конденсаторы 2 и 3, низкопотенциальные и высокопотенциальные электроды 4 и 5, которые закреплены на противоположных сторонах диэлектрической подложки 6 с большим коэффициентом теплопроводности. Диэлектрическая подложка 6 с закрепленными на ней накладными конденсаторами 2 и 3 установлена между диэлектрическими прокладками 7 и 8 с большим коэффициентом теплопроводности с возможностью перемещения вдоль них. Для исключения трения между электродами накладных конденсаторов 2 и 3 и поверхностью прокладок

7 и 8, а следовательно, и для предотвращения износа трущихся поверхностей и засорения при этом межэлектродных промежутков, и, как следствие, появления дополнительной погрешности измерения, в полусферические углубления, расположенные по краям диэлектрической подложки 6, установлены шарики 12 с возможностью вращения вокруг своего центра.

Причем шарики установлены таким образом, что их только небольшая сферическая часть выступает над плоскостями рабочих поверхностей накладных конденсаторов 2 и 3, Диэлектрические прокладки 7 и 8 закреплены в корпусе 1 при помощи гибких и упругих пластин 11, которые позволяют перемещаться прокладкам. 7 и 8 только в поперечном направлении относительно рабочих поверхностей конденсатаров 2 и 3. Для фиксации и плотного прилегания рабочих поверхностей накладных конденсаторов 2 и 3 к прокладкам 7 и 8 на их поверхностях в местах измерения образцового 9 и контролируемого 10 дисперсных материалов имеются полусферические углубления 13, количество и расположение которых соответствует количеству и расположению шариков в диэлектрической подложке 6. В корпусе 1 между его стенкой и прокладкой 7 помещен образцовый дисперсный материал 9.

Для определения качества дисперсного материала, состоящего, например, из двух компонентов с различной диэлектрической проницаемостью, необходимо знать не только процентное соотношение этих компонентов в общей мас97 4

3 13188 се смеси, но и локальные отклонения этих компонентов, т.е. необходимо контролировать также однородность смеси по всей ее массе. После выгрузки из смесителей в приемный бункер дисперсного материала 10, локальные температуры по всему объему этой смеси могут быть различные, что приводит к локальным температурным изменениям диэлектрических свойств дис- 10 персного материала 10.

При погружении первичного преобразователя устройства в контролируемую массу смеси 10 давления в образцовом однородном 9 и в контролируемом 10 15 дисперсных материалах будут всегда примерно одинаковыми между собой, независимо от глубины погружения .корпуса 1 в контролируемую смесь.

Этд достигается путем применения под-20 вижных диэлектрических прокладок 7 и 8. Воздействие одинакового давления на образцовый 9 и контролируемый .10 дисперсные материалы приводит к одинаковой степени их уплотнения, что вызывает одинаковые приращения емкостей конденсаторов 2 и 3. Так как результат измерения получают из разностей емкостей этих конденсаторов, то это позволяет исключить существен- 30 ную погрешность измерения, связанную с различной степенью уплотнения контролируемого материала 10.

Использование диэлектрической прокладки 8 с большим коэффициентом теплопроводности позволяет быстро выравнивать локальные перепады темпера.тур материала 10 между различными его участками, расположенными вблизи поверхности прокладки 8, это делает 40 возможным исключение погрешностей измерения, обсуловленных температурным изменением диэлектрических свойств контролируемого дисперсного материала 10 на измеряемых участках. 45

Следовательно, изменение емкости накладного конденсатора 3 между раз.личными измеряемыми участками происхо-. дит только за счет изменения диэлектрической проницаемости дисперсного 50 материала 10, обусловленной различным соотношением компонентов смеси, т.е, неоднородностью.

При отсутствии образцового 9 и контролируемого 10 материалов емкости накладных конденсаторов 2 и 3 одинаковы. Так как информативный сигнал получают из разности емкостей этих конденсаторов, то выходной сигнал (напряжение) на выходе преобразователя 16 разности емкостей в напряжение отсутствует. Следовательно, индикатор (стрелка) регистратора блока 17 обработки информации должен находиться в нулевом положении.

При помещении образцовой однородной дисперсной смеси 9 в корпус

1 и погружении преобразователя в контролируемый дисперсный материал 10 емкости накладных конденсаторов возрастут пропорционально диэлектрическим свойствам этих материалов. На выходе преобразователя 16 разности емкостей в напряжение появится сигнал, величина и знак которого будут определяться диэлектрическими свойствами материалов

9 и 10. Этот сигнал поступает на блок 17, который обрабатывает его и регистрирует.

Величина отклонения индикатора ат нулевого среднего положения по часовой стрелке или против нее однозначно связана с отклонением диэлектрических свойств, определяемых процентным содержанием составных компонентов, контролируемого материала 10 относительно образцового материала 9.

При измерениях однородного дисперсного материала 10 величина отклонения индикатора регистратора блока 17 от нулевого положения определяется только различным процентным соотношением его составных компонентов относительно образцового материала 9.

Для определения локальной неоднородности контролируемого материала

10 индикатор регистратора блока 17 обработки информации нeoáõoäèìo вчовь установить (автоматически или вручную) в нулевое положение и переместить вдоль прокладок 7 и 8 при помощи привода 1ч и штока 15 диэлектрическую подложку 6 с закрепленными на ней накладными конденсаторами 2 и 3 на другой измеряемый участок контролируемого материала 10. При этом, в начальный момент движения подложки б шарики 12 выходят из углубления 13 прокладок 7 и 8 и вызывают появление небольшого зазора между этими прокладками и рабочими поверхностями накладных конденсаторов 2 и 3.

Дальнейшее движение подложки 6 происходит при вращающихся шариках

12, что способствует более легкому

5 131889 и быстрому перемещению подложки б иэ одного измеряемого участка в другой. При достижении очередного измеряемого участка дифференциальным датчиком шарики 12 вкатываются в .полусферические углубления 13 и прокладки 7 и 8 вновь прижимаются с прежним усилием к рабочим поверхностям накладных конденсаторов 2 и 3. Количест во измеряемых участков на прокладках 10

7 и 8 может быть от двух (как показано на чертеже) и больше.

При наличии неоднородности между измеряемыми участками контролируемого материала 10 индикатор регистрато- 15 ра блока 17 относится от нулевого положения, Причем, величина отклонения индикатора будет однозначно связана только с неоднородностью между различными измеряемыми участками мате- 20 риала 10. При однородном контролируемом дисперсном материале 10 отклонение индикатора блока 17 от его нулевого положения не будет происходить при контроле как в одном измеряемом месте, так и на различных участках смеси в приемном бункере, Следовательно, о качестве дисперсных материалов судят по величине отклонений индикатора регистратора блока 17 от нулево- 30 го положения при измерении двух различных участков контролируемого материала.

Таким образом, в устройстве существенно повышена точность контроля Я5 качества дисперсных материалов за счет исключения погрешностей измерения, обусловленных наличием температурного градиента между измеряемыми участками контролируемого дисперсного 40 материала, который вызывает локальные различные температурные изменения диэлектрических свойств этого матерна" ла, а также изменение коэффициента передачи емкостного датчика. Кроме 45 того, исключена также погрешность измерения, связанная с различной степенью уплотнения контролируемого дисперсного материала.

7 б

Формула изобретения

1.устройство для контроля качества дисперсных материалов, содержащее первичный преобразователь, включающий погружной корпус, в котором размещены дифференциальный емкостный датчик, включающий два накладных кбнденсатора, состоящих из высокопотенциальных и низкопотенциальных электродов, закрепленных на одной диэлектрической подложке, и камера с образцовым однородным дисперсным материалом, примыкающим к рабочей поверхности одного из накладных конденсаторов, преобразователь разности емкостей в напряжение, входы которого подключены к высокопотенциальным и низкопотенциальным электродам накладных конденсаторов, и.блок обработки информации, подключенный к выходу преобразователя разности емкостей в напряжение, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены две диэлектрические прокладки с большим коэффициентом теплопроводности, иэ которых первая установлена между образцовым материалом и рабочей поверхностью одного из конденсаторов, а вторая прокладка одной стороной примыкает соответственно. к рабочей поверхности другого конденсатора, другой стороной — к контролируемому дисперсному материалу, причем обе прокладки закреплены в погружном корпусе с возможностью поперечного перемещения относительно рабочих поверхностей накладных конденсаторов, а накладные конденсаторы расположены между двумя прокладками с возможностью перемещения вдоль них, а также средство перемещения дифференциального датчика.

2,Устройство по и.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в прокладках и подложке дифференциального емкостного датчика выпоЛнены полусферические углебления, в которые установлены шарики-фиксаторы.!

31?F97

Составитель В.Немцев

Техред Л.Олийнык Корректор Г,Решетник

Редактор А.Шандор

Заказ 2503/37 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4