Способ анализа дисперсного состава полидисперсных материалов

 

Изобретение касается измерений параметров полидисперсных материалов, в частности способов гранулометрического анализа порошка в несущей среде. Цель изобретения - увеличение точности анализа дисперсного состава. До фракционного разделения закольцовывают поток частиц введенной пробы в среду и измеряют концентрацию частиц закольцованного потока, а затем осуществляют фракционное разделение частиц пробы в среде последовательно по их размерам и в смежных точках измерения концентрации проводят измерение дифференциальной концентрации, по которой судят о дисперсном составе. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4318610/3)-25 (22) 16.10.87 (46) 15.01.90. Бюл. 1) - 2 (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики при Томском государственном университете (72) А.И.Кириллов (53) 539.2)5(033.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 1062570, кл. G 01 N )5/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР

К 1060571, кл. G 01 1) 15/02, 1933. (54) СПОСОБ АНАЛИЗА ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА ПОЛИДИСПЕРСНЬП МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение касается измерений

Изобретение относится к измерениям параметров полидисперсных материалов, в частности к способам гранулометрического анализа порошка в несущей среде.

Целью изобретения является увеличение точности анализа дисперсного состава.

На чертеже представлена блок-схема устройства для анализа дисперсного состава полидиснерсного материала.

Устройство для анализа дисперсного состава полидисперсного материала содержит кольцевую линию 1, в качестве которой используется пневмо- или гидролиния; побудитель 2 потока несущей среды,. включенный в разрыв линии, в качестве которой может быть использован насос, вентилятор и т,п,; датчики 3 интенсивности поля, в качестве коТОрых используют в зависимости от

„„SU„„3536270 д1 (51)5 G О) N 15/02 параметров полидисперсных материалов, в частности способов гранулометрического анализа порошка в несущей среде.

Цель изобретения — увеличение точности анализа дисперсного состава. До фракционного разделения эакольцовывают поток частиц введенной пробы в среду и измеряют концентрацию частиц закольцованного потока, а затем осуществляют фракционное разделение частиц пробы в среде последовательно по их размерам и в смежных точках измерения концентрации проводят измерение дифференциальной концентрации, по которой судят о дисперсном составе, 1 ил. вида и характера поля оптические, индуктивные, емкостные и другие преобразователи; возбудители 4 поля участков линии, на которых размещены датчики, в качестве которых могут быть использованы в заВисимости от рода поля источники света, обмотки возбуж- © дения трансформаторных датчиков и М другие, модулятор 5 интенсивности поля, выход которого связан с возбудителями, в качестве которого может быть использован управляемый делитель, транзистор и другие элементы; генератор 6 поля, выход которого подключен к входу модулятора; детекторы

7 сигналов, вход каждого из которых подключен к выходу датчика, в качестве которых могут быть использованы синхронные выпрямители с усилением сигнала; нормирователь 8 концентрации, включающий дифференциальный уси1536270 лйтель 9, источник 10 опорного напряж ния, электродвигатель ll и выключ тель 12, причем выход одного из дет кторов подключен к первому входу д лфференционального усилителя, вто5 рой вход которого соединен с источникОм опорного напряжения, а выход соединен с входом выключателя, выход которого соединен с электродвигателем, механически связанным с управляющим входом модулятора; классификатор 13 ч стиц, вход которого соецинен линией с выходом побудителя, а выход соедин н линией с входом побудителя, в ка- )5 ч стве классификатора может быть иси льзован центробежный сепаратор; блок )4 управления, выход которого соединен с управляющим входом выключателя, в качестве блока управления м жет быть использован генератор ими льсов с распределителем, логичес к е устройство; формирователь 15 нап р жения специальной формы, вход котор го подключен к первому выходу блока 25 управления, а выход соединен с классйфикатором; формирователь 16 временнфго сигнала, вход которого соединен с выходом блока управления, в качеств формирователя может быть использован генератор пилообразного напряжения; вычислитель 17 сигналов, входы которого подключены к выходам детек" тОра, в качестве которого может бить иСпольэован деференциальный усилитель; регистратор 18, первый вход ко- т) рого соединен с выходом вычитател, а второй вход — с выходом формирователя временного сигнала, в качестве регистратора может быть использован графопостроитель, 40

Способ осуществляют следующим образом.

Закольцовывают поток частиц вводом массы пробы в циркулирующую среду в кольцевой линии l под действием побудителя 2, Частицы пробы перемешивают движущейся с постоянной скоростью средой. Затем измеряют концентрацию частиц в двух точках потока по интенсивности поля в этих точках с помощью датчиков 3, каждый из которых возмущается полем возбудителя 4, эиергию на который подают с генератора 6 поля через модулятор 5, причем сигнал каждого датчика детектируют детектором 7, в результате чего на выходе детектора 8 образуется сигнал, зависящий как от интенсивности поля генератора 6, так и от наличия частиц в точках измерения.

При изменении концентрации доводят измеренные ее значения до заданной величины путем нормирования преобразовательной характеристики каждого канала измерения с помощью нормирователя 8, в котором осуществляют сравнение выделяемого сигнала детектором 7 с опорным источником )О с помощью дифференциального усилителя 9, с Помощью которого выделяют разность и подают ее на электродвигатель 11 через выключатель 12.

При этом электродвигатель, вращаясь в соответствующую знаку разности сторону, изменяет интенсивность поля, создаваемую возбудителями в потоке за счет изменения поступающей мощности с модулятора 5 так, что указанная разность уменьшается до минималь ной величины.

Выделяемый сигнал с детектора 7 в этом случае равен опорному сигналу независимо от концентрации частиц в потоке, массы введенной пробы и влияния материала частиц на интенсивность поля, измеряемого датчиками.

Затем осуществляют фракционное разделение частйц последовательно во времени по их размеру с помощью классификаторов )3 с момента поступления на него сигнала спецформы с выхода формирователя 15 при поступлении команды с блока 14 управления. Этой >ке командой разрывают цепь электродвигателя 11 выключателем 12, чем фиксиру" ют коэффициент модуляции в модуляторе 5, а также этой командой запускают временную развертку на регистраторе 18, формируемую в формирователе 16.

Временный сигнал на выходе формирователя 16 пропорционален в каждый момент времени величине граничного размера частиц, зависящей от соотношения сил, действующих на частицы в потоке на участке фракционного разделения.

При фракционировании создают перемещающиеся перепады расходной концентрации путем изменения величины радиальной к потоку силы по заданному закону. Время изменения „ меньше времени ь обращения частиц в заобр кольцованном потоке („с ).

При этом регистрируют на носителе записи регистратора.18 сигнал с выхода вычислителя 17, который пропор1536270 ционален разности измеряемых концентраций частиц двух точек потока.

Фракционное разделение осуществляют по мере, например, уменьшения размера частиц, остающихся в потоке, а крупные частицы удаляют из потока классификатором 13 в его бункер или осаждают. Концентрация частиц при таком фракционном разделении в линии

1 за классификатором изменяется, во времени и отличается в смежных точках измерения за счет переноса частиц несущей средой вдоль потока, При постоянной скорости потока частиц концентрация в ближней точке измерения к классификатору будет меньше, чем в более удаленной, и разность концентрацией зависит после сноса потоком от массы частиц узкого 20

4 класса крупности, так как точки измерения выбирают на малом удалении, чтобы задержка времени на перенос частиц из одной точки измерения в другую составляла незначительную часть 25 временного цикла фракционного разделения всех частиц по размерам пробы.

I.

По зарегистрированной, например, графической кривой мгновенных значе- 30 ний разности сигналов, пришедших с вычислителя 17, после окончания фракционного разделения определяют дисперсный состав порции полидисперсных материалов. Сигнал разности с вычис35 лителя 17 имеет следующее выражение: п(е)ж = a 1ooz = P- - 1ooz, где Ди — разность концентраций; 40

К вЂ” постоянный коэффициент;

M — масса частиц одного размера пробы;

М вЂ” масса частиц пробы.

Это связано с тем, что преобраэо- 45 вательные характеристики каналов датчиков нормированы.

Иаксимальные допустимые искажения полученной кривой распределения массы частиц по размеру по измеренной вели- 50 чине дифференциональной концентрации при использовании предлагаемого метода определяются условием, при котором .погрешность преобразования дифференциальной концентрации в сигнал будет меньше минимальной погрешности от усреднения величины плотности массы частиц одного размера, Данный способ анализа дисперсного состава полидисперсных материалов может обеспечить минимальные допустимые искажения формы нормированной на 100Х дифференциональной кривой распределения массы частиц по размерам. При этом обеспечивается большая точность анализа за счет выравнивания характеристики эффективности разделения и устранения влияния дисперсного состава и физико-химического свойства вещества анализируемого материала.

Формула изобретения

Способ анализа дисперсного состава полидисперсных материалов,- включающий возбуждение рециркуляционного движения потока среды в резервуаре, фракционное разделение ннодимой пробы в среду по граничному размеру частиц радиальной к потоку силой и измерение величины расходной концентрации в точках, распределенных вдоль потока. смеси, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью увеличения

I точности анализа дисперсного состава путем устранения неоднородности потока частиц при измерении массы частиц в нем выбранного размера, закольцовывают частицы введенной пробы рециркулирующей средой до фракционного разделения и регистрируют величину концентрации вне зоны фракционирования, а затем проводят измерение перемещающихся вдоль потока перепадов расходной концентрации, создаваемых изменением действующей силы по заданному закону, так что время изменения силы меньше времени обращения частиц в закольцованном потоке и по измеренным величинам судят о дисперсном составе пробы.! 536270

Составитель М.Рогачев

Редактор Т.Лаэоренко Техред M. Ходанич Корректор М.КУчеРЯваЯ

Заказ 103 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101