Устройство для определения концентрации магнетита

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН А 30 01 Н 27/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР ИЗОБВЕТЕНИ ТЕЛЬСТВ(71) Криворожский филиал Киевскинститута автоматики им.ХХЧ съеКПСС(56) Авторское свидетельство ССУ 437955, кл. С 01 Н 27/00, 197Авторское свидетельство СССРУ 1019921, кл. С 01 Н 27/72,15.0881.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА(57) Изобретение. относится к обанализа материалов путем исследния их магнитных параметров и мбыть использовано в системах уп д ЕДЕЛЕНИЯ КО и ва- жет ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ С ления технологическим процессом в обогатительном производстве. В устройстве компенсирующая обмотка 3 размещена непосредственно на возбуждаю-: щей обмотке 1 и установлена соосно измерительной обмотке 2, при этом все обмотки расположены коаксиально, друг другу. Расстояния между измерительной 2 и возбуждающей 1 обмотками выбираются из условия К /К,=+1, где К - радиус возбуждающей обмотки 1; К, - радиус измерительной обмотки 2; р - магнитная проницаемость исследуемого образца, а число витков У компенсирующей обмотки 3 равно Ч маа х К /К, где 11,- число витков из- . Я мерительной обмотки 2. Устройство имеет высокую точность определения нцентрации магнетита. 1 ил113305Изобретение относится к анализуматериалов путем исследования ихмагнитных параметров и может быть использовано в системах управления технологическим процессом в обогатительном производстве.Целью изобретения является повышение точности определения концентрациимагнетита. 10На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройствадля определения концентрации магнетита в твердой фазе пульпы, в частностив продуктах обогащения железных руд. 15Предлагаемое устройство содержитвозбуждающую обмотку 1, измерительнуюобмотку 2, которая включена последовательно-встречно с компенсирующейобмоткой 3.20Выходные зажимы обмоток 2 и 3 подключены к компенсационному измерителю4 ЭДС, который выполнен в виде усилителя 5 с реверсивным электродвигателем 6 навыходе, вал которого связан 20с рамкой датчика 7 и стрелкой шкалы8 устройства. Выходные зажимы возбуждающей обмотки 1 подключены к источнику 9 переменного тока. Проба 10 исследуемого материала помещается внутрь З 0каркаса 11 радиусом К , на которомразмещена измерительная обмотка 2,радиусом К, =К . Начала и концы всехобмоток, определяющие направление намотки, обозначены буквами "Н" и "К",Расстояние между измерительной 2.и возбуждающей 3 обмотками выбираетсяиз условияК,40где К - радиус возбуждающей обмотки;р - магнитная проницаемость исследуемого образца,что обеспечивает максимальную чувствительность устройства при внесении маг.45нитного материала внутрь каркаса 11,Основанием выбора отношения радиуса возбуждающей обмотки 1 к радиусуизмерительной обмотки 2 служит следую.щее.50Во всем объеме возбуждающей обмотки 1 при прохождении по ней переменного тока создается равномерное ма.гиитное поле, характеризующееся полнымомагнитным потоком% . При этомочасть магнитного потока 9,К .,о- " пронизывает измерительнуюКУгобмотку 2, когда в ней отсутствует Зб 2магнитный материал, Появление в измерительной обмотке 2 магнитного материала, имеющего магнитную восприимчивость х, приводит к перераспределению магнитного потока возбуждающейобмотки 1. Магнитный поток в измерительной обмотке 2 увеличивается, а впромежутке между измерительной и возбуждающей обмотками уменьшается, Применяя теорию расчета магнитных цепей,определяют зависимость магнитного потока в измерительной обмотке 2 отзначения магнитной восприимчивостиосадка и соотношения радиусов обмо-ток Эта зависимость выглядит следующим образом:(ИР = ---- -У (1)дм (О 1 ) +К Я бозБгде р =х+1 - магнитная проницаемостьисследуемого образцаДифференцируя это выражение, получают зависимость чувствительности Яот значенийи соотношения .радиусов ( - ):КгК, гЗц к, 2 1гЯ== г- --- -г = Г г 2)3мг+(-1)1К Ч"изм . Кггде у = - ,; гДля определения максимальной чувствительности устройства необходимопродифференцировать зависимость Б==Г я) и значение производной д Б/Э гприравнять нулю.После несложных преобразований находят значение отношения радиуса возбуждающей обмотки к радиусу измерительной обмотки, при котором будетмаксимальная чувствительностьКг2 == -- "1 и + 1,К,В свою очередь, равномерное магнитное поле в измерительной обмотке,которое является частью равномерногомагнитного поля возбуждающей обмотки,приводит к полному устранению влияния неравномерного распределения частиц с различной магнитной восприимчивостью, Таким образом, сигнал, снимаемый с устройства не зависит отраспределения магнитного материала вобъеме измерительной обмотки, а зависит только от количества магнитногоматериала в этом объеме, т.е. от кон-:центрации магнетита в твердой фазепульпы.1330 20 Для компенсации ЭДС, наведеннойв измерительной обмотке частью маго 2 2 онитного потокаУ,=К /К,.Р служит компенсирующая обмотка. Число витков компенсирующей обмотки определяется из условия равенства ЭДС, наведенной магнитным потоком Ф в измерительной обмотке, ЭДС, наведеннойовсем магнитным потоком РО, в компенсирующей обмотке при отсутствиимагнитного материала (магнетита) вустройстве,Таким образом, число витков компенсирующей обмотки связано с числом 15витков измерительной обмотки следующим образом:ъ= И(3)КгУстройство работает следующимобразом.При прохождении переменного токапо возбуждающей обмотке 1, внутри ееобъема создается равномерное магнитное поле, характеризующееся полныммагнитным потоком.При отсутствии пробы внутри карокаса 11 часть магнитного потока Рсцепляется с измерительной обмоткой2 и наводит в ней ЭДС. Кроме того, 30в компенсирующей обмотке 3 весь магонитный поток Унаводит такжеЭДС компенсации, Если числа витковизмерительной и компенсирующей обмоток удовлетворяют соотношению (3)эти обмотки включены последовательно-.встречно, то сигнал, снимаемый с устройства, равен нулю при отсутствиимагнитного материала.При внесении магнитного материала 40пробы 10 с магнитной восприимчивостью х внутрь каркаса 11 происходитперераспределение всего магнитногоопотока возбуждающей обмотки 1 РМагнитный поток в измерительной обмотке Р увеличивается, что приводит к увеличению ЭДС, наводимой вэтой обмотке. При этом весь магнитныйопоток Ч, не уменьшается и ЭДС, наводимая в компенсирующей обмотке, 50остается прежней.Следовательно, изменение магнитнойвосприимчивости приводит к изменениюне ЭДС компенсации, а ЗДС измерительнойобмотки. Таким образом, на выходе уст ройства появляется сигнал, пропорциональный содержанию железа в осадке,находящемся внутри каркаса 1. Приэтом реверсивный электродвигатель 6 5364поворачивает рамку датчика 7 до полной компенсации напряжения на входеусилителя 5. По величине угла поворота электродвигателя 6 судят о концентрации магнетита в пробе, значение которой фиксируется на шкале 8. Равномерное магнитное поле, создаваемоецилиндрической возбуждающей обмоткой1, приводит к тому, что выходное напряжение устройства зависит не от неравномерного распределения частиц сразличной магнитной восприимчивостью,а только от концентрации магнитногоматериала внутри измерительного объема. Кроме того, определение отношения радиусавозбужцающей обмоткик радиусу измерительной обмотки по выражению.Кг- +1К,ообеспечивает максимальную чувствительность устройства.Изобретение позволяет измеритьсодержание железа как в хвостах обогатительного производства, так и впромпродуктах обогащения.Формула изобретенияУстройство для определения концент.рации магнетита, содержащее источникпеременного тока, возбуждающую компенсирующую и измерительную обмотки, расположенные соосно, компенсационныйизмеритель ЭДС, о т л и ч аю щ е -е с я тем, что, с целью повышенияточности устройства, компенсирующаяобмотка размещена непосредственно навозбуждающей обмотке, измерительная,возбуждающая и компенсирующая обмоткирасположены коаксиально одйа к другой,а радиусы измерительной и возбуждающей обмоток определяются из соотношения где 1 ц - магнитная проницаемость исследуемого образца)К, - радиус измерительной обмоткиК 2 - радиус возбуждающей обмотки, причем измерительная и компенсирую-,. щая обмотки включены последователь-. но-встречно, а число их витков определяется соотношениемЫк1 деизмгде Ик - число витков компенсирующейобмотки;И - число витков измерительной11 мобмотки.