Устройство для измерения скорости движения твердой фазы пульпы земснаряда

описд 1 М Е Союз Советских Социалистических Республик(22) ЗаявлЕно 15.12.76(21) 2430839/29-03с присоединением заявки (51) М. Кл.Е 02 Р 3/88 З 01 Р 5/О сударственньй квинтет СССР вв делам нзобретений н аткрытнйДата опубликования исания 09.03,79 2) Автор изобретении Б, Релин Московский ордена Трудового Красного Знамени горный инстит(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ПУЛЬПЫ ЗЕМСНАРЯДА Изобретение относится к измерению скоростей движения фаз многокомпонентных потоков и может быть преимущественно использовано для автоматизации технологических процессов горных установок, предназначенных для добычи или транспортирования полезных ископаемых гидроспособом, например землесосных снарядов.Известно устройство для измерения скорости движения потока, основанное на измерении скорости движения твердой фазы двухфазного потока, процесс измерения которого основан на использовании естественных флюктуаций его свойств 1,Недостатками этого устройства являются конструктивные трудности в реализации, высокие требования к стационарности входных сигналов, что значительно снижает точность и надежность его работы и ограничивает применение на земснарядах.Известно также устройство для измерения скорости движения твердой фазы пульпы земснаряда, которое реализует новый способ измерения скорости движения твердой фазы пульпы, основанный на использовании естественных флюктуаций свойств потока, содержащее два консистометра, датчики которых расположены на фиксированном расстоянии один от другого вдоль пуль- повода. Выходы консистометров подключены к входам вычислительного блока, содержащего два элемента дифференцирования, двухканальных элемента памяти и сравнения, элемент совпадения, узел управления и счетчик времениИ 1.К недостаткам известного устройства относятся следующие факторы.Во-первых, за счет возможного взаимовлияния непрерывно работающих датчиков трудно обеспечить минимально необходимое расстояние между ними. Это приводит к существенному снижению вероятности повторяемости сигналов, пропорциональных консистенции пульпы в измерительных сечениях 15 за счет их искажения, обусловленного гидродинамическими процессами, происходящими в потоке пульпы. Ухудшение повторяемости сигналов, являющейся определяющей в обеспечении выполнения алгоритма работы вычислительного блока, сугцественно снижает точность и надежность измерений.Кроме того, требуемая большая длинаизмерительного участка пульповода для установки датчиков конструктивно усложняет3выбор места для монтажа первичного измерительного преобразователя.Во-вторых, использование валгоритме работы известного устройства в качестве второго признака метки - величины производной сигнала, пропорционального консистенции пульпы, снижает надежность измерений. Это объясняется возможными технологическими искажениями величины производной (как наиболее чувствительной к ним), приводящими к сбоям в работе вычислительного блока.В-третьих, наличие в устройстве двухизмерительных каналов (консистометров) с присущей им самим известной погрешностью также приводит к ухудшению повторяемости сигналов, поступающих на входы вычислительного блока, а значит и к снижению надежности измерений.Все это в конечном итоге ведет к значительному снижению надежности и точности измерений.Целью изобретения является повышениеточности и надежности измерений за счет упрощения устройства и сокращения расстояния между датчиками.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено двухканальным коммутатором, входы которого соединены с датчиками, а выход - с входом консистометра, причем к входам управления коммутатора и элемента сравнения подключен выход узла управления, а входы элемента сравнения подсоединены соответственно к входу и выходу элемента дифференцирования.На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения скорости движения твердой фазы пульпы земснаряда.Устройство содержит два датчика 1 и 2(например, высокочастотных емкостных рассеянного поля), расположенных на фиксированном расстоянии 1, один от другого вдоль пульповода. Датчики подключены к двухканальному коммутатору (переключателю) 3, выход которого соединен с входом консистометра 4 (например, высокочастотного диэлькометрического). Выход консистометра подключен к входу вычислительного блока 5, включающего в себя: элемент 6 дифференцирования, двухканальные элементы сравнения 7 и памяти 8, к выходам которого подключен элемент 9 совпадения, например, элемент И. Причем его выход соединен с входами счетчика 10 времени и узла 11 управления. Выход узла управления подключен к входам управления коммутатора 3, элементов памяти 8, сравнения 7 и второму входу счетчика 10 времени. Входы первых каналов элементов памяти и сравнения 8 и 7 соединены между собой, образуя вход вычислительного блока, с которым связан и вход элемента 6 дифференцирования. Выход элемента 6 соединен с входом второго канала элемента 8 памяти и первым вхо 4дом аналогичного канала элемента 7 сравнения, Вторые входы каналв элсм н, сравнения связаны с выходамнналогных каналов элсмента 8 памяти. Выод счетчика времени является выходом всего устройства.Устройство работает следующим образом,При подаче в дискретный момент времени сигнала управления коммутатор 3 под.ключает датчик 1 к консистометру 4. Одновременно с этим элемент 8 памяти включается, а элемент 7 сравнения отключается.Сигнал, пропорциональный текущему значению консистенции пульпы, опредсляемой в сечении А пульповода, поступает на вход вычислительного блока. При этом характерные признаки консистенции микрообъема пульпы: ее мгновенное значение и определяемый с помощью элемента 6 дифференцирования знак его производной (дополнительный признак) запоминаются с помощью двухка нального элемента 8 памяти. Одновременнос этим включается и счетчик 10 времени.Таким образом, как бы наносится двух- координатная метка на микрообъем твердой пульпы в начала измерительной базы А для его последующего обнаружения в ее конце (сечении Б). В момент запоминания характерных признаков микрообъема консистенции элемент 7 сравнения не работает, исключая ложные срабатывания. Через определенное время по команде коммутатор 3 зО подключает к консистометру 4 датчик 2.Одновременно с этим включается элемент сравнения 7. Теперь на вход вычислительного блока поступает сигнал, пропорциональный текущему значению консистенции пульпы, определяемой в сечении Б пульповода, з 5 С помощью элемента 7 сравнения происходит непрерывное сравнение запомненных с помощью элемента 8 памяти характерных признаков консистенции микрообъема пульпы с их текущими значениями, определяемы О ми теми же элементами схемы: консистометром 4 и элементом 6 дифференцирования.При подходе меченого микрообъема твердой фазы пульпы к сечению Б пульповода на элементе 7 сравнения происходит одновременное совпадение обоих признаков, что 45 фиксируется с помощью элемента 9 совпадения, Сигнал с выхода элемента 9 совпадения выключает счетчик 10 времени и поступает на вход узла управления 11. Сигнал с узла 11 управления переводит схему в исходное состояние, подготавливая ее к очередному циклу измерения. Таким образом, определяется время, затраченное условно меченым микрообъемом твердого на прохождение фиксированного расстояния В При известности 1 выход счетчика 10 времени градуируется непосредственно в значениях величины скорости движения твердой фазы пульпы Ч,. Если по причине возможного искажения характерных признаков меченого микрообъема, определяемых в65109 формула изобретения 5конце базы измерений Б, происходит сбойв их обнаружении с помощью элемента 7сравнения, то по истечении установленногое.,5времени 1 а, -- подается командавакага ас узла 11 управления на сброс памяти ивремени. После этого схема переводится висходное состояние. При этом вырабатывается команда с узла 11 управления на нанесение новой метки на очередной микрообъем твердого. Такая логическая функция,выполняемая вычислительным блоком 5, повышает надежность его работы.В случае необходимости непрерывногоопределения скорости описанный цикл измерения повторяется периодически, причемпериод повторения циклов автоматически меняется в зависимости от величины скоростидвижения твердой фазы пульпы. Это обеспечивается наличием функциональной связи с выхода элемента 9 совпадения на вход20узла 11 управления. При этом поддерживается постоянным отношение количества измерений в единицу времени и величины скорости Чт, что практически приводит к постоянству погрешности измерений по всейшкале.Использование устройства позволяет устранить возможное взаимовлияние датчикови сократить расстояние между ними до минимально необходимого, что обеспечиваетвысокую вероятность повторяемости сигналов, поступающих в вычислительный блокдля обработки с измерительных сечений пульповода, Кроме того, выбор оптимальногоразмера измерительной базы в совокупности с задержкой времени на включение элемента сравнения (за счет введения новойфункциональной связи с выхода узла управления на вход управления элемента сравнения), как показали исследования, позволяетиспользовать в качестве второго характерного признака метки только знак производной величины консистенции, Это существенно повышает надежность измерений засчет исключения возможных сбоев в работе вычислительного блока, определяемых воз.можно частыми искажениями величины производной, используемой в качестве второго 45 26признака метки в известных устройствах для измерения скорости движения твердой фазы пульпы земснаряда.Установка датчиков на оптимальном расстоянии один от другого определяет существенное повышение надежности и точности измерений скорости, а также уменьшение требуемой длины участка пульповода для установки датчиков.Использование такого устройства в системах автоматизации технологическими процессами горных установок, предназначенных для добычи или транспортирования полезных ископаемых гидроспособом, например земснарядов, позволит значительно повысить эффективность их работы и улучшить качество учета количества добываемого или транспортируемого ими материала. Устройство для измерения скорости движения твердой фазы пульпы земснаряда, содержащее два датчика, расположенных на фиксированном расстоянии один от другого вдоль пульповода, консистометр и вычислительный блок, включающий двухканальные элементы сравнения и памяти, элемент совпадения и соединенный с выходом консистометра элемент дифференцирования, узел управления и счетчик времени, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений за счет упрощения устройства и сокрагцения расстояния между датчиками, оно снабжено двухканальным коммутатором, входы которого соединены с датчиками, а выход - с входом консистометра, причем к входам управления коммутатора и элемента сравнения подключен выход узла управления, а входы элемента сравнения подсоединены соответственно к входу и выходу элемента дифференцирования.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Козубовский С. Ф. Корреляционные экстремальные системы, Киев, Наукова думка, 1973, с. 164 - 168.2. Авторское свидетельство Мо 579382, кл. Е 02 Г 3/88, 1976.