Автоматический гранулометр

(21 (22 (46 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРР 979962, кл, С 01 Б 15/04, 1982.Авторское свидетельство СССР9 1055998, кл. С 01 Б 15/04, 1983,(571 Устройство относится к областианализа гранулометрического составадисперсных продуктов седиментационным методом. Цель изобретения - повьппение точности анализа за счетконтроля представительности пробы иза счет контроля момента начала седиментации. Автоматический гранулометрсодержит седиментационный цилиндр с воронкой для ввода пробы, измерительную и корректирующую трубки, сообщающиеся с седиментационным цилиндром, измерительный и корректирующийпреобразователи уровня жидкости,подключенные к измерительному автогенератору, счетчик импульсов, схемуавтоматической коррекции погрешностей, дешифратор и ключи. В устройство введены второй дешифратор, тритриггера, инвертор, логическая схема2 И, схемы регистрации максимума седиментационной кривой, коммутатора иформирователя меток времени, Приэтом измерительный процесс начинается при условии, что полезный сигнал заметно превышает шумы и помехи, препятствующие проведению измерений сзаданной точностью.Предложенноепостроение устройства, полностью автоматизируя процесс анализа грансостава, позволяет избежать ошибочныхповторных измерений до слива отработанной суспензии и наполнения седиментационного цилиндра чистой водой,1 з.п. ф-лы, 2 ил, 12607595 15 1 О М =Е.Т 50 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 сое" динен с входом схемы 13 обработки информации, а выходы второго дешиф 1 атора 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 2, а единичный выход триг" . гера 22 - с управляющим входом схемы регистрации максимума седиментационной кривой 23, информационный вход которой соединен с входом второго дешиоратора 17, Выход схемы 23 сое динен с единичным входом третьего триггера 24, 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 регистрации максимума седиментационной кривой.Устройство работает слецующим образом. 20Перед началом измерений седимента"ионный цилиндр 1 заполняется водой,уровень воды в измерительной трубкее3, измерительном преобразователе 5уровня и седиментационном цилиндре 1при этом одинаков и соответствуетначалу отсчета. Измерительный преобразователь 5 и корректирующий 6 преобразователи уровня, например, поплавкового типа с индуктивным чувст 30вительным элементом занимают исходные положения и поочередно включаются в колебательный контур измерительного автогенератора 9 через ключи7, 8, Частота колебаний измерительного автогенератора 9 определяетсяиндуктивностью включаемых в его контур преобразователей 5 и 6,Измерительный автогенератор 9работает в импульсном режиме, формируя поочередно пачки колебаний(радиоимпульсы), длительность которых зависит от времени включения вего колебательный контур измерительного и корректирующего преобраэовате.лей 5, 6 ключами 7, 8. Число колео45 баний в пачке определяется выраже- нием,где 1. - частота колебаний;Т - длительность радиоимпульса.Иэ выражения (1) следует, чточисло колебаний в пачке зависит нетолько от генерируемой частоты, но 55 также от длительности радиоимпульса,Последнее обстоятельство использует ся для коррекции погрешностей, вызванных дестабилизирующими факторамимерительного радиоимпульса, когда всчетчик 10 пройдет Н импульсов,что эквивалентно установке нуля довведения пробы,После введения пробы в седиментационный цилиндр 1 через воронку 2уровень жидкости в корректирующейтрубке 4 не изменяется, посколькуона соединена с седиментационным ци-линдром 1 выше узкого торца воронки 50 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 10 ключей 8, 14.При этом частота колебаний измерительного автогенератора 9 определяется индуктивностью корректирующего преобразователя 6.Корректирующий радиоимпульс подает ся на схему 15 автоматической коррекции погрешностей, которая при градуировке настраивается на фиксированное число колебаний в радиоимпульсе, При отклонении от этого чис ла вырабатывается команда коррекции длительности включения ключа 8 и соответственно длительности радио- импульса. Если, например, уровень жидкости в седиментационном цилинд ре понизится по сравнению с первоначальным, индуктивность преобразователя 6 увеличится частота колебаний понизится. Вызванное этим уменьшение числа колебаний в пачке по 30сравнению 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 Н . Найденное в корректирующем такте работы устройства скорректироавайное значение длительности радиоимпульса 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 из 2. 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 С 1,Г. пропорционально массе частиц, еще не вы,павших в осадок к данному моменту времени. Зарегистрировав максимальныи уровень 11 макс ф пропорциональный массе твердых частиц, введенных в седиментационный цилиндр, и текущие значения уровня 1 , соответствующие выпадению в осадок частиц контролируемых классов крупности, по формулекг)Ьмаксопределяют 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 7. Последний расшифровывает два состояния измерительного преобразователя 5; исходное (до введения пробы) и некоторое пороговое Ь , 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 Ь 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,триг. гера 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 19.12607591 Э.обработки информации и .схемы 23регистрации максимума седиментационной кривой. 50 55 До этого высокого потенциала заряжается конденсатор 21. В момент 1. 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 1 О течение интерваларазряда конденсатора 21, на выходе схемы 20 формируется команда, по которой начинается анализ грансостава.15По команде начала анализа триггер 22 переводится в единичное состояние, чем обеспечивается включение схемы 23 регистрации максимума седиментационной кривой. В момент 1 схема 23м выдает команду о достижении максимума кривой Ь(1) . По этой команде триггер 24 переводится в единичное состояние. Высокий потенциал на выходе триггера 24 используется для регистрации максимального и текущего уровней кривой Ь(1) и схемой 13 обработки информации, а также открывает коммутатор 25. Импульсысс тактового выхода синхронизатора 16 через коммутатор 25 начинают поступать на формирователь 26 меток времени. Метки С С, . с поступают с форми-рователя 26 на таймерные входы схемы 13 обработки информации и используются для регистрации текущих значений ординат седиментационной кри- вой. 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 вер 45 нется в исходное состояние:только после слива отработанной .суспензии и наполнения гранулометра чистой водойеСинхронная работа устройства в режиме разделения времени между измерительным и корректирующим тактами обеспечивается синхронизатором16, 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 авто- генератору, 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 де" шифратора, 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 щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности измерения за счет контроля представительности пробы, гранулометр дополнительно содержит второй дешифратор, вход которого подключен 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.1, о т л и" ч а ю щ и й с я 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 с260759 г,8 Составитель Д. ГромовМ. Товтин Техред Я.Попович Корректор В. Синицкая Реда Заказ 5219/40В аж 778венного кометений и отЖ, Раушс Подписноеета СССРытийя наб., д. 4/5 ИИПИ Государс по делам изоб 3035, Москва,зводственно-полиграфическое предприятие, гУжгород, ул. Проектная, 4 выходом четвертого ключа, а выходподключен к единичному входу третьеготриггера, нулевые входы второго итретьего триггеров объединены и соединены с выходом окончания цикла схе-мы обработки информации, выход третьего триггера подключен к управляющим входам схемы обработки информации и коммутатора импульсный входкоторого соединен с тактовым выхо О дом синхронизатора, а выход - с входом формирователя меток времени,Ввыходы которого подключены к таймерным входам схемы обработки информации, при этом выход окончания радио"импульса, синхронизатора присоединенк управляющим входам схемы обработкиинформации, схемы регистрации. макси"мума седиментационной кривой и вто"рого дешифратора.