Устройство для ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов

(56) АвторскоеВ 714270, кл. САвторское свВ 896542, кл, С видетельство01 Н 29/00,978.СР980. тельство С И 29/00, 54) УСТРОЙСТВОНТРОЛЯ ГРАНУА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГ МЕТРИЧЕСКОГО СОСТА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Криворожский ордена ТрудовогоКрасного Знамени горнорудный институт и Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт Механобр(57) Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано в горнообогатительной, химической и других отраслях промышленности для контроля качества пульы. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет учета фракционного состава пульпы.Контролируемая пульпа подается в измерительный сосуд под действием перепада давления. С помощью акустического уровне- мера измеряют уровень и пульпы. Одновременно осуществляют прозвучивание пульпы в горизонтальной плоскости с помощью электроакустических преобразователей и измеряют амплитуду А принятого акустического сигнала. С помощью блока деления получают величину А/й, по которой судят С о содержании измельченного материала определенного класса крупности в пульпе. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.50 55 Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано в горнообогатительной, химической и других отраслях промышленности для контропя качества пульпы.Цель изобретения - повышение точности контроля эа счет учета фракционного состава пульпы,На чертеже представлена блок-схема устройства для ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов. Устройство содержит последовательно соединенные первый генератор 1 видеоимпульсов и первый пьезопреобразователь 2, последовательно соединенные второй пьезопреобраэователь 3 и первый усилитель 4, последовательно соединенные второй генератор 5 видеоимпульсов и третий пьезопреобразователь 6, схему 7 деления, второй усилитель 8 и три формирователя 9-11 импульсов, измерительный сосуд 12 с впускным 13, выпускным 14 и вытяжным 15 трубопроводами, последовательно соединенные измерительный генератор 16, блок 17 селекции, счетчик 18, аналоговый преобразователь 19 и схему 20 вычитания, вькод которой под - ключен к первому входу схемы 7 деления, блок 21 задания, подключенный к второму входу схемы 20 вычитания, последовательно соединенные мульти- вибратор 22, одновибратор 23, дифференциатор 24, амплитудный ограничитель 25, второй одновибратор 26 и блок 2 селекции, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя 4, выход - к второму входу схемыделения, выход мультивибратора 22 подключен к входу первого формирователя 9 импульсов, выход которого соединен с входом первого генератора 1 видеоимпульсов, и к входу второго формирователя 10 импульсов, выход которого соединен с входами второго генератора 5 видео- импульсов и третьего формирователя 11 импульсов и с вторым входом первого блока 17 селекции, подключенные к выходу второго усилителя 8, последовательно соединенные третий блок 28 селекции и пороговый элемент 29, выход которого подключен к третьему входу первого блока 17 селекции и к второму входу аналогового преобразователя 19, выход которого 5 10 15 20 25 30 35 40 45 подключен к второму входу счетчика18, выход третьего пьеэопреобразоватепя 6 подключен к входу второгоусилителя 8, а выход третьего формирователя 11 импульсов соединен с вторым входом третьего блока 28 селекцииКроме того, измерительный сосуд 12выполнен в виде полой цилиндрическойвтулки с закрепленными на ней первым 2 и вторым 3 пьезопреобразователями, закрытой с одного конца конической переодной воронкой 30, ккоторой подсоединен выпускной трубопровод 14, а с другого конца - плоской крышкой 31, в которой закрепленывпускной трубопровод 13 с установленным на нем третьим пьезопреобразователем 6 и вытяжной трубопровод 15.Устройство для ультразвуковогоконтроля гранулометрического состава материалов работает следующимобразом,В вытяжном трубопроводе 15 и вовпускном трубопроводе 13 создаетсяпостоянное всасывающее усилие посредством которого происходит отбор пробы пульпы из технологической емкости,Причем количество отбираемой пробыопределяется величиной всасывающегоусилия и плотностью пульпы. При постоянном всасывающем усилии количество отбираемой пробы пропорциональноплотности пульпы,Через впускной трубопровод 13,отобранная проба пульпы подается в измерительный сосуд 12, где вследствиеограниченногоее расхода через выпускное отверстие трубопровода 14формируется определенный объем контролируемого материала.Ввиду пониженного давления вовнутренней полости измерительногососуда 12, создаваемого за счет отсоса воздуха через вытяжной трубопровод 15, поступающая проба пульпы дегазируется. Под действием силы тяжести в сформированном объеме пульпы происходит непрерывная сегрегация частиц измельченного материала в соответствии с их крупностью и удельным весом, Поскольку удельный вес сырья, поступающего на обогащение, флуктуирует незначительно, плотность контролируемого материала на фиксированном уровне измерительного сосуда 12 определяется гранулометрическим составом1260838 лекции. измельченного материала в исходном продукте,Мультйвибратор 22 генерирует прямоугольные импульсы, кажный из которых посредством формирователей 9 5 и 10 импульсов запускает генераторы 1 и 5 видеоимпульсов. При этом на пьезопреобразователи 2 и 6 поступают видеоимпульсы, под воздействием которых пьезопреобразователи 2 и 6 10 создают ультразвуковые колебания в контролируемой среде. При прохождении через пульпу ультразвуковых колебаний, сформированных первым пьезопреобразователем 2, происходит их 15 затухание, величина которого зависит от концентрации частиц измельченного материала в контролируемом объеме.Пьезопреобразователи 2 и 3 расположены по диаметру измерительного 20 сосуда 12, а вертикальная часть впускного трубопровода 13 смещена по отношению к образующей сосуда 12, что приводит к вращению контролируемого материала, а в плоскость контроля 25 попадают лишь те частицы, которые за время движения не успели переместиться по вертикали ниже этой плоскости.Второй пьезопреобразователь 3 вследвие прямого пьезоэффекта преобразует упругие колебания среды в электрический сигнал Л, который усиливается первым усилителем 4 и поступает на второй блок 27 селекции. Каждый из импульсов, сФормирован- З 5 ный мультивибратором 22, включает первый одновибратор 23, который генерирует прямоугольный импульс фиксированной длительности. Длительность этого импульса определяется временем 40 прохождения ультразвукового сигнала через контролируемый объем пульпы и фактически равна времени задержки открывания второго блока 27 селекции после генерации видеоимпульса первым 45 генератором 1 видеоимпульсов. В результате дифференцирования положительный прямоугольный импульс, сформированный первым одновибратором 23, превращается в два (положительный и 50 отрицательный) последовательных импульса. Амплитудный ограничитель 25 пропускает только второй из них (отрицательный). Этот импульс запускает второй одновибратор 26, который в 55 свою очередь формирует импульс, длительность которого определяет время открывания второго блока 27 селекции. 4 Третьим пьезопреобразователем 6 импульс упругих колебаний излучаетсяв поток пульпы, которая перемещается вначале по впускному трубопроводу 13,а затем во внутреннем пространстве измерительного сосуда 12, являясь тем самым волноводом, по которому ультразвуковой импульс достигает поверхности пульпы в измерительном сосуде 2.В точке соприкосновения потока с поверхностью пульпы происходит частичное отражение ультразвукового импульса. Отраженный импульс, распространяясь в обратном направлении по струе пульпы, достигает третьего пьезопреобразователя 6, где вследствие прямого пьезоэффекта превращается в электрический сигнал, который усиливается вторым усилителем 8 и подается на третий блок 28 сеИзмерительный генератор 16 формирует импульсы фиксированной частоты, например 10 мГц. В том случае, если первый блок 17 селекции открыт, а это имеет место с момента излучения ультразвукового сигнала третьим пьезопреобразователем 6 и до моментаприхода отраженного импульса, счетчик 18 осуществляет подсчет импульсов, сформированных измерительнымгенератором 16 и пропущенных первымблоком 17 селекции. При частоте следования импульсов 10 мГц временнойинтервал между импульсами составляет 0,1 мкс и таким образом счетчик18 определяет сумму импульсов или жепромежуток времени, выраженный в де-,сятых долях микросекунды,Для того, чтобы не пропустить на пороговый элемент 29 электрические колебания, сформированные вторым генератором 5 видеоимпульсов, и уменьшить влияние случайных шумов, третий формирователь 11 импульсов вырабатывает импульс, в течение которого третий блок 28 селекции закрывается.Длительность импульса, формируемого третьим формирбвателем 11, выбирается таким образом, чтобы к моменту прихода отраженного сигнала третий блок 28 селекции был открыт, Отраженный импульс включает пороговый элемент 29, который закрывает первый блок 17 селекции. Уровень срабатывания порогового элемента 29 выбирает 5 12гя из расчета Фиксации приходя толь-.ко интересующего отраженного импульса.После срабатывания порогового элемента 29 аналоговый преобразователь19 преобразует количество импульсов,определенное счетчиком 18 и зафиксированное в числовом коде в аналоговый сигнал, По завершению преобразования осуществляется сброс показаний счетчика 18 путем подачи на егопервый вход сопровождающего сигнала с второго выхода аналогового преобразователя 19,В схеме 20 вычитания из сигнала,амплитуда которого соответствуетвремени прохождения ультразвуковымсигналом по струе пульпы всей длиныизмерительного сосуда 12 (эта величина вводится предварительно в блок21 задания), вычитается текущее измеренное значение. Таким образом,определяется уровень Ь пульпы в измерительном сосуде.В схеме 7 деления вычисляется величина отношения А/Ь, по которойсудят о содержании х измельченногоматериала в пульпе, Взаимосвязьх=х(А/Ь) определяют предварительноопытным путем для заданного положения пьезопреобразователей 2 и 3 повысоте измерительного сосуда 12.Таким образом осуществляется контроль определенного класса крупностиизмельченного материала. Перемещением пьезопреобразователей 2 и 3 повысоте сосуда 12 достигается изменение величины контролируемого классакрупности измельченного материала.Таким образом, осуществляется контроль содержания измельченного матери.ала в пульпе с учетом фракционногосостава, что повышает точность ипроизводительность контроля.60838 Ь 5 1 О 15 20 25 30 35 40 те.п, и три Формирователя импульсов,о т и и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности и производительности, оно снабжено измерительным сосудом с впускным, выпускным и вытяжным трубопроводами, последовательно соединенными измерительным генератором, блоком селекции, счетчиком, аналоговым преобразователем и схемой вычитания, выходкоторой подключен к первому входусхемы деления, блоком задания, подключенным к второму входу схемы вычитания, последовательно соединенными мультивибражром, амплитуднымограничителем, вторым одновибратороми блоком селекции, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя, а выход к второму входу схемы деления, выход мультивибратораподключен к входу первого Формирователя импульсов выход которого соединен с входом первого генераторавидеоимпульсов, и к входу второгоформирователя импульсов, выход которого соединен с входами второго генератора видеоимпульсов и третьегоформирователя импульсов и с вторымвходом первого блока селекции, подключенными к выходу второго усилителя, последовательно соединеннымитретьим блоком селекции и пороговымэлементом, выход которого подключенк третьему входу первого блока селекции и к второму входу аналогового преобразователя, выход которогоподключен к второму входу счетчика,выход третьего пьезопреобразователяподключен к входу второго усилителя, а выход третьего формирователяимпульсов - с вторым входом третьегоблока селекции,Формула изобретения45 50 ленным на нем третьим пьезо 55 преобразователем и вытяжной трупровод. 1. Устройство для ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов, содержащее последовательно соединенные первый генератор видеоимпульсов и первый пьезопреобразователь, последовательно соединенные второй пьезопреобразователь и первый усилитель, последовательно соединенные второй генератор видео- импульсов и третий пьезопреобразователь, схему деления, второй усили 2 Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что измерительный сосуд выполнен в виде полой цилиндрической втулки с закрепленными на ней первым и вторым пьезопреобразователями, закрытой с одного конца конической переходной воронкой, к которой подсоединен выпускной трубопровод, а с другого концаплоской крышкой, в которой закреплены впускной трубопровод с установ1260838 Составитель Г, МаксимочкинТехред Л.Сердюкова Корректор И. ШарошиФ Редактор Л, Повха каз 5223/4 8 ПодписноеСССР мите ткры 30 кая на иэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна Тир ИИПИ Государ по делам из Москва, Ж