Устройство для контроля качества дисперсных материалов

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСН РЕСПУБЛИК 19) (11) 27 94 С АНИ ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО л, У 23нологический инсти паленностиЮ.А.СкрипГладкий,/22, 1976тво СССР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21) 4015007/31- (22) 30.01.86 (46) 23.06.87, Б (71) Киевский те тут легкой промь (72) Н.М.Свиридо В.А.Ефремов, В.Н А.И.Мандебура и (53) 551,507.7(0 (56) Авторское с У 585436, кл. САвторское свид В 851285, кл. С БРЕТЕНИЯ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для определения качества дисперсных материалов, Цель изобретенияповьппение точности контроля. Устройство содержит дифференциальный емкостный двухсторонний накладной датчик, примыкающий одной стороной через упругозакрепленную термовыравнивающую мембрану к камере, заполненнойобразцовым материалом, а другой стороной через такую же термовыравнивающую упругую мембрану - к исследуемомуматериалу. В устройстве обеспечивается равенство плотностей исследуемогои образцового материалов и выравнивание температуры по объему исследуемого материала. 1 з.п. ф-жю 1 ил.131889Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения качества дисперс.ьп материалов, преимущественно дляконтроля концентрации компонентов всмеси сыпучих материалов в степениоднородности смеси в легкой, химической, пищевой и других отраслях промышленности,Целью 1 изобретения является повышение точности контроля.На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого устройства,Устройство содержит первичный преобразователь, включающий погружнойкорпус 1, в котором размещен дифференциальный емкостный датчик, включающий два накладных конденсатора 2 и3, состоящих из высокопотенциальныхи низкопотенциальных электродов 4 и5, закрепленных на одной диэлектрической подложке 6, две диэлектрические прокладки 7 и 8 с большим коэфФициентом теплопроводности, из кото 25рых одна прокладка 7 установлена между образцовым материалом 9 и рабочейповерхностью конденсатора 2, а дру- .гая прокладка 8 установлена в такомположении, при котором одной своейстороной примыкает соответственно к 30рабочей поверхности конденсатора 3,а другой стороной - к контролируемому дисперсному материалу 10.Прокладки 7 и 8 закреплены в корпусе 1 при помощи гибких и упругих 35пластин 11 с возможностью поперечного перемещения относительно рабочихповерхностей конденсаторов в прямоми обратном направлениях,40Устройство содержит также шарики 12, установленные в полусферические углубления диэлектрической подложки 6 с возможностью вращения вокруг своего центра, полусферические углуб ления 13 в диэлектрических проклад" ках 7 и 8, средство перемещения дифФеренциального датчика, состоящего из привода 14, установленного в корпусе 1, и штока 15, связанного кинематически с приводом 14 и с диэлектркческой подложкой 6, преобразователь 16 разности емкостей в напражение, входы которого подключены к электродам 4 и 5 накладных конденсаторов 2 к 3, и блок 17 .обработки инФормации, подключенный к выходу преобразователя 16 разности емкостей в напражение,7 2Устройство работает следующим образом.В погружном корпусе 1 устройства находятся накладные конденсаторы 2 и 3, низкопотенциальные и высокопотенциальные электроды 4 и 5, которые закреплены на противоположных сторонах диэлектрической подложки 6 с большим коэффициентом теплопроводности. Диэлектрическая подложка 6 с закрепленными на ней накладными конденсаторами 2 и 3 установлена между диэлектрическими прокладками 7 и 8 с большим коэффициентом теплопроводности с возможностью перемещения вдоль них, Для исключения трения между электродами накладных конденсаторов 2 и 3 и поверхностью прокладок 7 и 8, а следовательно, к для предотвращения износа трущихся поверхностей и засорения при этом межэлектродных промежутков, и, как следствие,появления дополнительной погрешностиизмерения, в полусферические углубления, расположенные по краям диэлектрической подложки 6, установлены шарики 12 с возможностью вращения вокруг своего центра,Причем шарики установлены таким образом, что их только небольшая сферическая часть выступает над плоскостями рабочих поверхностей накладных конденсаторов 2 и 3, Диэлектрические прокладки 7 и 8 закреплены вкорпусе 1 при помощи гибких и упругих пластин 11, которые позволяютперемещаться прокладкам. 7 и 8 только в поперечном направлении относительно рабочих поверхностей конденсатаров 2 и 3. Для Фиксации и плотного прилегания рабочих поверхностейнакладных конденсаторов 2 и 3 к прокладкам 7 и 8 на их поверхностях вместах измерения образцового 9 иконтролируемого 10 дисперсных материалов имеются полусферические углубления 13, количество и расположениекоторых соответствует количеству ирасположению шариков в диэлектрической подложке 6, В корпусе 1 между егостенкой и прокладкой 7 помещен образцовый дисперсный материал 9. Для определения качества дисперсного материала, состоящего, например, из двух компонентов с различной диэлектрической проницаемостью, необходимо знать не только процентное соотношение этих компонентов в общей мас97 4 3 13188се смеси, но и локальные отклоненияэтих компонентов, т,е. необходимоконтролировать также однородностьсмеси по всей ее массе. После выгрузки из смесителей в приемный бункердисперсного материала 10, локальныетемпературы по всему объему этойсмеси могут быть различные, что приводит к локальным температурным изменениям диэлектрических свойств дис- Юперсного материала 10,При погружении первичного преобразователя устройства в контролируемуюмассу смеси 10 давления в образцовомоднородном 9 й в контролируемом 10 15дисперсных материалах будут всегдапримерно одинаковыми между собой,независимо от глубины погружениякорпуса 1 в контролируемую смесь,Этд достигается путем применения под вижных диэлектрических прокладок 7и 8. Воздействие одинакового давления на образцовый 9 и контролируемый10 дисперсные материалы приводит кодинаковой степени их уплотнения,что вызывает одинаковые приращенияемкостей конденсаторов 2 и 3, Так какрезультат измерения получают из разностей емкостей этих конденсаторов,то это позволяет исключить существенную погрешность измерения, связаннуюс различной степенью уплотнения контролируемого материала 10,Использование диэлектрическойпрокладки 8 с большим коэффициентом 35теплопроводности позволяет быстро выравнивать локальные перепады темпера.тур материала 10 между различнымиего участками, расположенными вблизиповерхности прокладки 8, это делает 40возможным исключение погрешностейизмерения, обсуловленных температурным изменением диэлектрическихсвойств контролируемого дисперсногоматериала 1 О на измеряемых участках. 45Следовательно, изменение емкостинакладного конденсатора 3 между различными измеряемыми участками происхо-.дит только за счет изменения диэлектрической проницаемости дисперсного 50материала 10, обусловленной различным соотношением компонентов смеси,т.е, неоднородностью,При отсутствии образцового 9 и контролируемого 10 материалов емкости накладных конденсаторов 2 и 3 одинаковы. Так как информативный сигнал получают из разности емкостей этих конденсаторов, то выходной сигнал(напряжение) на выходе преобразователя 16 разности емкостей в напряжениеотсутствует, Следовательно, индикатор (стрелка) регистратора блока 17обработки информации должен находить"ся в нулевом положении.При помещении образцовой однородной дисперсной смеси 9 в корпус1 и погружении преобразователяв контролируемый дисперсный материал 10 емкости накладных конденсаторов возрастут пропорционально диэлектрическим свойствамэтих материалов, На выходе преобразователя 16 разности емкостей в напряжение появится сигнал, величина изнак которого будут определяться диэлектрическими свойствами материалов9 и 10, Этот сигнал поступает наблок 17, который обрабатывает его ирегистрирует,Величина отклонения индикатора атнулевого среднего положения по часовой стрелке или против нее однозначно связана с отклонением диэлектрических свойств, определяемых процентным содержанием составных компонентов, контролируемого материала 10относительно образцового материала 9.При измерениях однородного дисперсного материала 1 О величина отклонения индикатора регистратора блока 17от нулевого положения определяетсятолько различным процентным соотношением его составных компонентов относительно образцового материала 9,Для определения локальной неоднородности контролируемого материала10 индикатор регистратора блока 17обработки информации необходимо вчовьустановить (автоматически или вручную) в нулевое положение и переместить вдоль прокладок 7 и 8 при помощи привода 1 ч и штока 15 диэлектрическую подложку 6 с закрепленными наней накладными конденсаторами 2 и 3на другой измеряемый участок контролируемого материала 10. При этом, вначальный момент движения подложки бшарики 12 выходят из углубления 13прокладок 7 и 8 и вызывают появлениенебольшого зазора между этими прокладками и рабочими поверхностями накладных конденсаторов 2 и 3. Дальнейшее движение подложки 6 происходит при вращающихся шариках 12, что способствует более легкому5 131889 и быстрому перемещению подложки б иэ одного измеряемого участка в другой. При достижении очередного измеряемого участка дифференциальным датчиком шарики 12 вкатываются в .полусферические углубления 13 и прокладки 7 и 8 вновь прижимаются с прежним усилием к рабочим поверхностям накладных конденсаторов 2 и 3. Количест во измеряемых участков на прокладках 10 7 и 8 может быть от двух (как показано на чертеже) и больше.При наличии неоднородности между измеряемыми участками контролируемого материала 10 индикатор регистрато ра блока 17 относится от нулевого положения, Причем, величина отклонения индикатора будет однозначно связана только с неоднородностью между различными измеряемыми участками мате риала 10. При однородном контролируемом дисперсном материале 10 отклонение индикатора блока 17 от его нулевого положения не будет происходить при контроле как в одном измеряемом месте, так и на различных участках смеси в приемном бункере, Следовательно, о качестве дисперсных материалов судят по величине отклонений индикатора регистратора блока 17 от нулево го положения при измерении двух различных участков контролируемого материала.Таким образом, в устройстве существенно повышена точность контроля 35 качества дисперсных материалов за счет исключения погрешностей измерения, обусловленных наличием температурного градиента между измеряемыми участками контролируемого дисперсного 40 материала, который вызывает локальные различные температурные изменения диэлектрических свойств этого матерна" ла, а также изменение коэффициента передачи емкостного датчика. Кроме 45 того, исключена также погрешность измерения, связанная с различной степенью уплотнения контролируемого дисперсного материала. 7 бФормула изобретения1.устройство для контроля качества дисперсных материалов, содержащее первичный преобразователь, включающий погружной корпус, в котором размещены дифференциальный емкостный датчик, включающий два накладных кбнденсатора, состоящих из высокопо" тенциальных и низкопотенциальных электродов, закрепленных на одной диэлектрической подложке, и камера с образцовым однородным дисперсным материалом, примыкающим к рабочей поверхности одного из накладных конденсаторов, преобразователь разности емкостей в напряжение, входы которого подключены к высокопотенциальным и низкопотенциальным электродам накладных конденсаторов, и.блок обработки информации, подключенный к выходу преобразователя разности емкостей в напряжение, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены две диэлектрические прокладки с большим коэффициентом теплопроводности, иэ которых первая установлена между образцовым материалом и рабочей поверхностью одного из конденсаторов, а вторая прокладка одной стороной примыкает соответственно. к рабочей поверхности другого конденсатора, другой стороной - к контролируемому дисперсному материалу, причем обе прокладки закреплены в погружном корпусе с возможностью поперечного перемещения относительно рабочих поверхностей накладных конденсаторов, а накладные конденсаторы расположены между двумя прокладками с возможностью перемещения вдоль них, а также средство перемещения дифференциального датчика.2,Устройство по и.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что в прокладках и подложке дифференциального емкостного датчика выпоЛнены полусферические углебления, в которые установлены шарики-фиксаторы.