Способ ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов в потоке пульпы и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 19) 01 9 СПУБЛИ 1 Л 29/00 51) 4 Фср;,1 д/4 Я ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ Бюл. У 16ий горнорудный ин техникеожет бытького конкун6(088.8)свидетел00102 улистр1 тво СС О, 198 еристик УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОПТРОЛЯ ГРА 11 УЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА МАТЕРИАЛОВ В ПОТОКЕ 1 УЛЬПЫ И УСТРОЙСТВО Л 11 Я Е ГО О СУЩЕ СТ ВЛ ЕНИЯ) .Изобретение относит тразвукового контроля ользовано для автомат ля качественных хара1392489 сырья. Целью изобретения является поньппение точности контроля за счетобеспечения изменения концентрации ипараметров распределения частиц поразмерам в измерительном сосуде. Генераторы 1, 2 импульсов посредствомизлучающих преобразователей 3, 4 формируют продольные упругие колебанияв контролируемой среде, а также волны Лэмба в измерительной пластине53, соприкасающейся с ней, Прошедшиечерез контролируемую среду импульсы,принятые приемными преобразователями5, 6, усиливаются логарифмическимиусилителями 7, 8, В схеме 34 вычитания определяется разность амплитуд 1Изобретение относится к технике ультразвукового контроля и может быть использовано в химической, строительной, горноперерабатывающей и смежны Отраслях промьпаленности для 5 автоматического бесконтактного контроля качественных характеристик сырья и др.1Целью изобретения является повы шение точности контроля за счет обеспечения изменения концентрации и параметров распределения частиц по размерам в измерительном сосуде. На чертеже представлена схема5 устройства ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов в потоке пульпы.Устройство содержит два электро- акустических канала из последовательно соединенных генераторов 1, 2, излучателей 3, 4, приемников 5, 6 и логарифмических усилителей 7, 8, две схемы 9 и О деления, блок 11 управления иэ трех одновибраторов 12, 13, 14 и соединенной с их выходами трехвходовой схемы ИЛИ 15, четыре схемы измерения из последовательно соединенных лиюй 16, 17, 18, 19 задержки,30 входных электронных ключей 20, 21, 22, 23 амплитудных детекторов 24, 25, 26, 27 и выходных электронных ключей 28, 29, 30, 31, подключенные к выходам пагарифмггческих усилителей сигналов, принятых в обоих злектроакустических каналах, а в первой схеме 9 деления - частное от деленияэтой разности на амплитуду сигнала,прошедшего через измерительную пластину 53Через выбранные промежуткивремени включается генератор 39, по-.средством третьего излучающего преобразователя 40 формирующий мощныеультразвуковые колебания, Во второйсхеме 10 деления определяется соотношение вычисленных в первой схеме 9деления величин без и при воздействиимощных ультразвуковых колебаний нескольких фиксированных амплитуд.2 с,п. ф-лы, 1 ил. 27, 8 два расширителя 32 и 33 импульсов, схему 34 вычитания, входами соединенную с выходами расширителей 32 и 33 импульсов, а выходом - с входом первой схемы 9 деления, выход которой соединен с вторыми входами входных электронных ключей 20-23, последовательно соединенные мульти- вибратор 35, счетчик 36, дешифратор 37 и четырехвходовую схему ИЛИ 38, канал акустического воздействия из последовательно соединенных генератора 39 и излучателя 40. Блок 11 управления включен между выходами дешифратора 37 и входом генератора 39 канала акустического воздействия.Две линии 41, 42 задержки включены между выходом четырехвходовой схемы ИЛИ 38 и входами генераторов 1, 2 электроакустических каналов, Вторая трехвходовая схема ИЛИ 43 соединена с выходами дешифратора 37, одновибраторы 44, 45 и 46 включены между выходами дешифратора 37 и вторыми входами выходных электронных ключей 28, 29 и 30, а одновибратор 47 соединен с выходом второй трехвходовой схемы ИЛИ 43 и вторым входом выходного электронного ключа 31, соединенного с входом второй схемы 10 деления, второй вход которой подключен к выходам выходных электронных ключей 28, 29 и 30. Выход второй схемы О деления является выходом устройства, Вторые входы амплитудных детекторов 24-27 соединены с выходами дешифратора 37, Излучатель 3 закреплен на волноводе 48, а приемник 5 - на волноводе 49, Волноводы предназначены для введения во внутреннюю полость измерительного сосуда 50, Излучатель 4 и приемник 6 размещены на призмах 51, 52 и закреплены на измерительной пластине 53, предназначенной для размещения на стенке измерительного сосуда 50, Второй вход первой схемы 9 деления соединен с выходом расширителя 33 импульсов. 15Сущность изобретения заключается в том, .что измеряют величину отклонения частиц известного размера от установившейся траектории их движения под действием динамических эффектов 20 мощных, ультразвуковых колебаний, т,е, 1 изменение концентрации и параметров распределения частиц по размерам в измерительном сосуде, Величина отклонения частиц известного размера ха рактеризует их удельный вес, а сравнение этой величины с табличными значениями позволяет оценить степеньраскрытия полезного компонента, т.е.соотношение пустой породы и искомогоминерала в грануле обогащаемого сырья,Устройство для осуществления способа ультразвукового контроля работает следующим образом,Мультивибратор 35 вырабатывает пряпрямоугольные импульсы, которые подаются на электронный распределительимпульсов, выполненный на счетчике36 и дешифраторе 37, имеющем восемь 40выходов, Таким образом, один циклконтроля состоит из восьми тактов. Впервом такте импульс с первого выхода дешифратора 37, проходя черезчетырехвходовую логическую схему 45ИЛИ 38, линии 41 и 42 задержки запускает генераторы 1 и 2 импульсов. Сцелью уменьшения взаимного влиянияэлектроакустических трактов время задержки линий 41 и 42 выбирается та 50ким образом, чтобы обеспечить временной сдвиг периодов включения генераторов 1 и 2 импульсов, которые вовключенном состоянии вырабатывают серии высокочастртных электрическихколебаний фиксированной длительности.55Излучающие преобразователи 3 и 4,например, пьезоэлектрического типапреобразуют электрический сигнал в упругие колебания среды, Излучающимипреобразователь 3 посредством волновода 48 излучает ультразвуковые колебания в поток пульпыв измерительномсосуде 50 н направлении приемногогреобразователя 5, установленного наволноводе 49, Излучающий преобразователь 4 посредством призмы 51 формирует в измерительной пластине 53 волныЛэмба, которые, проходя через вторуюпризму 52, принимаются приемным преобразователем 6.При распространении ультразвука впульпе происходит его поглощение ирассеяние. Причем рассеяние ультразвука значительно превалирует надпоглощением в том случае, если размер частиц соизмерим с длиной еговолны.Величина затухания ультразвукавысокой частоты при прохождении через поток пульпы от излучающего преобразователя 3 до приемного преобразователя 5 определяется только размером частиц твердой фазы и их концентрацией,При распространении волн Лэмбав измерительной пластине 53 величинаих затухания определяется только концентрацией измельченного материала впульпе,Принятые упругие колебания, прошедшие через поток пульпы и по измерительной пластине 53, приемными преобразователями 5 и 6 преобразуются в электрические, Электрические высокочастотные колебания усиливаются в логарифмических усилителях 7 и 8, Поскольку длительность сформированных импульсов мала, в расширителях 32 и 33 импульсов производится ее увеличение без изменения амплитуды,В схеме 34 вычитания определяется разность логарифмов принятых сигналов, а посредством первой схемы 9 деления вычисляется отношение)2где Б, - логарифм амп:штуды принятого сигнала в первом лектроакустическом тракте;Б - логарифм амплитуды принятогогсигнала во втором электроакустическом тракте, 1392489Величина Б характеризует содержание контрольного класса крупностиизмельченного материала в пульпе,Импульс с выхода дешифратора 37,5проходя через линию 16 задержки, отпирает электронный ключ 20. Время егозадержки линией 16 задержки определяется временем распространения сформированных колебаний в контролируемой среде и измерительной пластине53 и выбирается таким образом, чтобыотпереть электронный ключ 20 к моменту определения величины Б в схеме9 деления. Амплитудный детектор 24фиксирует (запоминает) величину Б,Второй, третий и четвертый такты контроля осуществляются аналогично первому, поскольку второй, третий и четвертый импульсы с выходов дешифратора 37 посредством четырехвходовойлогической схемы ИЛИ 38 также запускают генераторы 1 и 2 импульсов. Одновременно каждый из этих импульсоввклю чает одиовибраторы 12, 13 и 14, 25которые посредством трехвходовой логической схемы ИЛИ 15 включают генератор 39, который формирует мощныесииусоидальные электрические колебания, преобразуемые излучающим преобразователем 40 в упругие колебаниясреды.Вследствие динамических эффектовмощных ультразвуковых колебаний (давления и акустических течений) происходит смещение частиц измельченного35материала, например руды, в потокепульпы от излучающего преобразователя 40 в направлении противоположнойстенки измерительного сосуда 50, накоторой закреплена измерительная,пластина 53,Смещение частиц измельченного материала приводит к изменению распределения их по размерам и концентрации 45в области, прилегающей к измерительной пластине 53, а также между волноводами 48 и 49. Величина перераспределения этих параметров для частицодинаковой крупности, расположенныхна фиксированном расстоянии от излу 50чающего преобразователя 4, определяется только их минеральным составом,т.е. удельным весом каждого из компонентов. Крупные частицы одной крупности, размер которых значительнобольше размеров содержащихся в нихрудных компонентов (вкраплений), имеют примерно одинаковый удельный вес и поэтому величииа смещеиия ллч иихопределяется только неличииои приложенного воздействия,Для частиц, измельченных до размера рудных вкраплений, величина смешения пропорциональна удельному весукаждой из них.В случае импульсного характеравоздействия мощных ультразвуковыхколебаний степень воздействия динамических эффектов, вызываемых ими, наконтролируемую среду зависит от длительности импульса, Длительность импульсов, формируемых одновибраторами12, 13 и 14, выбирается таким образом, чтобы величина воздействия мощных ультразвуковых колебаний была достаточной для смещения частиц трех,а н общем случае и большего числаразмеров, Вычисленное значение Б дляс я с енкаждого случая (Б, Б, Б ) черезэлектронные ключи 21-23, отпираемыеимпульсами, поступающими с выходовдешифратора 37 и задержанными линиями17-19 задержки, подаются на амплитудные детекторы 25-27, которые и фиксируют их амплитуду, Время задержки импульсов линиями 17-19 задержки определяются теми условиями, что и длялинии 16 задержки.Импульсы, поступающие с выходовдешифратора 37, посредством одновибраторов 44, 45 и 46 отпирают последовательно электронные ключи 28, 29и 30. При этом каждый из импульсов свыходов дешифратора 37 посредствомвторой трехвходовой логической схемыИЧИ 43 и четвертого одновибратора 47отпирает электронный ключ 31. Значесо 1 Иния Б и Б , Б и Б , Б, и Б попарно подаются на вторую схему 10 деления, где и вычисляется величина г,характеризующая степень раскрытияполезного компонентаб)г = , 1 = 1, 11, 111оИмпульс с выхода дешифратора 37 осуществляет сброс значений, зафиксированных амплитудными детекторами 24- 27, после чего цикл контроля повторяется,Сравнение вычисленных значений г с эталонными (г ), определяемыми методами лабораторного анализа, позволяет дать числовую характеристику степени раскрытия полезного компонента.1392489 Составитель И. А рдашеваКорректор М. царошцПодписное Редактор И, Рыбченко техред И.деренЗаказ 1887/49 Тираж 847 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и113035, Москва, Ж, Рауш комитета СССР открытийская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проекпная, 4 Таким образом, способ ультразвукового контроля и устройство для его осуществления позволяют осуществлять непрерывный контроль этого параметра непосредственно в потоке перерабатываемого сырья без изъятия части его в виде пробы из технологического потока. Это позволяет упростить и ускорить процесс контроля, а также по высить точность определения контроли - руемого параметра,Формула изобретения151, Способ ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов в потоке пульпы, включающий излучение в поток пульпы и измерение амплитуды прошедших через поток ульт раэвуковых колебаний, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в поток пульпы вводят измерительную пластину, возбуждают в ней волны Лэмба, измеря ют амплитуду колебаний волн Лэмба, прошедших фиксированное расстояние, изменяют концентрацию и параметры распределения частиц пульпы по размерам в зоне измерительной пластины 30 воздействием ультразвуковых колебаний нескольких фиксированных значений амплитуд и проводят те же измерения, а контролируемый параметр определяют по соотношению измеренных величин35 при перераспределении частиц пульпы и до него.2. Устройство ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов в потоке пульпы, содержа щее два электроакустических канала из последовательно соединенных генератора, излучателя, приемника и усилителя, две схемы деления и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я 45 тем, что, с целью повьппения точности, оно снабжено четырьмя схемами измерения иэ последовательно соединенных линий задержки, входного электронного ключа, амплитудного детектора и выходного электронного ключа, двумя50 расширителями импурц сов, цодкли ц иными к выходам усилителей каждогоэлектроакустического канала, схемойвычитания, включенной между выходамирасширителей и входом первой схемыделения, выход которой соединен свторыми входами входных электронныхключей, последовательно соединеннымимультивибратором, счетчиком, дешифратором и четырехвходовой схемой ИЛИ,каналом акустического воздействия изпоследовательно соединенных гецератора и излучателя, блок управлениявключен между выходом дешифратора ивходом генератора канала акустического воздействия и содержит три одновибратора, входы которых являютсявходами блока управления, и соединенную с выходами одновибраторов трехвходовую схему ИЛИ, выход которой является выходом блока управления, двумя линиями задержки, включенными между выходом четырехвходовой схемь ИЛИи входами генераторов электроакустических каналов, второй трехвходовойсхемой ИЛИ, соединенной с выходамидешифратора, четырьмя одцовибраторами,три из которых включены между выходами дешифратора и вторыми входами выходных электронных ключей соответствующих схем измерения, четвертый одновибратор соединен с выходом второйтрехвходовой схемы ИЛИ и вторым входом выходного электронного ключачетвертой схемы измерения, соединенного с входом второй схемы деления,второй вход которой подключен к выходам остальных выходных электронныхключей, выход второй схемы деленияявляется выходом устройства, вторыевходы амплитудных детекторов соединены с выходами дешифратора, излучательи приемник одного из электроакустических каналов размещены на измерительной пластине, предназначенной длязакрепления ца стенке измерительногососуда, второй вход первой схемы деления соединен с выходом расширителяимпульсов этого канала, а усилителивыполнены логариФмическими.