Способ измерения зольности и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик . К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 30.04.80 (21)2917985/18-25 (54) М.Кй з с присоединением заявки Мо " б 013 1,44 Государственный комитет СССР. по делам изобретенийи открытийДата опубликования описания 25,01.83(72) Авторы изобретения В.А.ульшин,. М,Е.Сытников, А.В,Панин, Г;Н.Хутренко и В.М.Королев ое"ктно-" .:. Ворошиловградский филиал Госуд конструкторскогои научно-иссл Института по автоматизации уго(71) Заявите 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЗОЛЬНОСТИУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу измерения зольности, включающему освещение импульсным световым потоком в контролируемой .среды, прием фотоприемником отраженного светового потока и его измерение, при отсутствииконтролируемой среды производят облучение световыми импульсами разграничительное стекло и измеряютфототок, а в интервалах между импусами измеряют темновой ток, вычи. тают из первого второй, суммируютостаток с темновым током, измерен.аак при налйчии контролируемой т- среда, и вычитают полученную сумму токов из общего тока фотоприемника, измеренного при наличии контЗ 0,ролнруемой среды в момент освещения ль ИэОбретение относится к контропю. параметров угольных шламов и можетбыть использовано для определениязольности продуктов угольной флотации в потоках.Известен способ определения зольности продуктов угольной .флотации впотоках путем отбора пробы, высушивания, измельчения до аналитическойкрупности с последующим анализом,например по рассеянию и поглощениюионизирующего излучения 1.Недостатками этого способа являюся трудоемкость и большие затратывремени по,.определению зольности иззанеобходимости тщательной подготоки проб перед анализом, что не поэволяет использовать способ для автоматического управления технологическими. процессами,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ измерения зольности, включакщий освещение импульсным световымпотоком контролируемой среды, приемфотоприемником отраженного светового потока и егоизмерениен устройсво для его осуществления, содержа-,щее источник света, разграничительное стекло, размещенное по ходу 2светового потока, фотоприемник, установленный междуисточником света и разграничительным стеклом, генератор импульсов, схему измерения 2.Недостатои известного способа и устройства - малая точность измерения.ее световыми импульсами, и по полученной разности судят о зольности.В устройство для измерения зольности, содержащее источник света,разграничительное стекло, размещенное по ходу светового потока, Фото- . 5приемник, установленный между источ"ником света и разграничительнымстеклом, генератор импульсов, схемуизмерения, введены блок измерениятемнового тока, блок измерения све- щтового потока, отраженного от разграничительного стекла, суммирующееустройство, синхронизатор, управляемый преобразователь уровня сигналаи пиковый детектор, причем Фотоприемник соединен с одним из входовуправляемого преобразователя уровня сигнала, второй вход которогосоединрн с выходом суьмирующего устройства, а выход преобразователя уров-ня сигнала через пиковый детекторсоединен со схемой измерения, причемодин иэ входов суммирующего устройства соединен с выходом блока измерения темнового тока, один иэ входовкоторого соединен через синхронизатор с генератором импульсов, а другой вход - с фотоприемником и с входом блока измерения светового потока, отраженного от разграничительного стекла, выход которого соединенсо,вторым входом суммирующего устройства, а второй вход - с фотоприемником, причем источник света соединен с генератором импульсов черезсинхронизатор, 35Кроме того, блок измерения светового потока, отраженного от разграничительного стекла, выполнен в видепоследовательной цепочки, состоящейиз датчика наличия пульпы в трубопро.40воде, управляемого коммутатора, пи-кового детектора, суммирующего устройства. и устройства запоминанияаналогового сигнала.Кроме того, блок измерения темного тока фотоприемника состоит иэ последовательной цепи, образованной управляемым коммутатором и пиковым детектором.На фиг. 1 показана структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг, 2 - схема блока измерения светового потока; на фиг. 3 - схема блока измерения темнового тока" нафиг. 4 - эпюры напряжений блоков устройства,55Устройство включает в себя фиг.1источник света 1, формирователь 2светового потока, разграничительноестекло 3. фотоприемник 4, генератор бО5 импульсов, схему б измерения,блок 7 измерения темнового тока, блок8 измерения светового потока, отра"женного от разграничительного стек-,.ла, суммирующее устройство 9, управ- б 5 ляемый преобразователь 10 уровня сигналов, пиковый детектор 11, синхронизатор 12Блок измерения светового потока, отраженного от разграничительного стекла ( фиг. 2), включает в себя датчик 13 наличия пульпы в трубопроводе, управляемый коммутатор 14, второй пиковый детектор 15, второе суммирующее устройство 16, устройство 17 запоминания аналогового сигнала.Блок измерения темнового тока Фотоприемника ( фиг. 3) включает в себя управляемый коммутатор 18 и третий пиковый детектор 19.Сущность сйособа и работа устройства фиг. 1), реализующего данный способ, состоит в следующем,Источник излучения 1, питается отимпульсного генератора 5 через синхронизатор 12, импульсным током Эмо(фиг,4). Световой поток источникасвета 1 проходит через формирователь2 светового потока и достигает разграничительного стекла 3, часть потока отражается от разграничительного стекла поля измерения и воздействует на фотоприеиник 4. Другая частьпотока проходит через разграничительное стекло, отражается от исследуемого материала и также воздействуетна фотоприемник.Таким образом, через фотоприемник 4 протекает фототок, зависящийот отражательных свойств исследуемого материалаполезная информация),от отражательных свойств разграни.чительного стекла, которые характеризуются непостоянством во времении зависят от степени износа, старенияи от величины темнового тока фотоприемника. Величина темнового токаФотоприемника зависит от типа фотоприемника, условий работы, воздействия внешних Факторов, старения иэтот нестабильный во времени ток течет через фотоприменик 4 постояннои при отсутствии воздействия светового потока).Измерение фототока, вызванногодействием светового потока, отраженного от исследуемого материала,в данном устройстве осуществляетсяследующим образом,Сначала производят измерение отражательной способности разграничительного стекла, Для чего при отсутствии в технологическом трубопроводе исследуемого материала ( пульпы)в момент времени1( фиг, 1), работы генератора импульсов 5 синхрониэаторДсинър 1 ) исключает подачу напряжения наисточник света 1 и запускает на время Ф.1 - 1 блок 7 иэмерения темнового тока. На вход блока 8 с фотоприемника 4 поступает импульсный сигнал, амплитуда котороготельного стекла и от исследуемого материала. Этот сигнал (общий ток) поступает на вход управляемого преобразователя 10 уровня сигнала, на второй вход которого поступает сигнал с суммирующего устройства 9, равный сумме(Дстр )темнового тока, измеряемого при наличии контролируемогоматериала и тока, вызванного световым потоком, отраженным от разграничительного стекла. В результатес выхода блока 10 снимается сигнал 45(Зчопр), характеризующий отражательную способность контролируемого материала, этот сигнал подается на схему 6 измерения через пиковый детектор (Э ннк ЭеЧ ) Таким образом, данное устройство исключает ошибки, обусловленные нестабильностью отражательных свойств эталонов, разграничительного.стекла и темнового тока, величину которого эа один период генератора импульсов можно считать постоянной. Блок измерения светового потока,отраженного от разграничительногостекла (Фиг. 2), работает следующимобразом. равна амплитуде фототока, вызванно-го световым потоком, отраженным от разграничительного стекла и темновым током. Одновременно с этим сиг%налом на вход блока 8 с выхода бло" ка 7 поступает сигнал, величина ко торого равна темновому току, где происходит их вычитание, а оставша-, яся разность сигналов запоминается.Измерение отражательной способности,разграничительного стекла проис ходит переодически ( сд - ф (0 7 и т.д.) . т.е. при отсутствии контролируемого материала в трубопроводе (остановках технологического процесса и т,п.). 15При заполнении технологического трубопровода исследуемым материалом устройство измеряет ток фотопримника, определяемый отражательными способностями контролируемого материала.Осуществляется это следующим образом. В момент времени ( Фиг. 4) син сронизатор 12 при отключенном источнике света 1 открывает на время С - 14, т.е, перед освещением, блок 7, который измеряет темновой ток.В момент времени с синхронизатор 12 обеспечивает подачу напряжения на источник света 1 от генератора импульсов 5 и отключает блок 7.Исследуемый материал облучается световым потоком и через фотоприемник 4 течет общий ток обусловленный темновым током и световыми потоками, отраженными от раэграничиПри отсутствии пульпы в технологи ческом трубопроводе (Е 4 М) и С. ) с датчика 1.3 на вход блойа 14 поступает сигнал Эдотч и сигнал с ФотопРиемника 4(7 в ), а на вход блока 16 поступает сигнал с второго пикового детектора 15, соответствующий сигналу, обусловленному отражательной способностью разграничительного стекла, плюс темновой ток, и с третьего пикового детектора 19, блока измерения темнового тока, соответствующий величине темнового тока(Эт). С выхода второго суммиру", ющего устройства 16 разностный снгнал, обусловленный только отражательной способностью стекла (отрсг) поступает на вход устройства запоминания аналогового сигнала.Блок измерения темнового тока (Фиг. 3) работает следующим образом.На вход управляемого коммутатора 18, блок измерения темнового тока поступает сигнал с фотоприемника 4 и синхроимпульсы 3 цр , соот ветствующие интервалам между импульсами генератора импульсов, с выхода блока 18 импульсы, соответствующие темновому току фотоприемника 4, поступают на третий пиковый детектор 19 и далее на вход блока 16 (фиг,2) и на вход суммирующего устройства 9 (биг. 1) .Изобретение позволяет повысить точность измерения за счет раздельного измерения темнового тока фотоприемника и тока фотоприемника, это позволяет увеличить выход полезной продукции эа счет уменьшения полезного продукта, отходящего в отвал вместе с золой.Экономический эффект от исполь" эования устройства составляет 16 тыс.руб.на один комплект,Формула изобретения1, Способ измерения вольности, включающий освещение импульсным световым потоком контролируемой сре" ды, причем фотоприемником отраженного светового потока и его измерение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, при отсутствии контролируемой среды облучают световыми импульсами разграничительное стекло и измеряют Фототок, а в интервалах между импульсами измеряют темновой ток, вычитают из первого второй, суммируют оста-. ток с темновым током, измеренным при наличии контролируемой среды, н вычитают полученную сумму токов из общего тока фотоприемника, измерен-ного при наличии контролируемой среды в моменты освещения ее световыми им 989330пульсами, и по полученной разности . судят о зольности.2. Устройство для измерения зольности, содержащее источник света, разграничительное стекло, размещенное по ходу светового потока, фо. топриемник, установленный между источником света и разграничительным стеклом,.генератор импульсов, схему измерения, о т л и ч а ющ е е с я тем,что, с целью повышения точности, О в неговведены блок измерения темнового тока, блок измерения светового потока, отраженного от разграничительного стекла, суммирующее уст.- ройство, синхронизатор, управляе ,мый преобразователь уровня сигнала"и пиковый детектор, при этом фото- приемник соединен с одним иэ:входов управляемого преобразователя. уровня сигнала, второй вход которого соеди- " 2 О нен с выходом суммирующего устройства, а выход преобразователя уровня сигнала через пиковый детектор сое- . динен со схемой измерения, причем один из входов суммирующего уст-25 ройства соединен с выходомблока измерения темнового тока, один иэ . входов которого соединен через синхронизатор с генератором импульсов, а другой вход - с фотоприемником и с входом блока измерения световогопотока, отраженного от разграничительного стекла, выход которого соединен со вторым входом суммирующего устройства, а второй вход - сфотоприемником, причем источник света соединен с генератором импульсов.через синхронизатор.3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е Е с, я тем; что блок измерения. светового потока, отраженного от разграничительного стекла, вы-.полнен в виде последовательной цепочки,состоящей из датчика наличия пульпы в трубопроводе, управляемого коммутатора, пикового детектора, суммирующего устройства и устройства запоминания аналогового сигнала.4. Устройство по и2, о т"л и -ч а ю ще е с я тем, что блок измерения темнового тока фотоприемникавыполнен в виде последовательнойцепочки, состоящей иэ управляемогокоммутатора и пикового детектора,Источники информации:,принятые во внймание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 181865, кл. 6018 23/02, 1963.2. Авторское свидетельство СССРР 428255, кл 601 Й 21/17, 1970 прототип ).