SU1430869A1 - Ультразвуковой гранулометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  гранулометрических составов суспензий в различных област х промышленностиi Цель изобретени  - повышение производительности за счет автоматизации обработки результатов измерени . Два электроакустических канала 2 и 3, размещенных На разной высоте измерительной камеры, фиксируют концентрацию суспензии по скорости ультразвука. Фазовый детектор 4, подключенный к их выходам, через пороговый блок 5 и коммутатор передает информацию о разности концентраций на регистратор 10. Информаци  с фазового детектора 4, пройд  вычислительную обработку в блоке 8 делени  и блоке 9 извлечени  квадратного корн , поступает на второй вход регистратора 10. Эта информаци  отражает распределение частиц в суспензии по размерам. 1 ил. (Л

Description

4ib

оо о

СХ) Од

со

Изобретение относитс  к физическим методам контрол  гранулометрических составов суспензий и может найти применение в различных област х про- мьшшенности: электротехнической, обогатительной и т.д.

Цель изобретени  - повьриение производительности за счет автоматизации обработки результатов измерени .

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Устройство содержит последова- . тельно соединенные генератор 1, два акустических измерительных канала 2,3, размещенные на измерительной камере , фазовый детектор 4, пороговый блок 5, формирователь временного сигнала , коммутатор 7, блок 8 делени , блок 9 извлечени  квадратного корн , регистратор 10.

Вход блока 8 делени  соединен с выходом детектора 4, коммутатор 7 соединен входами с выходами фазового детектора 4 и порогового блока 5, его выход соединен с входом регистратора 10. Устройство содержит мешалку 11 .

Ультразвуковой гранулометр работает следующим образом.

Сигнал с генератора 1 подаетс  на два акустических измерительных канала 2 и 3. Акустические измерительные каналы, разнесенные по высо- те, вырабатывают выходные сигналы, пропорциональные концентрации суспен зии, наход щейс  в горизонтальной плоскости ультразвуковых лучей каждого из каналов. Эти сигналы подаютс  на фазовый детектор 4, где происходит вычитание сигнала верхнего ка- нала 2 из сигнала нижнего канала 3.

В первый момент времени, когда частицы суспензии после перемешивани  мешалкой 11 равномерно распределены по всему объему, фазы сигналов на выходе каналов 2 и 3 равны и разность фаз равна нулю.

В результате действи  внешних сил - силы т жести и силы сопротивлени  среды, определ емой по формуле Стокса (внутренними силами Взаимодействи  можно пренебречь, т.к. они „. уравновешены), частицы суспензии падают с разной скоростью в зависимости от их размера.

По истечении некоторого времени после перемешивани  часть взвешенных частиц (в основном более крупных) опускаетс  ниже уровн  верхнего акустического канала 2, не достигнув уровн  нижнего канала 3, т.е. концентраци  частиц на верхнем уровне становитс  меньше концентрации частиц на нижнем уровне. На выходе фазового детектора 4 по вл етс  сигнал , пропорциональный концентрации осаждающихс  частиц.

В течение некоторого интервала времени изменение напр жени  на выходе фазового детектора (пропорционального разности концентраций) соответствует скорости последовательного осаждени  частиц, распределенных по размерам.

Очевидно, что разрешающа  способность определени , частиц по дисперсности определ етс  возможностью разнесени  акустических каналов на минимальную разность высот (минимальным временем пролета частиц между каналами) и чувствительностью в определении разности концентраций.

Сигнал с выхода фазового детектора 4 поступает на вход порогового блока 5 (регенеративного компаратора ) , который срабатывает и фик сиру- ет момент времени, начина  с которого скорость изменени  разности концентраций частиц, наход щихс  между акустическими измерительными каналами 2 и 3, будет соответствовать их скорости установившегос  падени . Эта скорость разна  дл  частиц разной величины.

Таким образом, в результате сил т жести и сопротивлени  среды-мен - етс  разность концентраций между каналами 2 и 3 и происходит распределение частиц по скорости (или времени) осаждени . Соответственно мен етс  сигнал на выходе фазового детектора I

Сигнал срабатывани  порогового

блока 5 (наличие гистерезиса у регенративного компаратора предотвращает повторные ложные срабатывани ) включает формирователь 6 временного сигнала , на выходе которого формируетс  сигнал, величина которого пропорциональна времени осаждени  частиц, про шедшему после срабатывани  порогового блока 5. Дл  жидкостей, к которым применима формула Стокса, т.е. с числом Рейнольдса Re 1, это линейно измен ющийс  сигнал. Дл  прочих жидкостей временна  функци  может быть запрограммирована по соответствующему закону.

Сигналы с выходов фазового детектора А и формировател  6 временного сигнала подаютс  на блок 8 делени , на выходе которого формируетс  сигнал , пропорциональный скорости падени  частиц. Сигнал с выхода блока 8 делени  поступает на блок 9 извлечени  квадратного корн . Выбрав коэффициент соответствующей пропорциональности , получим на выходе блока 9 извлечени  квадратного корн  сигнал, отображающий функцию распределени  частиц в суспензии по размерам, разнесенную во времени ос аждени . Эта функци  подаетс  на вход регистратора 10. Одновременно на второй вход регистратора 10 в том же масштабе времени подаетс  сигнал, снимаемый с выхода коммутатора 7, который срабатывает после подачи на его управл ющий вход сигнала срабатывани  порогового блока 5 и подключает второй вход регистратора 10 к вьгходу фазового детектора 4. Таким образом, регистратор 10 отображает обе функции и, фиксиру  момент времени, по

0

5

0

5

этим функци м определ ет концентрацию частиц данного размера.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ультразвуковой гранулометр, содержащий измерительную камеру, размещенные на ней на разной высоте два электроакустических канала, блок делени  и регистратор, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  производительности измерени , он снабжен последовательно соединенными фазовым детектором, входы кото1 сго подключены к выходам электроакустических каналов, пороговым блоком и коммутатором, второй вход которого подключен к выхбду фазового детектора, формирователем временного сигнала, включенным между выходом порогового блока и первым входом блока делени , соединенного вторым входом с выходом фазового детектора, и блоком извлечени  квадратного корн , включенным между выходом блока делени  и вторым входом регистратора.