SU1635117A1 - Ultrasonic granulometer - Google Patents

Description

1one

(21)4469064/28(21) 4469064/28

(22)01.08.88(22) 08/01/88

(46) 15.03.91. Бюл. № 10(46) 03/15/91. Bul Number 10

(72) Э.И.Ходанович и С.К.Германов(72) E.I. Khodanovich and S.K.Germanov

(53)620.179.16(088.8)(53) 620.179.16 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР Г 896542, кл. G 01 N 29/00, 1980.(56) USSR Copyright Certificate D 896542, cl. G 01 N 29/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР N: 1430869, кл. G 01 N 29/00, 1986. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГРАНУЛОМЕТРUSSR Author's Certificate N: 1430869, cl. G 01 N 29/00, 1986. (54) ULTRASONIC GRANULAR METER

(57)Изобретение относитс  к физическим методам контрол  гранулометрического состава суспензий и может найти применение в различных област х промышленности. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности измерени  и расширение диапазона контролируемых величин за счет исключени  предварительного определени  закона осаждени  частиц во времени. Обработка результатов измерени  в устройстве осуществл етс  в виде дискретных зна- чений при автоматически измен емом интервале интегрировани  выходного сигнала с фазового детектора. 1 ил.(57) The invention relates to physical methods for controlling the particle size distribution of suspensions and may find application in various industries. The aim of the invention is to increase the measurement performance and expand the range of monitored values by eliminating the preliminary determination of the law of particle deposition over time. Processing of measurement results in the device is carried out in the form of discrete values with an automatically variable integration interval of the output signal from the phase detector. 1 il.

Изобретение относитс  к физическим методам контрол  гранулометрического состава суспензий и может быть использовано в различных област х промышленности.This invention relates to physical methods for controlling the particle size distribution of suspensions and can be used in various industries.

Цель изобретени  - повышение производительности измерени  и расширение диапазона контролируемых величин за счет исключени  предварительного определени  закона осаждени  частиц во времени.The purpose of the invention is to increase the measurement performance and expand the range of monitored values by eliminating the preliminary determination of the law of particle deposition over time.

На чертеже изображена блок-схема ультразвукового гранулометра.The drawing shows a block diagram of an ultrasonic particle size analyzer.

Ультразвуковой гранулометр содержит генератор 1, два электроакустических изме-. рительных канала 2 и 3, размещенных на измерительной камере на разной высоте, соединенный с их выходами фазовый детектор 4, соединенный с ним пороговый блок 5, последовательно соединенные аналоговый коммутатор 6 с пам тью, вход управлени  которого соединен с выходом порогового блока, а сигнальный вход.- с выходом верхнего электроакустического канала 2, вычи- татель 7, второй вход которого соединен с выходом нижнего электроакустического канала 3, нуль-орган 8, одновибратор 9, соединенный с ним входом Сброс интегратор 10, сигнальный вход которого соединен с выходом фазового детектора 4, первый вход управлени  - с выходом порогового блока 5, второй вход управлени  - с выходом нуль- органа 8, выход - с входом регистратора 11, а вход Сброс аналогового коммутатора 6 с пам тью соединен с выходом одновибрато- ра9.The ultrasonic particle size analyzer contains a generator 1, two electroacoustic measurements. ray channels 2 and 3 placed on a measuring chamber at different heights, phase detector 4 connected to their outputs, threshold block 5 connected to it, an analog switch 6 connected to memory in series, the control input of which is connected to the output of the threshold block, and the signal input .- with the output of the upper electro-acoustic channel 2, the subtractor 7, the second input of which is connected to the output of the lower electro-acoustic channel 3, the null organ 8, the one-oscillator 9 connected to it by the input Reset the integrator 10, the signal input connected to the output of the phase detector 4, the first control input to the output of the threshold unit 5, the second control input to the output of the zero-organ 8, the output to the input of the recorder 11, and the Reset input of the analog switch 6 with memory connected to the output of the single-vibration 9 .

Ультразвуковой гранулометр работает следующим образом.Ultrasonic granulometer works as follows.

Сигнал с генератора 1 поступает на два акустических измерительных канала 2 и 3. Акустические каналы измерени  концентрации суспензии, разнесенные по высоте, вырабатывают выходные сигналы, пропорциональные концентрации суспензии,наход щейс  в горизонтальной плоскости ультразвуковых лучей каждого из каналов. Эти сигналы поступают на фазовый детектор 4, где происходит вычитание сигнала Ci верхнего канала 2 из сигнала Си нижнего канала 3.The signal from generator 1 is fed to two acoustic measuring channels 2 and 3. Acoustic channels measuring the concentration of the suspension, spaced in height, produce output signals proportional to the concentration of the suspension located in the horizontal plane of the ultrasonic beams of each of the channels. These signals are sent to phase detector 4, where the subtraction of the signal Ci of the upper channel 2 from the signal C of the lower channel 3 occurs.

Известно, что в результате действи  сил т жести и сопротивлени  среды скоростьIt is known that as a result of gravity and resistance of the medium, the speed

слcl

СWITH

о со слoh so

VIVI

осаждени  частиц определ етс  их размерами . В первый момент времени, когда частицы суспензии после перемешивани  равномерно распределены по всему объему , сигналы на выходе каналов 2 и 3 равны и их разность равна Сц-С| 0.particle deposition is determined by their size. At the first moment of time, when the particles of the suspension, after mixing, are evenly distributed throughout the volume, the signals at the output of channels 2 and 3 are equal and their difference is equal to Sc-C | 0

По истечении некоторого времени после перемешивани  часть взвешенных частиц (в основном более крупных) опуститс  ниже уровн  верхнего акустического канала , не достигнув уровн  нижнего канала, т.е. концентраци  d частиц на верхнем уровне станет меньше концентрации Си частиц на нижнем уровне. На выходе фазового детектора А по витс  сигнал Сц-С| С 0. Этотсиг- нал поступает на вход порогового блока 5, который срабатывает и выдает управл ющий сигнал на вход аналогового коммутатора 6 с пам тью. На выходе аналогового коммутатора 6 устанавливаетс  сигнал С. Этот сигнал поступает на вход вычитател  7, на второй вход которого поступает сигнал с выхода канала 3.After some time has elapsed after mixing, a part of suspended particles (mostly larger) will drop below the level of the upper acoustic channel, not reaching the level of the lower channel, i.e. the concentration of d particles at the upper level will become less than the concentration of particles at the lower level. At the output of the phase detector A in Wits, the signal Cc-C | From 0. This signal is fed to the input of the threshold unit 5, which operates and outputs a control signal to the input of the analog switch 6 with memory. The output of the analog switch 6 sets the signal C. This signal is fed to the input of the subtractor 7, the second input of which receives the signal from the output of channel 3.

По истечении некоторого времени т, определ емого разностью высот каналов 2 и 3 и скоростью падени  частиц (U), сигналы оычитател  7-сравн ютс  и на его выходе сигнал станет равным С|-Сц 0, в результате чего подключенный к выходу вычитател  7 нуль-орган 8 срабатывает. Таким образом, между срабатывани ми порогового блока 5 и нуль-органа 8 содержитс  интервал времени t, в течение которого происходило падение частиц определенной дисперсности с исп снтроцисй С между каналами 2 и 3. В течение этого интервала времени скорость падени  частиц равнаAfter a certain time t, determined by the difference in heights of channels 2 and 3 and the particle decay rate (U), the signals from reader 7 are matched and the signal at its output becomes equal to С | -Сц 0, as a result of which the output of subtractor 7 is zero -organ 8 is triggered. Thus, between the actions of the threshold unit 5 and the zero-organ 8 there is a time interval t, during which particles of a certain dispersion from the pattern C between channels 2 and 3 have fallen. During this time interval, the rate of falling particles is

n-dh U dF n-dh u dF

где h - рассто ние между каналами 2 и 3 будет соответствовать скорости изменени  разности концентраций С между каналами,where h is the distance between channels 2 and 3 will correspond to the rate of change in the concentration difference C between the channels,

т.е.those.

dCdC

K U dt K U dt

где К - коэффициент пропорциональности;where K is the proportionality coefficient;

С К J U (t) dt. чC K J U (t) dt. h

Сигнал с выхода фазового детектора 4 поступает на вход интегратора 10, врем  интегрировани  которого ti и t2 определ етс  интервзлом срабатывани  порогового блока 5 и нуль-органа 8. По сигналу срабатывани  нуль-органа 8 на выходе одновиб- раюра 9 формируетс  короткий импульс, по которому аналоговый коммутатор 6 с пам тью переписывает на свой выход новое текущее значение коцентрации Ci, а также сбрасываетс  интегратор в исходном нулевое состо ние. Затем происходит аналогично новый цикл измерени  и т.д. до окончани  выпадени  частиц между каналами .The output signal of the phase detector 4 is fed to the input of the integrator 10, the integration time of which ti and t2 is determined by the interval response of the threshold unit 5 and the zero body 8. The zero signal 9 produces a short pulse at the output of the zero signal 9 An analog switch 6 with memory rewrites a new current value of the concentration Ci to its output, and the integrator is reset to its initial zero state. Then a new measurement cycle, etc., proceeds in a similar way. until the particles fall out between the channels.

Сигнал с выхода интегратора 10 поступает на вход регистратора 11, который отображает значение концентрации С частиц данной дисперсности (первое срабатывание соответствует наиболее крупным частицам ). Таким образом, регистратор 11 отображает во времени функцию концентрации суспении по дисперсности в виде дискретных точек. Очевидно,что дискретность определ етс  временем измерени , которое , в свою очередь,зависит or рассто ни  между акустическими каналами и от скорости выпадени  частиц. Шкалы дисперсности и концентрации можно проградуировать в относительных единицах или абсолютных на эталонных суспензи х.The signal from the output of the integrator 10 is fed to the input of the recorder 11, which displays the value of the concentration C of particles of a given dispersion (the first response corresponds to the largest particles). Thus, the recorder 11 displays in time the function of the concentration of the suspension on the dispersion in the form of discrete points. Obviously, the discreteness is determined by the measurement time, which, in turn, depends on the distance between the acoustic channels and the speed of deposition of particles. The dispersion and concentration scales can be calibrated in relative units or absolute on the reference suspensions.

Таким образом, определение функцииThus, the definition of a function

распределени  частиц суспензии по гранулометрическому составу осуществл етс  независимо от закона осаждени  частиц.The particle size distribution of the suspension is carried out independently of the particle deposition law.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Ультразвуковой гранулометр, содержащий генератор, измерительную камеру , размещенные на ней на разной высоте два электроакустических канала, подключенный к их выходам фазовый детектор,Ultrasonic particle size analyzer, containing a generator, a measuring chamber, two electroacoustic channels placed on it at different heights, a phase detector connected to their outputs, соединенный с ним пороговый блок и регистратор , отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и расширени  диапазона контролируемых величин , он снабжен последовательно соедипенными аналоговым коммутатором с пам тью, вход управлени  которого соединен с выходом порогового блока, а сигнальный вход - с выходом верхнего электроакустического канала, вычитателем,a threshold unit and a recorder connected to it, characterized in that, in order to increase productivity and expand the range of monitored values, it is equipped with a serially connected analog memory switch, the control input of which is connected to the output of the threshold unit, and the signal input to the upper electroacoustic output channel, subtractor, второй вход которого соединен с выходом нижнего электроакустического канала, нуль-органом одновибратором и соединенным с ним входом Сброс интегратором, сигнальный вход которого соединен с выхо0 дом фазового детектора, первый вход управлени  - с выходом порогового блока, второй вход управлени  - с выходом нуль- органа, выход - с входом регистратора, а вход Сброс аналогового коммутатора сthe second input of which is connected to the output of the lower electroacoustic channel, the zero-body single-oscillator and the input connected to it Reset by the integrator, the signal input of which is connected to the output of the phase detector, the first control input to the output of the threshold unit, the second control input to the output of the zero organ , output - with the input of the recorder, and the input Reset analog switch with 5 пам тью соединен с выходом одновибра- тора.5 is connected to the output of the one-shot vibrator.