Устройство для определения концентрации магнетита

 

Изобретение, относится к области анализа материалов путемисследования их магнитных параметров и может быть использовано в системах управления технологическим процессом в обогатительном производстве. В устройстве компенсирующая обмотка 3 размещена непосредственно на возбуждающей обмотке 1 и установлена соосно измерительной обмотке 2, при этом все обмотки расположены коаксиально - друг другу. Расстояния между измерительной 2 и возбуждающей 1 обмотками выбираются из условия R2/R, + Г, где Rj. - радиус возбуждающей обмотки 1; R, - радиус измерительной обмотки 2; |t - магнитная проницаемость исследуемого образца, а число витков WK компенсирующей обмотки 3 равно Wj,, X , где W,- число витков измерительной обмотки 2. Устройство имеет высокую точность определения концентрации магнетита. 1 ил. W со со о СП со сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1330536 А1

И11 4 С 01 Н 27/72

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

L Þ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3999306/24-21 (22) 13.11.85 (46) 15.08.87. Вюл. № 30 (71) Криворожский филиал Киевского института автоматики им.XXV съезда

КПСС (72) В.А.Кнышев и Г.С.Зеленский (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 437955, кл. G 01 N 27/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 1019921, кл. G 01 N 27/72, 15.08 ° 81. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА (57) Изобретение. относится к области анализа материалов путем исследования их магнитных параметров и может быть использовано в системах управления технологическим процессом в обогатительном производстве. В устройстве компенсирующая обмотка 3 размещена непосредственно на возбуждаю-: щей обмотке 1 и установлена соосно измерительной обмотке 2, при этом все обмотки расположены коаксиально, друг другу. Расстояния между измерительной 2 и возбуждающей 1 обмотками выбираются из условия К /R,= +1, где R,— радиус возбуждающей обмотки

1; R, — радиус измерительной обмотки

2; p — магнитная проницаемость исследуемого образца, а число витков W компенсирующей обмотки 3 равно W

2 х R R, где M»„— число витков измерительной обмотки 2. Устройство имеет высокую точность определения концентрации магнетита. 1 ил.

Изобретение относится к анализу материалов путем исследования их магнитных параметров и может быть использовано в системах управления технологическим процессом в обогатительном производстве.

Целью изобретения является повышение точности определения концентрации магнетита. 10

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства для определения концентрации магнетита в твердой фазе пульпы, в частности в продуктах обогащения железных руд. 15

Предлагаемое устройство содержит возбуждающую обмотку 1, измерительную обмотку 2, которая .включена последовательно-встречно с компенсирующей обмоткой 3.

Выходные зажимы обмоток 2 и 3 подключены к компенсационному измерителю

4 ЭДС, который выполнен в виде усилителя 5 с реверсивным электродвигателем 6 на выходе, вал которого связан 25 с рамкой датчика 7 и стрелкой шкалы

8 устройства. Выходные зажимы возбуждающей обмотки 1 подключены к источнику 9 переменного тока. Проба 10 исследуемого материала помещается внутрь 30, каркаса 11 радиусом R, на котором размещена измерительная обмотка 2, радиусом R, =R . Начала и концы всех обмоток, определяющие направление намотки, обозначены буквами "Н" и "К".

Расстояние между измерительной 2 .и возбуждающей 3 обмотками выбирается

Hs условия

R, 40 где R — радиус возбуждающей обмотки;

p — магнитная проницаемость исследуемого образца, что обеспечивает максимальную чувствительность устройства при внесении маг-45 нитного материала внутрь каркаса 11.

Основанием выбора отношения радиуса возбуждающей обмотки 1 к радиусу измерительной обмотки 2 служит следую щее.

Во всем объеме возбуждающей обмотки 1 при прохождении по ней переменного тока создается равномерное магнитное поле, характеризующееся полным о магнитным потоком% „. При этом о часть магнитного потока р„

2 о — ч" пронизывает измерительную

R2 ЬоъБ

z обмотку 2, когда в ней отсутствует

36 2 магнитный материал. Появление в измерительной обмотке 2 магнитного материала, имеющего магнитную восприимчивость х, приводит к перераспределению магнитного потока возбуждающей обмотки 1. Магнитный поток в измерительной обмотке 2 увеличивается, а в промежутке между измерительной и возбуждающей обмотками уменьшается. Применяя теорию расчета магнитных цепей, определяют зависимость магнитного потока в измерительной обмотке 2 от значения магнитной восприимчивости осадка и соотношения радиусов обмо- ток.. Эта зависимость выглядит следующим образом:

1И о

Р = — — — — — — Р (1) (4-1)+К -/R 8oyg где (((=х+1 — магнитная проницаемость исследуемого образца °

Дифференцируя это выражение, получают зависимость чувствительности S

-от значений и соотношения .радиусов (— ):

Rz

R, 2

By R, -1

2 1 г — = — -à — — — 2К2)

8p (R *, = (z (р:l))

R2 (Р изм Rz гдеу= — —; z во Ь

Для определения максимальной чувствительности устройства необходимо продифференцировать зависимость S=

=1. (я) и значение производной д S/Bz приравнять нулю.

После несложных преобразований находят значение отношения радиуса возбуждающей обмотки к радиусу измерительной обмотки, при котором будет максимальная чувствительность

В (2 == "1/+1, R1

В свою очередь, равномерное магнитное поле в измерительной обмотке, которое является частью равномерного магнитного поля возбуждающей обмотки, приводит к полному устранению влияния неравномерного распределения частиц с различной магнитной восприимчивостью. Таким образом, сигнал, снимаемый с устройства., не зависит от распределения магнитного материала в объеме измерительной обмотки, а зависит только от количества магнитного материала в этом объеме, т.е. от кон-: центрации магнетита в твердой фазе пульпы

1330

Для компенсации ЭДС, наведенной в измерительной обмотке частью маго 2 2 о нитного потока O „,„ =R, /R, Р „ служит компенсирующая обмотка. Число вит- 5 ков компенсирующей обмотки определяется из условия равенства ЭДС, наведенной магнитным потоком „ в измерительной обмотке, ЭДС, наведенной о всем магнитным потоком Р О, в ком- 10 пенсирующей обмотке при отсутствии магнитного материала (магнетита) в устройстве.

Таким образом, число витков компенсирующей обмотки связано с числом 15 витков измерительной обмотки следующим образом: к 11ИЗM 2

z

Устройство работает следующим образом.

При прохождении переменного тока по возбуждающей обмотке 1, внутри ее объема создается равномерное магнитное поле, характеризующееся полным магнитным потоком.

При отсутствии пробы внутри каро каса 11 часть магнитного потока Р„„„ сцепляется с измерительной обмоткой

2 и наводит в ней ЭДС. Кроме того, З0 в компенсирующей обмотке 3 весь маго нитный поток У „ наводит также

ЭДС компенсации. Если числа витков измерительной и компенсирующей обмоток удовлетворяют соотношению (3) эти обмотки включены последовательно-. встречно, то сигнал, снимаемый с устройства, равен нулю при отсутствии магнитного материала.

При внесении магнитного материала 40 пробы 10 с магнитной восприимчивостью х внутрь каркаса ll происходит перераспределение всего магнитного о потока возбуждающей обмотки Р „

Магнитный поток в измерительной об- 45 мотке Р„ увеличивается, что приводит к увеличению ЭДС, наводимой в этой обмотке. При этом весь магнитный о поток Ч, не уменьшается и ЭДС, наводимая в компенсирующей обмотке, остается прежней.

Следовательно, изменение магнитной восприимчивости приводит к изменению не ЭДС компенсации, а ЗДС измерительной обмотки. Таким образом, на выходе уст- 55 ройства появляется сигнал, пропорциональный содержанию железа в осадке, находящемся внутри каркаса ll. При этом реверсивный электродвигатель 6

536

Ч поворачивает рамку датчика 7 до полной компенсации напряжения на входе усилителя 5. По величине угла поворота электродвигателя 6 судят о концентрации магнетита в пробе, значение которой фиксируется на шкале 8. Равномерное магнитное поле, создаваемое цилиндрической возбуждающей обмоткой

1, приводит к тому, что выходное напряжение устройства зависит не от неравномерного распределения частиц с различной магнитной восприимчивостью, а только от концентрации магнитного материала внутри измерительного объема. Кроме того, определение отношения радиусавозбужцающей обмоткик радиусу измерительной обмотки по выражению.

R2

+1

R, о обеспечивает максимальную чувствительность устройства.

Изобретение позволяет измерить содержание железа как в хвостах обогатительного производства, так и в промпродуктах обогащения.

Формула изобретения

Устройство для определения концентрации магнетита, содержащее источник переменного тока, возбуждающую компенсирующую и измерительную обмотки, расположенные соосно, компенсационный измеритель ЭДС, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения

I точности устройства, компенсирующая обмотка размещена непосредственно на возбуждающей обмотке, измерительная, возбуждающая и компенсирующая обмотки расположены коаксиально одйа к другой, а радиусы измерительной и возбуждающей обмоток определяются из соотношения где 1ц — магнитная проницаемость исследуемого образца1

R, — радиус измерительной обмотки

К вЂ” радиус возбуждающей обмотки, причем измерительная и компенсирую-, щая обмотки включены последовательно-встречно, а число их витков определяется соотношением г

Wg

WHELM где Wк — число витков компенсирующей обмотки;

W — число витков измерительной ем обмотки.