Ультразвуковой гранулометр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4469064/28 (22) 01.08.88 (46) 15.03.91. Бюл, М 10 (72) Э.И.Ходанович и С.К.Германов (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 896542, кл. G 01 N 29/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N1430869,,кл. G 01 N 29/00, 1986, (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГРАНУЛОМЕТР (57) Изобретение относится к физическим методам контроля гранулометрического соИзобретение относится к физическим методам контроля гранулометрического состава суспенэий и может быть использовано в различных областях промышленности.

Цель изобретения — повышение производительности измерения и расширение диапазона контролируемых величин эа счет исключения предварительного определения закона осаждения частиц во времени.

На чертеже йзображена блок-схема ультразвукового гранулометра.

Ультразвуковой гранулометр содержит генератор i, два электроакустических измерительных 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 памятью, вход управления которого соединен с выходом порогового блока, а сигнальный вход.— с выходом верхнего электроакустического канала 2, вычитатель 7, второй вход которого соединен с выходом нижнего электроакустического канала 3, нуль-орган 8, одновибратор 9, соеди„„. Ж„„1635117 А1 става суспенэий и может найти применение в различных областях промышленности.

Целью изобретения является повышение производительности измерения и расширение диапазона контролируемых величин за счет исключения предварительного определения закона осаждения частиц во времени.

Обработка результатов измерения в устройстве осуществляется в виде дискретных значений при автоматически изменяемом интервале интегрирования выходного сигнала с фазового детектора. 1 ил, ненный с ним входом "Сброс" интегратор

10, сигнальный вход которого соединен с выходом фазового детектора 4, первый вход управления — с выходом порогового блока 5, второй вход управления — с выходом нульоргана 8, выход — с входом регистратора 11, а вход "Сброс" аналогового коммутатора 6 с памятью соединен с выходом одновибратора 9.

Ультразвуковой гранулометр работает следующим образом.

Сигнал с генератора 1 поступает на два акустических измерительных канала 2 и 3.

Акустические каналы измерения концентрации суспенэии, разнесенные по высоте, вырабатывают выходные сигналы, пропорциональные концентрации суспензии, находящейся в горизонтальной плоскости ультразвуковых лучей каждого из каналов, Эти сигналы поступают на фазовый детектор 4, где происходит вычитание сигнала С верхнего канала 2 из сигнала Сл нижнего канала 3.

Известно, что в результате действия сил тяжести и сопротивления среды скорость

1635117

25 осаждения частиц определяется их размерал1и. В первый момент времени, когда частицы суспензии после перемешивания равномерно распределены по всему объему, сигналы на выходе каналов 2 и 3 равны и их разность равна Сц-С1=0.

По истечении некоторого времени после перемешивания часть взвешенных частиц (в основном более крупных) опустится ниже уровня верхнего акустического канала, не достигнув уровня нижнего канала, т.е. конце>п рация CI частиц на верхнем уровне станет меньше концентрации Сп частиц на нижнем уровне. На выходе фазового детектора 4 появится сигнал Сц — Ci=C>0. Этотсигнал поступает на вход порогового блока 5, который срабатывает и выдает управляющий сигнал на вход аналогового коммутатора 6 с памятью, На выходе аналогового коммутатора 6 устанавливается сигнал С.

Этот сигнал поступает на вход вычитателя

7, на второй вход которого поступает сигнал с выхода канала 3.

По истечении некоторого времени t, определяемого разностью высот каналов 2 и 3 и скоростью падения частиц (U), сигналы вычитателя 7 сравняются и на его выходе сигнал станет равным С1-С 1=0, в результате чего подключенный к выходу вычитателя 7 нуль-орган 8 срабатывает, Таким образом, между срабатываниями порогового блока 5 и нуль-органа 8 содержится интервал времени t, в течение которого происходило падение частиц определенной дисперсности с

;;ull olsT>" ц сй С t taæäó каналами 2 и 3. В те >ение этого интервала времени скорость падения частиц равна

dh

U =- ——

dt где h — расстояние между каналами 2 и 3 будет соответствовать скорости изменения разности концентраций С между каналами, т.е.

dC

К U=- — -.

dt где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Ц

С =К f U(t)dt.

t1

Сигнал с выхода фазового детектора 4 поступает на вход ингегратора 10, время интегрирования которого tt и t2 определяется интервалом срабатывания порогового блока 5 и нуль-органа 8. По сигналу срабатывания нуль-органа 8 на выходе одновибра1ора 9 форл1ируется короткий импульс, по которому аналоговый коммутатор 6 с па30

55 мятью переписывает на свой выход новое текущее значение коцентрации С1, а также сбрасывается интегратор в исходном "нулевое" состояние. Затем происходит аналогично новый цикл измерения и т.д, до окончания выпадения частиц между каналами.

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 ео времени функцию концентрации суспении по дисперсности в виде дискретных точек. Очевидно, что дискретность определяется временем измерения, которое, в свою очередь, зависит от расстояния между акустическими каналал1и и от скорости выпадения частиц, Шкалы дисперсности и концентрации можно проградуировать в относительных единицах или абсолютных на эталонных суспензиях.

Таким образом. определение функции распределения частиц суспензии по гранулол1атрическому составу осуществляется независимо от закона осаждения частиц.

Формула изобретения

Ультразвуковой гранулометр, содержащий генератор, измерительную камеру. размещенные на ней >ta разной высоте два электроакустических ка»ала, подключенный к их выходам фазовый детектор, соединенный с ним пороговый блок и регистратор, отличающийся гем, что, с целью повышения производительности и расширения диапазона контролируемых величин, он снабжен последовательно соединенными аналогов>. м коммутатором с памятью, вход управления которого соединен с выходом порогового блока, а сигнальный вход — с выходом верхнего электроакустического канала, вычитателем, второй вход которого соединен с выходом нижнего электроакустического канала, нуль-органом. одновибратором и соединенным с ним входом "Сброс" интегратором, сигнальный вход которого соединен с выходом фазового детектора, первый вход управления — с выходом порогового блока, второй вход управления — с выходом нульоргана, выход — с входом регистратора, а вход "Сброс" аналогового коммутатора с памятью соединен с вь>ходом одновибратора.

1635117

Составитель И. Ардашева

Техред М.Моргентал Корректор М. Самборская

Редактор А, Ревин

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 753 Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5