Спосіб автоматичного контролю параметрів твердої фази рудної суспензії

Спосіб автоматичного контролю параметрів твердої фази рудної суспензії, що включає формування потоку суспензії рудного матеріалу у вимірювальній камері, періодичний вплив на потік суспензії ультразвуковими коливаннями, формування високочастотних об'ємних ультразвукових хвиль у потоці суспензії рудного матеріалу та поверхневих ультразвукових хвиль, вимірювання інтенсивності високочастотних об'ємних ультразвукових хвиль і поверхневих ультразвукових хвиль, що пройшли фіксовану 3 параметрів твердої фази рудної суспензії, зокрема точності визначення вмісту корисного компоненту. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб автоматичного контролю параметрів твердої фази рудної суспензії включає формування потоку суспензії рудного матеріалу у вимірювальній камері, періодичний вплив на потік суспензії ультразвуковими коливаннями, формування високочастотних об'ємних ультразвукових хвиль у потоці суспензії рудного матеріалу та поверхневих ультразвукових хвиль, вимірювання інтенсивності високочастотних об'ємних ультразвукових хвиль і поверхневих ультразвукових хвиль, що пройшли фіксовану відстань при наявності у вимірювальній камері потоку рудної суспензії у періоди впливу на потік суспензії ультразвуковими коливаннями і при його відсутності та обчислення співвідношень виміряних величин, відповідно з якими визначають параметри твердої фази рудної суспензії. Згідно з корисною моделлю, на стінку вимірювальній камері наносять металеву плівку, періодично формують потік еталонної рідини у вимірювальній камері, у якості поверхневих ультразвукових хвиль використовують хвилі Лява, які збуджують на границі металевої плівки та стінки вимірювальної камери, вимірюють інтенсивність поверхневих ультразвукових хвиль Лява, що пройшли фіксовану відстань на границі металевої плівки та стінки вимірювальній камері при наявності у вимірювальній камері потоку еталонної рідини у період впливу на потік ультразвуковими коливаннями та при його відсутності. Спосіб реалізується таким чином. Спочатку, у вимірювальну камеру подається еталонна рідина, у даному випадку, вода. На границі металевій плівки та стінки вимірювальної камери формують поверхневі ультразвукові хвилі Лява, які проходять по ній фіксовану відстань. Отримані результати - величина загасання інтенсивності поверхневих ультразвукових хвиль Лява є еталонними (базовими). У робочому стані у вимірювальній камері формується потік суспензії рудного матеріалу. На границі металевій плівки та стінки вимірювальної камери формують поверхневі ультразвукові хвилі Лява, які проходять по ній фіксовану відстань, при наявності у вимірювальній камері потоку суспензії рудного матеріалу. Коефіцієнт загасання поверхневих ультразвукових хвиль Лява, що пройшли фіксовану відстань по границі металевій плівки та стінки вимірювальної камери, на якій вона нанесена, визначається виразом é r r ù a = ê(1 - W ) в + W mв ú × C v , (1) r r û ë де W - концентрація твердої фази в суспензії; r в , r т , r - густина води, часток твердої фази суспензії та матеріалу металевої плівки. У цьому виразі величина Cv не залежить від параметрів контрольованого середовища, а є функцією хвильових чисел поверхневих ультразвукових хвиль Лява, повздовжніх і 27846 4 поперечних хвиль матеріалу стінки вимірювальної камери та металевої плівки, яка на неї нанесена. Інтенсивність поверхневих ультразвукових хвиль Лява, що пройшли по стінці вимірювальної камери та металевій плівці, яка на неї нанесена, фіксовану відстань l: æ é ö ù r r ²ë = ²0ë exp ç - ê(1 - W ) â + W mâ ú × C v × l ÷ , (2) ç ÷ r r û è ë ø де І0л і Іл - відповідно інтенсивність поверхневих ультразвукових хвиль Лява, що випромінюються, та тих, які пройшли відстань l. Якщо металева плівка контактує с чистою водою, то W=0 і інтенсивність поверхневих ультразвукових хвиль Лява у цьому випадку: æ r ö ²âë = ²0ë expç - â Cv × l ÷ , (3) ç r ÷ è ø З (2) і (3) слідує æ W × Cv × l ÷ (rmâ - râ )ö , ²ë = ²âë expç (4) ç ÷ r è ø Тобто інтенсивність прийнятого сигналу не залежить від розміру часток твердої фази й концентрації газових пухирців у рудній суспензії. Оскільки поверхневі ультразвукові хвилі Лява розповсюджуються на тонкій границі металевої плівки із стінкою вихідної технологічної ємкості, на якій вона нанесена, цей процес дуже чутливий до змін густини контрольованого середовища, з яким контактує плівка. Згідно з запропонованим способом для поверхневих ультразвукових хвиль Лява формується величина S1: I (r - r ) S1 = ln âë = W mâ â Cv × l (5) r Ië З цього виразу видно, що концентрація твердої фази W або густина контрольованого середовища визначається логарифмом відношення інтенсивності поверхневих ультразвукових хвиль Лява при наявності потоку води і рудної суспензії у вимірювальній камері. Аналогічним чином визначається величина S1 для високочастотних об'ємних ультразвукових хвиль, що пройшли фіксовану відстань скрізь потік води і рудної суспензії: S1 = ln I об в (6) де I об - інтенсивність високочастотних в об'ємних ультразвукових хвиль, що пройшли фіксовану відстань z скрізь потік води; - інтенсивність високочастотних об'ємних ультразвукових хвиль, що пройшли фіксовану відстань z скрізь потік пульпи. Тобто величина S1 визначається логарифмом відношення інтенсивності високочастотних об'ємних ультразвукових хвиль, що пройшли фіксовану відстань z скрізь потік води і рудної суспензії. При цьому 5 27846 rm æ ö ç W×z = I об exp ç s(v, r F r dr ÷ , )()÷ в À ç ÷ 0 è ø ò rm де À = ò 0 (7) 4 pr 3 F(r )dr ; F(r) - функція розподілу 3 часток твердої фази по розміру r; rm максимальний розмір часток твердої фази в рудній суспензії; переріз погашення s(v, r ) високочастотних об'ємних ультразвукових хвиль частотою v на частці розміром r. Таким чином величина S1 залежить від крупності часток твердої фази рудної суспензії та її концентрації W: S1 = W×z À rm ) ) ò s(v, r F r( dr , (8) 0 Розділив (8) на (5), можна отримати величину S, що залежить тільки від крупності часток рудної суспензії: rm S zp ) ) (9) S= 1 = ò s(v, r F r( dr S2 lCvÀ(rmâ - râ ) 0 Величина S визначається тільки крупністю часток твердої фази рудної суспензії, не залежить від її концентрації і визначається часткою від ділення логарифму відношення інтенсивності високочастотних об'ємних ультразвукових хвиль, що пройшли фіксовану відстань скрізь потік води і рудної суспензії, на логарифм відношення інтенсивності поверхневих ультразвукових хвиль Лява, що пройшли фіксовану відстань по металевій плівці і стінці вимірювальної камери, при наявності в ній потоку води і рудної суспензії. Зазвичай, корисний компонент та пуста порода, з яких складається руда, сильно різняться за своєю питомою вагою. Тому вимірювання вмісту корисного компоненту може бути зведено до визначення питомої ваги (густини) часток твердої фази, що знаходяться в рудній суспензії. Періодично на потік суспензії збагаченого матеріалу у той частині вимірювальної камери, де визначається величина S, впливають ультразвуковими коливаннями великої інтенсивності. Внаслідок радіаційного тиску та акустичних течій, що при цьому виникають, має місце зміщення часток твердої фази рудної суспензії від траєкторії їх нормального руху в потоці у напрямку впливу ультразвукових коливань великої інтенсивності. Зміщення часток твердої фази рудної суспензії призводить до їх перерозподілу по розміру та концентрації в зоні впливу ультразвукових коливань великої інтенсивності. Величина цього перерозподілу для часток однакової крупності визначається тільки мінеральним складом (співвідношенням корисного компоненту і пустої породи) та питомою вагою (густиною) кожної складової. Для часток твердої фази одного розміру, які подрібнені до крупності включень корисного компоненту, величина зміщення пропорційна тільки їх питомій вазі. Таким чином, величина зміни параметра S під впливом 6 ультразвукових коливань великої інтенсивності характеризує вміст корисного компоненту у твердій фазі рудної суспензії. Для отримання сигналу, який залежить тільки від вмісту корисного компоненту у твердій фазі рудної суспензії обчислюється величина Sк співвідношення S - Sо S к= k в , (10) Sв де Sв – виміряна величина S при наявності впливу ультразвукових коливань великої інтенсивності; S0 - виміряна величина S при відсутності впливу ультразвукових коливань великої інтенсивності; k - коефіцієнт пропорційності. Оскільки усі обчислення згідно способу автоматичного контролю параметрів твердої фази проводяться на базі вимірювань відносно характеристик еталонної речовини, результати що отримуються, захищені від різноманітних збурюючих факторів, які зменшують точність вимірювань параметрів твердої фази рудної суспензії. Таким чином спосіб автоматичного контролю параметрів твердої фази рудної суспензії дозволяє покращити завадозахищенність та підвищити точність вимірювань параметрів твердої фази рудної суспензії.