Пристрій для контролю параметрів твердої фази суспензії

Винахід відноситься до техніки акустичних вимірів і може бути використаний для автоматичного контролю основних характеристик твердих включень у пульпі, зокрема концентрації твердої фази й вмісту магнітного заліза. Найбільш близьким технічним рішенням, обраним як прототип, є пристрій для контролю параметрів твердої фази суспензії ( AC CPCP №1780412). Пристрій містить послідовно з'єднані мультивібратор, перший запускаючий одновібратор, перший генератор та перший випромінюючий перетворювач, перший приймальний перетворювач, підключений до входу останнього перший посилювач, підключені до виходу мультивібратора послідовно з'єднані другий запускаючий одновібратор, другий генератор та другий випромінюючий перетворювач, другий приймальний перетворювач та підключений до входу останнього другий посилювач, третій і четвертий запускаючі одновібратори, входи яких з'єднані з виходом мільтівібратора, перший формуючий одновібратор, вихід якого підключено до управляючого входу першого блоку селекції, третій генератор, першу і др угу котушки, першу вимірювальну посудину, на якій встановлено першу і другу формуючі призми з закріпленими на першому випромінюючому та першому приймальному перетворювачі, вхідний трубопровід, на якому установлено другу котушку. Недоліком відомого пристрою є те, що при вимірюванні магнітних властивостей суспензії на результати вимірів впливає хімічно-мінералогічні і фізично-механічні властивості її твердої фази і, у першу чергу, вміст магнітного заліза. Зміна цих факторів приводить до виникнення додаткових погрішностей і зменшенню, як наслідок, точності контролю. Задачею винаходу є удосконалення пристрою для контролю параметрів твердої фази суспензії за рахунок усунення впливу на результати виміру хімічно-мінералогічних і фізично-механічних характеристик твердих включень у п ульпі. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що пристрій для контролю параметрів твердої фази суспензії, який містить послідовно з'єднані мультивібратор, перший заспускаючий одновібратор, перший генератор та перший випромінюючий перетворювач, перший приймальний перетворювач, підключений до входу останнього перший посилювач, підключені до виходу мультивібратора послідовно з'єднані другий запускаючий одновібратор, другий генератор та другий випромінюючий перетворювач, другий приймальний перетворювач та підключений до входу останнього другий посилювач, третій і четвертий запускаючі одновібратори, входи яких з'єднані з виходом мультівібратора, перший формуючий одновібратор, вихід якого підключено до управляючого входу першого блоку селекції, третій генератор, першу і другу котушки, першу вимірювальну посудину, на якій встановлено першу і другу формуючі призми з закріпленими на першому випромінюючому та першому приймальному перетворювачах, вхідний тр убопровід, на якому установлено другу котушку. Згідно з винаходом в пристрій введена друга вимірювальна посудина, на якій встановлена третя та четверта формуючі призми з закріпленими на них другим випромінюючим та другим приймальним перетворювачами, другий блок селекції, інформаційний вхід якого підключений до виходу др угого посилювача, управляючий - через другий формуючий одновібратор з'єднано з виходом мультивібратора, перший аналого-цифровий перетворювач, інформаційний вхід якого через перший перетворювач імпульсів пов'язаний з виходом першого блоку селекції, управляючий вхід - із першим управляючим виходом мікро ЕОМ, а вихід - з першим її входом, другий аналогоцифровий перетворювач, інформаційний вхід якого через другий перетворювач імпульсів пов'язаний з виходом другого блоку селекції, управляючий вхід - з першим управляючим входом мікро ЕОМ, а вихід - з другим її входом, магнітопровід, охоплюючий другу вимірювальну посудину, на якому установлена перша котушка, пов'язана через третій генератор з виходом третього запускаючого одновібратора, четвертий генератор, вхід якого підключений до виходу четвертого запускаючого одновібратора, а вихід - до другої котушки, блок комутації, перший вихід якого пов'язано з першим клапаном, на вхідному трубопроводі, другий з другим клапаном, установленим на трубопроводі подачі води, а вихід - з'єднано з другим управляючим виходом мікро ЕОМ, накопичувальна посудина, до якої підведений вхідний трубопровід, трубопровід подачі води і два вихідних трубопроводи, один з яких з'єднаний з першою вимірювальною посудиною, а другий - з другою, ін формаційне табло, інформаційний вхід якого підключено до інформаційного виходу мікро ЕОМ, а управляючий вхід - до третього управляючого її виходу, інформаційний вхід першого блоку селекції підключено до виходу першого посилювача, вхід першого формуючого одновібратора з'єднаний з виходом мультивібратора. Заявлений пристрій ілюструється принциповою схемою. Пристрій для контролю параметрів твердої фази суспензії містить послідовно з'єднані мультивібратор 1, перший запускаючий одновібратор 2, перший генератор 3 та випромінюючий перетворювач 4, установлений на першій формуючій призмі 5, яка закріплена на першій вимірюваній посудині 6, на якій також закріплена друга формуюча призма 7, з установленим на ній першим приймальним перетворювачем 8, перший посилювач 9, вхід якого підключений до першого приймального перетворювача 8, а вихід - до інформаційного входу першого блоку селекції 10, управляючий вхід якого через перший формуючий одновібратор 11 зв'язаний з виходом мультивібратора 1, а вихід через перший перетворювач імпульсів 12 - з інформаційним входом першого аналога цифрового перетворювача 13, управляючий вхід якого підключено до першого управляючого виходу мікро ЕОМ 14, а вихід - до її першого входу, другий запускаючий одновібратор 15, вхід якого підключений до виходу мультивібратора 1, а вихід через другий генератор 16 зв'язаний з другим випромінюючим перетворювачем 17, установленим на третій формуючий призмі 18, яка закріплена на другій вимірювальній посудині 19, на якій також закріплена четверта формуюча призма 20, з установленим на ній другим приймальним перетворювачем 21, другий посилювач 22, вхід якого підключений до другого приймального перетворювача 21, а вихід - до інформаційного входу другого блоку селекції 23, управляючий вхід якого через другий формуючий одновібратор 24 зв'язаний з виходом мультівібратора 1, а вихід - через другий перетворювач імпульсів 25 - з інформаційним входом другого аналого-цифрового перетворювача 26, управляючий вхід якого підключено до першого управляючого виходу мікро ЕОМ 14, а вихід - до її другого входу, третій запускаючий одновібратор 27, вхід якого підключено до виходу м ультівібратора 1, а вихід - через третій генератор 28 зв'язаний з першою котушкою 29, яка установлена на магнітопроводі 30, що охоплює другу вимірювальну посудину 19, четвертий запускаючий одновібратор 31, вхід якого підключений до виходу мультивібратора 1, а вихід - через четвертий генератор 32 зв'язаний з другою котушкою 33, що встановлена на вхідному трубопроводі 34, на якому також встановлений перший клапан 35, зв'язаний з першим виходом блока комутації 36, вхід якого підключений до другого управляючого виходу мікро ЕОМ 14, а другий вихід - зв'язав з другим клапаном 37, встановленим на трубопроводі подачі води 38, накопичувальна посудина 39, до якої підведений вхідний трубопровід 34, трубопровід подачі води 38, і два вихідних трубопровода 40, 41, один з яких з'єднано з першою вимірювальною посудиною 6, а другий - з другою вимірювальною посудиною 19, інформаційне табло 42, інформаційний вхід якого підключено до інформаційного виходу мікро ЕОМ 14, а управляючий вхід - до третього управляючого її виходу. Пристрій для контролю параметрів твердої фази суспензії працює наступним чином. Мультівібратор 1 за допомогою першого запускаючого одновібратора 2 запускає перший генератор 3, що виробляє пакети (серії) високочастотних електричних коливань фіксованої частоти. Перший випромінюючий перетворювач 4, наприклад, п'єзоелектричного типу, перетворює сформований електричний сигнал у пружні коливання середовища. Ці коливання перетворюються першою формуючою призмою 5 у хвилі Лемба, що поширюються в стінці першої вимірювальної судини 6 із досліджуваним середовищем. Хвилі Лемба, пройшовши фіксовану відстань l по стінці першої вимірювальної посудини 6, надходять на другу формуючу призму 7, що перетворює їх в об'ємні повздовжні ультразвукові коливання, що надходять потім на перший приймальний перетворювач 8. При цьому величина загасання хвиль Лемба в стінці першої вимірювальної посудини 6 визначається тільки пройденим ними відстанню l і параметрами (щільністю) досліджуваного середовища. Амплітуда прийнятого сигналу не залежить від розміру часток твердої фази й концентрації газових пухирців у пульпі і визначається наступним вираженням ì é ü r r ù ï ï I l, n = I 0, n exp í- ê(1 - W ) в + W т úС n l ý, r r û ï ë ï î þ (1) r ,r r де W - об'ємна частка часток твердої фази в пульпі; в т , - щільність води, часток твердої фази й пульпи. У цьому вираженні величина С не залежить від параметрів контрольованого середовища, а є функцією хвильових чисел хвиль Лемба, повздовжніх і поперечних хвиль матеріалу стінки першої вимірювальної посудини 6. Прийнятий першим прийомним перетворювачем 8 імпульсний сигнал підсилюється першим підсилювачем 9 і надходить на перший блок селекції 10. Перший формуючий одновібратор 11, що запускається відповідним імпульсом із мультівібратора 1, відмикає перший блок селекції 10 тільки на час проходження прийнятого імпульсу. У першому перетворювачі імпульсів 12 пропущений першим блоком селекції 10 імпульс перетворюється в сигнал постійного струму, амплітуда якого дорівнює амплітуді прийнятого імпульсу. Перший аналого-цифровий перетворювач 13 по команді зчитування а (перший керуючий вихід) із мікро ЕОМ 14 перетворює сигнал I постійного струму в ци фровий код, що несе інформацію про величину l, n . Мультівібратор 1 за допомогою другого запускаючого одновібратора 15, запускає другий генератор 16, що виробляє пакети (серії) високочастотних електричних коливань, частота й амплітуда яких дорівнює частоті й амплітуді коливань, що виробляються першим генератором 3. Третій запускаючий одновібратор 27, по сигналу з мультівібратора 1 запускає третій генератор 28, що формує в першій котушці 29 пакети (серії) синусоїдальних електричних коливань, що викликають появу в ній і сердечнику 30 магнітного поля. Друга вимірювальна посудина 19 встановлена в зазорі (між полюсами) сердечника 30, тому магнітний потік, що проходить через стінку другої вимірювальної судини 19 на який установлені третя 18 і четверта 20 формуючі призми з другим випромінюючим 17 і другим приймальним 21 перетворювачами залежить від магнітної проникності пульпи, що протікає усередині другої вимірювальної посудини 19, що, у свою чергу, визначається вмістом заліза в ній. При впливі магнітного поля на поверхню, по якій поширюються хвилі Лемба, змінюється їхнє хвильове число, тобто значення C n у вираженні (1). Причому величина цієї зміни залежить від вмісту в п ульпі заліза. Таким чином, амплітуда прийнятого другим прийомним перетворювачем 21 сигналу визначається вираженням, аналогічним вираженню (1) ì é ü r r ù ï ï I mn = I 0, n exp í- ê(1 - W ) в + W т ú С m lý, l, r r û n ï ï ë î þ (2) Прийнятий другим прийомним перетворювачем 21 імпульсний сигнал підсилюється другим підсилювачем 22, селектується по сигналу з другого формуючого одновібратора 24 другим блоком селекції 23, перетворюється в сигнал постійного струму другим перетворювачем імпульсів 25, а потім - у цифровий код другим аналогоm цифровим перетворювачем 26. По команді зчитування а (перший керуючий вихід) значення I l,n надходить у мікро ЕОМ 14. Досліджувана пульпа надходить у першу 6 і др угу 19 вимірювальні посудини з накопичувальної посудини 39 по трубопроводах 40, 41, куди вона попадає по вхідному трубопроводу 34. Для виключення впливу на результати вимірів вмісту заліза залишкової намагніченості феромагнітних часток контрольованого середовища, що виникає при проходженні її через технологічні апарати, виконується розмагнічування пульпи. З цією метою четвертий запускаючий одновібратор 31 по сигналу з мультівібратора 1 запускає четвертий генератор 32, що формує в другій котушці 33 серію загасаючих синусоїдальних електричних коливань, що викликають появу в ній, а отже, й у пульпі, що протікає по трубопроводу 34, на який вона надіта, магнітного поля убутної амплітуди. У мікро ЕОМ 14 обчислюється величина S S= 1 , Sm 1 (3) S1 = 1n де I l,n I * ,n l m ; S1 = 1n I l,n I *m l,n ; I * ,n = I * m - інтенсивність хвиль Лемба, що пройшли відстань l по стінках першої 6 і другої 19 вимірювальних l l,n посудин при наявності в обох чистої води. * *m Для виміру I l,n , I l,n - поізкоманді корекції b (другий керуючий вихід) з мікро ЕОМ 14 періодично, за допомогою блоку комутації 36 перший клапан 35 закривається, а другий 37 - відкривається. При цьому переривається надходження в накопичувальну посудину 39 пульпи й у неї заливається чиста вода. Ця операція дозволяє періодично робити калібрування вимірювальних каналів. Величина S визначається тільки вмістом заліза в пульпі і не залежить від концентрації твердої фази в ній. По команді виводу с (третій керуючий вихід) із мікро ЕОМ 14 виробляється вивід інформації про величину S на інформаційне табло 42. Таким чином у винаході усувається вплив на результат вимірів характеристик досліджуваного середовища, підвищується точність контролю параметрів її твердої фази.