Спосіб визначення гранулометричного складу часток матеріалу

1 Спосіб визначення гранулометричного складу часток матеріалу, що включає обробку часток, які аналізують, світловим потоком, реєстрацію інтенсивності перетвореного частками світлового потоку із наступним визначенням числа часток і їх розмірів, який відрізняється тим, що попередньо формують моношар часток, які аналізують, на плоскій поверхні, моношар часток обробляють плоскопаралельним світловим потоком і реєструють інтенсивність перетвореного моношаром часток світлового потоку у фокальних площинах, утворених частками 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як плоску поверхню використовують оптично прозору поверхню 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як плоску поверхню використовують відбиваючу світловий потік поверхню шають на 1год для набухання АНІОНІТИ З масовою долею вологи менше 30%, які випускаються в SO4формі, витримують у насиченому розчині сірчанокислого натрію протягом 5 годин Проведення випробувань полягає у тому, що визначення розмірів часток матеріалу проводиться на комплекті сиг, верхній і нижній розмір комірок котрих відповідає нижній (0 315мм) і верхній (1,6мм) межі гранулометричного складу Із склянки набухлий ІОНІТ переносять у циліндр ємністю 100см3 Тоді СИТО ІЗ розміром комірок, що відповідає верхній межі гранулометричною складу, розміщують у ємність для розсіювання Іоніт із циліндра струменем дистильованої води переносять на сито, заповнюють ємність водою і струшують сито При цьому частинки іоніту повинні знаходитись у русі Через 4 хвилини змінюють об'єм фракції, яка залишилась на ситі Якщо об'єм складає більше 20см3, проводять повторне струшування у чистій о СО Ю СО О (О ємності протягом 3 хвилин Зерна іоніту, що пройшли через сито з'єднують разом Зерна, які залишились на ситі, переносять струменем води у склянку, а ті, які загрузли у комірках сита, щіткою виштовхують у чисту ємність і переносять у склянку до фракції іоніту, що залишився на ситі Іоніт із склянки переносять у циліндр, ущільнюють його постукуванням, доки не перестане зменшуватись об'єм іоніту, тоді вимірюють об'єм ущільненого іоніту На сито, яке розміром комірок відповідає останній межі гранулометричного складу, переносять зерна іоніту, що пройшли через попереднє сито Розсіювання і вимірювання об'єму фракції іоніту, яка залишилась на ситі, проводять аналогічно попередній фракції Цю операцію проводять зі всіма ситами, а в КІНЦІ вимірюють об'єм фракції іоніту, яка пройшла через сито із найменшим розміром комірок 60353 залежності амплітуди електричних імпульсів від розмірів каліброваних часток і графік залежності числа електричних імпульсів від КІЛЬКОСТІ часток для кожного конкретною розміру часток, за якими і визначають гранулометричний склад часток Згідно З даними, наведеними у способі [2], відносна похибка вимірювання розміру аналізованих часток складає 1,6-10%, залежно від розміру та Обробка результатів полягає у тому, що результати розсіювання записують у таблицю, де фіксують для кожного розміру сита масову долю іоніту, яка залишилась на ситі у відсотках та ВІДПОВІДНИЙ сумарний відсоток Масову долю іоніту, яка залишилась на кожному сипі, у відсотках вираховують за формулою X=V|100/S, де V, - об'єм фракції іоніту, що залишився на даному ситі, CM3, SV, сумарний об'єм всіх фракцій іоніту після розсіювання, см 3 Сумарний відсоток іоніту для кожного сита розраховують додаванням до відсотка іоніту, що залишився на ситі, сумарного відсотка, отриманого для всіх попередніх сит з більшими отворами Згідно З ВІДОМИМ способом [1] нами було визначено гранулометричний склад часток іонну КУ2-8, використовуючи повний комплект сит (0,315, 0 4, 0,5, 0,63, 0 8, 1 0, 1,2, 1,6)мм Як витікає із даних визначення, найбільший об'єм припадає на фракцію іоніту розміром гранул 0,63мм Для цієї фракції була визначена точність вимірювання гранулометричного складу, яка характеризується відносною похибкою Трикратне вимірювання об'єму фракції іоніту розміром 0,63мм, дало слідуючи результат VI=220CM3, V2==191CM , 3 V3=200CM 3 Середня величина дорівнює 203,7см Відносна похибка визначення даної фракції іоніту склила величин} 14,85% Таким чином, головним недоліком відомого способу [1] є велика відносна похибка визначення гранулометричного складу часток Найбільш близьким до винаходу за технічною суттю і досягненим результатом є оптичний спосіб визначення гранулометричного складу часток (Проспект на прилад Модель IPS-A/L фірми АМК "Size analyzers in range from I to 12000цт - 1999 Warszava") [2] Спосіб полягає у насипному Частки, які аналізують, поступають зверху вниз у вимірюваний об'єм, сформований світловим потоком від джерела світла При проходженні частки через світловий потік, частина його перекривається, або розсіюється часткою Перетворений таким чином світловий потік поступає на фотометричний пристрій, оптично звязаний із вимірюваним об'ємом, у котрому змінення інтенсивності поступаючого на нього світлового потоку перетворюються в електричні імпульси напруги Попередньо будують графік КІЛЬКОСТІ часток Таким чином, основним недоліком відомого способу є низька точність визначення гранулометричного складу часток Задачею винаходу є розробка способу визначення гранулометричного складу часток, у котрому зміна умов перетворення світловою потоку шляхом його фокусування забезпечила б значне підвищення точності визначення розміру і числа аналізованих часток Для вирішення поставленої задачі запропоновано спосіб визначення гранулометричного складу часток, який включає обробку часток, які аналізують, світловим потоком, реєстрацію інтенсивності перетвореного світлового потоку із наступним визначенням числа часток і їх розміру, у котрому, згідно з винаходом, попередньо формують моношар часток, які аналізують, на плоскій поверхні, моношар часток обробляють плоско-паралельним світловим потоком та реєструють інтенсивність перетвореного моношаром світлового потоку у фокальних площинах, утворених частками, причому, як плоску поверхню використовують оптично прозору або відбиваючу поверхню В основу запропонованого способу покладений новий принцип аналізу і використанням властивостей самої частки, яка фокусує промінь Нами встановлено, що при обробці плоскопаралельним світловим потоком часток сферичної форми, які аналізують, сформованих в моношар на плоскій оптично прозорій або відбиваючій поверхні, кожна частка утворює фокус, причому, частки одного розміру дають фокальні точки в одній фокальній площині, відстань котрої від моношару пропорційна розміру часті Частки іншого розміру дають зображення фокальних точок на фокальній площині, розташованій на ІНШІЙ відстані Чим менший розмір частки, тим ближча відстань фокальної площини від моношару У фокальних площинах реєструють сумарний перетворений світловий потік, а інтенсивність сумарного світлового потоку пропорційна числу чайок ВІДПОВІДНОГО розміру Таким чином, реалізація процесу фокусування частками плоско-паралельного світлового потоку дозволяє з високою точністю визначати розміри аналізованих частинок при одночасному реєструванні КІЛЬКОСТІ частинок конкретного розміру точність визначення розміру часток і їх числа характеризується відносною похибкою на рівні 0,8-2,5% Для реалізації запропонованого способу використовують встановлені послідовно джерело світлового потоку, яке дає плоско паралельний промінь, плоску поверхню, фотоприймальний пристрій і реєструючу систему За плоску поверхню використовують оптично прозору або відбиваючу поверхню, на котрій формують моношар часток, які аналізують 60353 Моношар часток обробляють плоско паралеприймач і у кожній фокальній площині реєстрували льним світловим потоком Частки перетворюють величину амплітуди електричного сигналу, яка цей світловий потік таким чином, що кожна частинпропорційна інтенсивності перетвореною світлока утворює свій фокус Фокальні точки, отримані вою потоку Отримані електричні імпульси від сувід усіх часток одною розміру, розташовані на одкупності часток, які аналізували, потрапляли на ній фокальній площині Сукупність часток різних комп'ютерну систему обробки даних Після оброброзмірів утворює набір фокальних площин, розміки даних отримали гістограму, яка являє собою щених на різних відстанях від площини поверхні, КІЛЬКІСНІЙ розподіл часток за розміром на котрій сформований моношар На шляху переБуло проведено 6 вимірювань гранулометричтвореного таким чином світлового потоку, який ного складу даного зразка із довірчим інтервалом пройшов моношар, встановлено фотоприймаль0,96 Із отриманих гістограм слідує, що у зразку ний пристрій Фотоприймач виробляє електричний знайдено 11 розмірів часток у КІЛЬКОСТІ 530 гранул сигнал, амплітуда котрого пропорційна сумарній іоніту Для трьох розмірів часток (сІ-і=0,5мм, інтенсивності всіх часток в фокальними точками, сЬ=0,75мм, СІЗ=1,0ММ) була визначена відносна розташованими в одній площині При цьому, фопохибка при визначені розміру та КІЛЬКОСТІ вказатоприймач переміщують перпендикулярно перених часток Дані наведені у таблицях 1 і 2 (позиції твореному світловому потоку і реєструють у кожній 1-3) Із них слідує, що у світловому потоці, який фокальній площині сумарну амплітуду електричпроходить, відносна похибка визначення розміру ною сигналу Величина амплітуди пропорційна часток складає 0,79-2,36%, а КІЛЬКІСТЬ часток КІЛЬКОСТІ часток, а відстань кожної фокальної пло1,52-2,50% щини від поверхні моношару пропорційна розміру Приклад 2 Для формування моношару часток ВІДПОВІДНИХ часток використовували відбиваючу плоску поверхню, виконану у вигляді дзеркальної поверхні Моношар Електричний сигнал із фотоприймача потрапформували із гранул іоніту КУ-2-8 у КІЛЬКОСТІ ляє потім на прилад для вимірювання Розмір час530од , гранулометричний склад котрого показаток визначають по калібрувальному графіку, який ний у прикладі 1 Моношар опромінювали плоско представляє залежність відстані між кожною фопаралельним світловим потоком, наприклад, лакальною площиною і моношаром від діаметра часзерним променем (опроміненням) із довжиною ток КІЛЬКІСТЬ часток визначають по калібрувальхвилі 632,8нм На фотоприймач попадав відбитий ному графіку, який являє собою залежність велисвітловий потік Перпендикулярно променю перечини амплітуди електричного сигналу від КІЛЬКОСТІ міщували фотоприймач і у кожній фокальній плочасток для часток різною розміру Електричні сигщині реєстрували величину амплітуди електричнонали із фотоприймача можуть поступати на комго сигналу, яка пропорційна інтенсивності переп'ютерну систему обробки даних В результаті твореного світлового потоку Отримані електричні отримуємо гістограму КІЛЬКІСНОГО розподілу часток імпульси від сукупності, часток, які аналізують, за розміром потрапляли на комп'ютерну систему обробки даПриклади реалізації за винаходом них Після обробки даних отримували гістограму, Приклад 1 Для формування моношару часток яка являє собою КІЛЬКІСНИЙ розподіл часток за використовували оптично прозору плоску скляну розміром пластинку Моношар формували із гранул іоніту КУ-2-8 у КІЛЬКОСТІ 530од Попередньо, при допомоБуло проведено 6 вимірювань гранулометричзі мікроскоп) "Віолам" (С-11), визначали гранулоного складу даного зразка із довірчим інтервалом метричний склад зразка, що місти І ь частки у діа0,96 Із отриманих гістограм слідує, що у зразку пазоні (0,5-1,0)мм Із них 0,5мм - 50од , 0,55мм знайдено 11 розмірів часток у КІЛЬКОСТІ 530 гранул 20од , 0 6мм - 70од 0 65мм - 50од , 0,7мм - 90од , іоніту Для трьох розмірів часток (d-i=0 5мм 0,75мм - 130од, 0,8мм - ЗОод , 0,85мм - 20од , сЬ=0,75мм, СІЗ=1,0ММ) була знайдена відносна по0,9мм - 20од , 0,95мм - Юод , 1,0мм - 40од Мохибка при визначенні розміру і КІЛЬКОСТІ вказаних ношар опромінювали плоско паралельним, напричасток Дані представлені у таблицях 1 і 2 (позиції клад, лазерним променем (опроміненням) із дов4-6), із яких слідує, що у відбитому світловому пожиною хвилі 632,8нм На фотоприймач поступав тоці відносна похибка визначення розміру часток світловий потік, який проходив через моношар складає 0,99-2 40%, а КІЛЬКОСТІ часток 1,56-2,44% Перпендикулярно променю переміщували фотоТаблиця 1 №п/п 1 2 3 4 5 6 Позиція Приклад 1 Приклад 2 Діаметр часток, мм Каліброваних Виміряних 0 50 0,505±0,004 0 75 0,721 ±0,017 1 00 0,965±0,015 0,50 0,75 1,00 0,503±0,005 0,790±0,019 0,964±0,015 Відносна похибка, % 0,79 2,36 1,55 0,99 2,40 1,56 60353 Таблиця 2 №п/п 1 2 3 4 5 6 1 Позиція Приклад 1 КІЛЬКІСТЬ часток, шт Каліброваних 50 130 40 Виміряних 51±1,0 132±2,0 40±1,0 50 130 40 52±1,0 128±2,0 41±1,0 Приклад 2 Переваги пропонованою способу визначення гранулометричного складу часток, у порівнянні із відомим [2], полягають у підвищенні точності визначення розміру і КІЛЬКОСТІ часток у 4-5 разів Достоїнством запропонованого способу є значне скорочення часу визначення гранулометричного складу часток та висока точність визначення розміру і числа часток у малих об'ємах проб Комп'ютерна верстка О Воробей Відносна похибка, % 1,96 1,52 2,50 1,92 1,56 2,44 Джерела інформації 1 Иониты Метод определения гранулометрического состава ГОСТ 10900-84 Госкомитет СССР М 1984-9с 2 Проспект на прилад Модель IPS-A/L фірми АМК "Size analyzers in range from I to 12000цт - 1999 Warszava" Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119