Спосіб ультразвукового контролю гранулометричного складу матеріалів у потоці пульпи та пристрій для його здійснення

.Изобретение относится к технике ультразвукового контроля и может быть использовано для автоматического контроля качественных характеристик за со 392489 сырья. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет обеспечения изменения концентрации и параметров распределения частиц по размерам в измерительном сосуде. Генераторы 1, 2 импульсов посредством излучающих преобразователей 3, 4 формируют продольные упругие колебания в контролируемой среде, а также волны Лэмба в измерительной пластине 53, соприкасающейся с ней. Прошедшие через контролируемую среду импульсы, принятые приемными преобразователями 5, 6, усиливаются логарифмическими усилителями 7, 8. В схеме 34 вычитания определяется разность амплитуд • ' ••" і сигналов, принятых в обоих -электроакустических кяналах, а в первой схеме 9 деления - частное от деления этой разности на амплитуду сигнала, прошедшего через измерительную пластину 53, Через выбранные промежутки времени включается генератор 39, по* средством третьего излучающего преобразователя 40 формирующий мощные ультразвуковые колебания. Во второй схеме 10 деления определяется соотношение вычисленных в первой схеме 9 деления величин без и при воздействии мощных ультразвуковых колебании нескольких фиксированных амплитуд. 2 с,п, ф-лы, 1 ил. .,-.•• . Изобретение относится к технике ультразвукового контроля и может быть использовано в химической, строительной, горноперерабатывающеи и смежных отраслях промышленности для автоматического бесконтактного контроля качественных характеристик сырья и др. і Целью изобретения является повы- 10 шение точности контроля за счет обеспечения изменения концентрации и параметров распределения частиц по размерам в измерительном сосуде. 15 На чертеже представлена схема устройства ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов в потоке пульпы. Устройство содержит два электроакустических канала из последовательно соединенных генераторов 1, 2, излучателей 3, 4, приемников 5, 6 и логарифмических усилителей 7, 8, две схемы 9 и 10 деления, блок 11 управ25 ления из трех одновибраторов 12, 13, 14 и соединенной с их выходами трехвходовой схемы ИЛИ 15, четыре схемы измерения из последовательно соединенных линий 16, 17, 18, 19 задержки, входных электронных ключей 20, 21, • 30 22, 23 амплитудных детекторов 24, 25, 26, 27 и выходных электронных ключей 28, 29, 30, 31, подключенные к выходам логарифмических усилителей 7, 8 два расширителя 32 и 33 импульсов, схему 34 вычитания, входами соединенную с выходами расширителей 32 и 33 импульсов, а выходом - с входом первой схемы 9 деления, выход которой соединен с вторыми входами входных электронных ключей 20-23, последовательно соединенные мультивибратор 35» счетчик 36, дешифратор. 37 и четырехвходовую схему ИЛИ 38, канал акустического воздействия из последовательно соединенных генератора 39 и излучателя 40. Блок П управления включен между выходами дешифратора 37 и входом генератора 39 канала акустического воздействия. Две линии 41, 42 задержки включены между выходом четырехвходовой схемы ИЛИ 38 и входами генераторов 1, 2 электроакустических каналов. Вторая трехвходовая схема ИЛИ 43 соединена с выходами дешифратора 37, одновиб- . раторы 44, 45 и 46 включены между выходами дешифратора 37 и вторыми входами выходных электронных ключей 28, 29 и 30,- а одновибратор 47 соединен с выходом второй трехвходовой схемы ИЛИ 43 и вторым входом выходного электронного ключа 31, соединенного с входом второй схемы 10 деления, второй вход которой подключен к выходам вЫходньгх электронных ключей 28, 29 и 30, Выход второй схемы 10 деления является выходом устрой 392489 ства. Вторые входы амплитудных детекторов 24-27 соединены с выходами дешифратора 37. Излучатель 3 -закреплен на волноводе 48, а приемник 5 - на г волноводе 49. Волноводы предназначены для введения во внутреннюю полость измерительного сосуда 50. Излучатель 4 и приемник 6 размещены на призмах 51, 52 и закреплены на измерительной JQ пластине 53, предназначенной для размещения на стенке измерительного сосуда 50. Второй вход первой схемы 9 деления соединен с выходом расширителя 33 импульсов, 15 Сущность изобретения заключается в том, .что измеряют величину отклонения частиц известного размера от установившейся траектории их движения под действием динамических эффектов 20 мощных,ультразвуковых колебаний, т.е. изменение концентрации и параметров распределения частиц по размерам в измерительном сосуде. Величина отклонения частиц известного размера ха- 25 рактеризует их удельный вес, а сравнение этой величины с табличнымизначениями позволяет оценить степень раскрытия полезного компонента, т.е. соотношение пустой породы и искомого зо минерала в грануле обогащаемого сырья. Устройство для осуществления способа ультразвукового контроля работает следующим образом. 35 Мультивибратор 35 вырабатывает прнпрямоугольные импульсы, которые подаются на электронный распределитель импульсов, выполненный на счетчике 36 и дешифраторе 37, имеющем восемь выходов. Таким образом, один цикл контроля состоит из восьми тактов. В первом такте импульс с первого выхода дешифратора 37, проходя через четырехвходовую логическую схему ИЛИ 38, линии 41 и 42 задержки запускает генераторы 1 и 2 импульсов. С целью уменьшения взаимного влияния электроакустических тра ктов время з адержки линий 41 и 42 выбирается та50 ким образом, чтобы обеспечить временной сдвиг периодов включения генераторов 1 и 2 импульсов, которые во включенном состоянии вырабатывают серии высокочастотных электрических колебаний фиксированной длительности. 55 Излучающие преобразователи 3 и 4, например, пьезоэлектрического типа преобразуют электрический сигнал в уп ругие колебания среды. Излучающий преобразователь 3 посредством волновода 48 излучает ультразвуковые колебания в поток пульпы в измерительном сосуде 50 в направлении приемного преобразователя 5, установленного на волноводе 49, Излучающий преобразователь 4 посредством призмы 51 формирует в измерительной пластине 53 волны Лэмба, которые, проходя через вторую призму 52, принимаются приемным преобразователем 6. При распространении ультразвука в пульпе происходит его поглощение и рассеяние. Причем рассеяние ультразвука значительно превалирует над поглощением в том случае, если размер частиц соизмерим с длиной его волны. Величина затухания ультразвука высокой частоты при прохождении через поток пульпы от излучающего преобразователя 3 до приемного преобразователя 5 определяется только размером частиц твердой фазы и их концентрацией. При распространении волн Лэмба в измерительной пластине 53 величина их затухания определяется только концентрацией измельченного материала в пульпе. Принятые упругие колебания, прошедшие через поток пульпы и по измерительной пластине 53, приемными преобразователями 5 и 6 преобразуются в электрические. Электрические высокочастотные колебания усиливаются в логарифмических усилителях 7 и 8. Поскольку длительность сформированных импульсов мала, в расширителях 32 и 33 импульсов производится ее увеличение без изменения амплитуды. В схеме 34 вычитания определяется разность логарифмов принятых сигналов, а посредством первой схемы 9 деления вычисляется отношение где S, - логарифм амплитуды принятого сигнала в первом электроакустическом тракте; S 2 - логарифм амплитуды принятого сигнала во втором -электроакустическом гра кте. 5 1392489 Величина S характеризует содержаи поэтому величина смещения длч них ние контрольного класса крупности определяет ся только величиной прилоизмельченного материала в пульпе. женного воздействия. Для частиц, измельченных до разИмпульс с выхода дешифратора 37, мера рудных вкраплении, величина смепроходя через линию 16 задержки, отшения пропорциональна удельному весу пирает электронный ключ 20. Время его каждой из них. задержки линией 16 задержки определяВ случае импульсного характера ется временем распространения сформированных колебаний в контролируе- 10 воздействия мощных ультразвуковых колебаний степень воздействия динамимой среде и измерительной пластине ческих эффектов, вызываемых ими, на 33 и выбирается таким образом, чтобы контролируемую среду зависит от длиотпереть электронный ключ 20 к мотельности импульса. Длительность имменту определения величины S в схеме пульсов, формируемых одновибраторами 9 деления. Амплитудный детектор 24 15 12, 13 и 14, выбирается таким обрафиксирует (запоминает) величину S, зом, чтобы величина воздействия мощВторой, третий и четвертый такты конных ультразвуковых колебании была дотроля осуществляются аналогично перстаточной для смещения частиц трех, вому, поскольку второй, третий и чета в общем случае и большего числа вертый импульсы с выходов дешифрато20 размеров. Вычисленное значение S для ра 37 посредством четырехвходовой 1 f tM каждого случая (s , S ', S ) через логической схемы ИЛИ 38 также запусэлектронные ключи 2 І-23, отпираемые кают генераторы 1 и 2 импульсов. Одимпульсами, поступающими с выходов новременно каждый из этих импульсов дешифратора 37 и задержанными линиями включает одновибраторы 12, J3 и 14, которые посредством трехвходовой ло- 25 17-19 задержки, подаются на амплитудные детекторы 25-27, которые и фиксигической схемы ИЛИ 15 включают генераруют их амплитуду. Время задержки имтор 39, который формирует мощные пульсов линиями 17-19 задержки опресинусоидальные электрические колебаделяются теми условиями, что и для ния, преобразуемые излучающим преоб30 линии 16 задержки. разователем 40 в упругие колебания среды. Импульсы, поступающие с выходов Вследствие динамических эффектов мощных ультразвуковых колебаний (дав ления и акустических течений) происходит смещение частиц измельченного 35 материала, например руды, в потоке пульпы от излучающего преобразователя 40 в направлении противоположной стенки измерительного сосуда 509 на 40 которой закреплена измерительная , пластина 53. Смещение частиц измельченного материала приводит к изменению распределения их по размерам и концентрации .с в области, прилегающей к измерительной пластине 53, а также между волноводами 48 и 49. Величина перераспределения этих параметров для частиц одинаковой крупности, расположенных на фиксированном расстоянии от излу- 50 чающего преобразователя 4, определяется только их минеральным составом, т.е. удельным весом каждого из компо нентов. Крупные частинні одной круп55 ности, размер которых значительно больше размеров содержащихся в них рудных компонентов (вкраплений), имеют примерно одинаковый удельный вес дешифратора 37, посредством одновибраторов 44, 45 и 46 отпирают последовательно электронные ключи 28, 29 и 30. При этом каждый из импульсов с выходов дешифратора 37 посредством второй трехвходовой логической схемы ИЛИ 43 и четвертого одновибратора 47 отпирает электронный ключ 31, Значения S o и S1 , Б° и S*1, S D и S 1 " попарно подаются на вторую схему 10 деления, где и вычисляется величина г, характеризующая степень раскрытия полезного компонента (1) 1=1, II, III. Импульс с выхода дешифратора 37 осуществляет сброс значений, зафиксированных амплитудными детекторами 2427, после чего цикл контроля повторяется . Сравнение вычисленный значений г с эталонными (г ) , определяемыми методами лабораторного анализа, позволя' ет дать числовую характеристику степени раскрытия полезного компонента. 392484 Таким обратом, способ у л ь т р а з в у к о вого контроля и устройство для его осуществления позволяют осуществлять непрерывный контроль этого параметра с непосредственно в потоке перерабатываемого сырья без изъятия части его в виде пробы из технологического п о т о к а . Это позволяет упростить и у с корить процесс контроля, а также п о - 10 высить точность определения контролируемого параметра. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 15 8 расширителями импульсов, подключенными к выходам усилителей каждого электроакустического к а н а л а , схемой вычитания, включенной между выходами расширителей и входом первой схемы д е л е н и я , выход которой соединен с вторыми входами входнъгх электронных ключей, последовательно соединенными мультивибратором, счетчиком, дешифратором и четырехвходовои схемой ИЛИ, каналом акустического воздействия из последовательно соединенных г е н е р а т о ра и излучателя, блок управления включен между выходом дешифратора и входом генератора канала а к у с т и ч е с к о го воздействия и содержит три одновибратора, входы которых являются входами блока управления, и соединенную с выходами одновибраторов т р е х входовую схему ИЛИ, выход которой я в ляется выходом блока управления, двумя линиями задержки, включенными между выходом четырехвходовои схемы ИЛИ и входами генераторов э л е к т р о а к у с т и ческих каналов, второй трехвходовой схемой ИЛИ, соединенной с выходами дешифратора, четырьмя одновибраторами, три из которых включены между выходами дешифратора и вторыми входами выходных электронных ключей с о о т в е т с т вующих схем измерения, четвертый о д новибратор соединен с выходом второй трехвходовой схемы ИЛИ и вторым в х о дом выходного электронного ключа четвертой схемы измерения, соединенного с входом второй схемы д е л е н и я , второй вход которой подключен к выходам остальных выходных электронных ключей, выход второй схемы деления я в л я е т с я выходом устройства, вторые входы амплитудных детекторов соединены с выходами дешифратора, излучатель и приемник одного из электроакустических каналов размещены на измерительной пластине, предназначенной для закрепления на стенке измерительного сосуда, второй вход первой схемы д е ления соединен с выходом расширителя импульсов этого канала, а усилители выполнены логарифмическими. і . Способ ультразвукового контроля гранулометрического с о с т а в а м а т е р и а лов в потоке пульпы, включающий и з лучение в поток пульпы и измерение амплитуды прошедших через поток у л ь т - 20 развуковых колебаний, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , с целью п о вышения точности контроля, в поток пульпы вводят измерительную пластину, возбуждают в ней волны Лэмба, измеря- 25 ют амплитуду колебаний волн Лэмба, прошедших фиксированное р а с с т о я н и е , изменяют концентрацию и параметры распределения частиц пульпы по р а з м е рам в зоне измерительной пластины 30 воздействием ультразвуковых к о л е б а ний нескольких фиксированных значений амплитуд и проводят те же измерения, а контролируемый параметр определяют по соотношению измеренных величин 35 при перераспределении частиц пульпы и до н е г о , 2 . Устройство ультразвукового контроля гранулометрического состава материалов в потоке пульпы, содержа40 щее два электроакустических канала из последовательно соединенных г е н е * ратора, и з л у ч а т е л я , приемника и усил и т е л я , д в е схемы деления и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я 45 тем, ч т о , с целью повышения точности, оно снабжено четырьмя схемами измерения из последовательно соединенных линий задержки, входного электронного ключа, амплитудного детектора и 50 выходного электронного ключа, двумя Составитель И. Ардашева Редактор И. Рыбченкр JexpjiaJLBepec Корректору М Шароши З а к а з 1887/49 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г . Ужгород, ул. Проектная, А