Способ определения концентрации твердой фазы в угольной пульпе

 

Изобретение относится к оптической контрольно-измерительной технике и может быть использовано в горной промьшшенности. Изобретение позволяет повысить точность измерения концентрации твердой фазы в угольной пульпе за счет полного исключения погрешности , вносимой колебаниями зольности твердой фазы, путем измерения свето- :вых потоков, рассеянных в пульпе под углом в 90 по отношению к направлению исходного пучка параллельных лучей , в двух точках, расположенных на разных расстояниях от границы раздела сред: среда, из которой приходит исходное излучение - пульпа. Устройство , реализующее предлагаемый способ , содержит оптический зонд с расположенными взаимно ортогонально: стеклами для ввода излучения в пульпу и вывода рассеянного света. За первым стеклом последовательно установлены источник света и коллиматор, за вторым - два фотоприемника. Во время работы зонд располагается в пульпе, фотоприемники соединены с вычислительным блоком, на выходе которого формируется сигнал, равный логарифму отношения сигналов фотоприемников . Этот сигнал прямо пропорционален концентрации твердой фазы и не зависит от ее зольности. 1 ил. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (59 4,G 01 N 21/47

ВСЕС(ИОъНАЯ.; i3;", .„„ l3 i

%1%4,И(.ТЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AВТОРСНОМУ СВИДЕ ЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4019848/22-25 (22) 11.02.86 (46) 23.11.87, Бюл. Ф 43 (71) Ворошиловградский филиал Государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского института по автоматизации угольной промышленности. (72) А.В. Панин и О,А. Погорелов (53) 535.24(088.8) (56) Гринштейн М.M., Кучинян Л.М, Фотоэлектрические концентратомеры для автоматического контроля и регулирования. — M.: Машиностроение, 1966, с. 111, Патент США - 4040743, кл. G 01 N 21/00, 21/26, опублик.1977.

;(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

ТВЕРДОЙ ФАЗЫ В УГОЛЬНОЙ ПУЛЬПЕ (57) Изобретение относится к оптической контрольно-измерительной технике и может быть использовано в горной промьппленности. Изобретение позволяет повысить точность измерения концентрации твердой фазы в угольной пульпе за счет полного исключения погрешности, вносимой колебаниями зольности твердой фазы, путем измерения световых потоков, рассеянных в пульпе под о углом в 90 по отношению к направлению исходного пучка параллельных лучей, в двух точках, расположенных на разных расстояниях от границы раздела сред: среда, из которой приходит исходное излучение — пульпа. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит оптический зонд с расположенными взаимно. ортогонально: стеклами для ввода излучения в пульпу и вывода рассеянного света. За первым стеклом последовательно установлены источник света и коллиматор, за вторым — два фотоприемника. Во время работы зонд располагается в пульпе, фотоприемники соединены с вычислительным блоком, на выходе которого формируется сигнал, равный логарифму отношения сигналов фотоприемников. Этот сигнал прямо пропорционален концентрации твердой фазы и не зависит от ее зольности. 1 ил.

1354072

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения объемной концентрации твердой фазы в угольной пульпе.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже представлена блок-схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ.

Внутри оптического зонда 1 расположены источник 2 света и коллиматор

3. Частью оптического зонда являются стекло 4 для ввода излучения в пульпу и стекло 5 для вывода из нее рассеянного ортогонально излучения.За этим стеклом находятся первый б и второй 7 фотоприемники. Первый фотоприемник 6 соединен с первым входом вычислительного блока 8, второй фотоприемник 7 — с вторым входом вычислительного блока, выход которого соединен с измерительным прибором 9, Источник 10 питания соединен с источником .2 света и вычислительным блоком 8 °

Сущность способа и работа устройства, реализующего предлагаемый способ, заключаются в следующем.

Сколлимированный пучок излучения проникает в пульпу 1.1 через стекло 4 и при прохождении сквозь нее поглощается и рассеивается. Рассеянное ортогонально по отношению к направлению исходного пучка излучение проникает сквозь стекло 5 и попадает на фотоприменики 6 и 7.

Вычислительный блок 8 имеет на выходе сигнал, пропорциональный логарифму отношения фототоков I< и I и, следовательно, объемной концентрации твердой фазы в угольной пульпе, При этом он не зависит от зольности твердой фазы. Шкала измерительного прибора 9 может быть проградуирована.

Основным преимуществом предлагаемого способа является независимость результатов измерения от состава твердой фазы. В случае сильно поглощающих мутных сред, таких как угольная пульпа, интенсивность излучения, выходящего за его.пределы, практически прямо пропорциональна альбедо однократного рассеяния. Лльбедо однозначно определяется зольностью пульпы. Определение объемной концентрации твердой фазы в угольной пульпе по предлагаемому способу справедливо для так называемых крупных частиц, размер которых больше длины волны освещающего их излучения. Угольная

5 пульпа является крупнодисперсной системой, размер частиц которой больше микрона и, следовательно, больше любой из длин волн оптического диапазона.

Средний размер частиц пульпы определяется способом добычи угля и его транспортированием. В установившемся режиме работы углеобогатительной фабрики он практически не изменяется.

Можно говорить лишь о флуктуациях среднего размера, Погрешность, вносимая в измерения этими флуктуациями не превышает 37. Однако в любом случае средний размер частиц пульпы больше длины волны оптического излучения.

На это указывает, в частности, отсутствие рэлеевского рассеяния (зависимости рассеяния от длины волны), кроме того, к такому выводу приводит наблюдение частиц в микроскоп, следовательно, предлагаемый способ справедлив для угольных пульп во всех встречающихся на практике случаях °

Формула и з обре т е н и я

Способ определения концентрации твердой фазы в угольной пульпе, заключающийся в том, что освещают слой пульпы пучком параллельных лучей, З5 перпендикулярных поверхности угольной пульпы, измеряют излучение, рассеянное в пульпе ортогонально к направлению распространения исходного пучка, и определяют объемную концен40 трацию твердой фазы, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно измеряют рассеянный ортогонально к направлению распространения исход45 ного пучка поток излучения между точкой первого измерения и поверхностью угольной пульпы, а объемную концентрацию С„ твердой фазы в угольной пульпе определяют по формуле

g(b) 1 Ф, 7x, — » где (Ь) — средний размер частиц твер55 дой фазы; х,и х — расстояния от поверхности угольной пульпы до точек, в которых измеряют рассеянное пульпой излучение;

1354072

Составитель В. Калечиц

Техред И.Попович

Редактор И. Горная

Корректор Н. Король

Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5686/38

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Ф и Ф вЂ” измеренные значения рассеянных ортогонально потоков излучения;

7 б

g — безразмерный коэффициент, зависящий от функции распределения частиц по размерам.