Тема: Разработка измерительной схемы преобразователя влажности для твердых и сыпучих материалов (стр. 6 )

Из приведенных графиков видно, что давление 0,25 кгс/см2 на пробу вполне достаточно для рассматриваемых материалов, чтобы исключить влияние плотности упаковки. Выбор такого давления, очевидно, должен производиться индивидуально для каждого про­дукта обогащения.

Проверка воспроизводимости результатов была проведена также на пробах фосфоритового и железного концентратов, а позднее и на многих других материалах. Среднеквадратичная ошибка обычно не превосходила 0,2 пф.

Большим достоинством ячеек рассеянного поля является также и то, что они являются устройствами, в которых контакт электродов и материала односторонний. Это особенно важно для систем непрерывного действия, датчики которых в некоторых случаях приходится устанавливать под или над транспортерными лентами.

Для всех рассмотренных ячеек необходимо иметь в виду и тот факт, что в некоторых случаях, для предотвращения химических реакций на границе электрод – материал, поверхность электродов приходится покрывать тонкой, химически неактивной, изоляцион­ной пленкой.

Ячейки для систем непрерывного действия принципиально не отличаются от рассмотренных выше ячеек для систем дискретного действия, однако специфика их работы, связанная с длительным пребыванием в потоке контролируемого продукта, заставляет придавать таким ячейкам иные конструктивные формы. Для мелкодисперс­ных материалов типа апатитового или нефелинового концентратов, транспортируемых ленточными конвейерами, нами с успехом применялась лыжеобразная ячейка рассеянного поля, скользящая по поверхности материала.

Рис. 1.6. Влияние принудительного уплотнения мате­риала на воспроизводи­мость результатов измерений: а – апатитовый концентрат; б – нефелин

Конструктивная схема такой ячейки представлена на рис. 1.7. Выбор соотношения плеч, положения и веса груза позволяет создавать как достаточное уплотнение материала под электродами, так и сохранять «лыжу» в таком положении, чтобы она не зарывалась в материал, а всегда оставалась на его поверхности. Схематическое изображение положения «лыжи» в потоке движущегося материала показано на рис. 83.

Рис. 1.7 Конструктивная схема лыжеобразной ячейки для мелкодисперсных материалов, движущихся на транспортерных лентах: 1 – основание;
2 – электроды; 3 – груз

Рис. 1.8. Положение лы­жеобразной ячейки в по­токе движущегося мате­риала:

1 – лыжа; 2 – груз; 3 – ячейка

Институтом Гипроуглеавтоматизация для угольной шихты, движущейся на ленте, применялась ячейка барабанного типа, показанная на рис. 84. Однако необходимость в трущихся контактах для соединения такой ячейки с измерительной схемой снижает ее надежность и может служить источником дополнительных погрешностей. В некоторых случаях, особенно при контроле влажности кусковатых материалов, движущихся на ленте, целесообразно устанавливать ячейки под лентой, как это делается, например, в системах, выпускаемых для контроля влажности угля и коксовой шихты фир­мой «Брабендер месстехник».

Конструктивная схема такой ячейки приведена на рис. 85. Коксовая шихта 1 перемещается на транспортерной ленте 2, под, которой расположены неподвижные 7 пластины ячейки, основание 6 и подвижная пластина 5, прижимаемая к ленте пружиной 4, находящейся в специальном гнезде, имеющем уплотнение 3, предотвращающее попадание шихты. Для того чтобы лента меньше вибрировала относительно пластин конденсатора, предусмо­трены дополнительные несущие ролики 5. Для подгонки ячейки под градуиро­вочные данные имеется подстроечный конденсатор 9. Соединение ячейки с измерительным устройством осуществляется коаксиальным кабелем 10.

Рис. 1.9 Ячейка барабанного типа: 1 – ось качания; 2 – скребок

Перспективной является также ячейка, в которой предусматриваются доставка и уплотнение материала с помощью шнека.

Конструктивная схема такой ячейки представлена на рис. 1.11 Контролируемый материал поступает через приемный бункер 1 и увлекается шнеком 3, приводимым во вращение от двигателя, сидящего на валу 2 шнека. Материал доставляется шнеком к кольце­вым электродам 4 ячейки, разделениям изоляционными прокладками 5. Выходное отверстие закрыто диском 6, который удерживается пружиной 7 – этим обеспечивается соответствующее уплотнение материала в ячейке и стабилизируются результаты измерений. Такие ячейки использовались нами в системах непрерывного измерения влажности фосфоритной муки и железного концентрата и могут с успехом применяться для многих других продуктов обогащения.

Рис. 1.10. Ячейка, устанавливаемая под лентой, фирмы «Бра­бендер месстехник»

Рис. 1.11. Ячейка со шнековым уплотнением

Как следует из приведенного обзора, основной конструктивной формой ячеек, применяемых при дискретном и непрерывном контроле влажности продуктов обогащения, является ячейка рассеянного поля с плоскими электродами.

ГЛАВА 2. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕ­НИЯ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ

2.1. Разработка новых измерительных схем преобразователя влажности твердых и сыпучих материалов, описание измерительные схемы преобразователя.

Основными направлениями экономического и социального развития народного хозяйства Республики Узбекистан на ближающие годы преду­смотрены меры по улучшению и развитию автоматизации систем контроля и управления, что требуют применения комплекса первичных измерительных преобразователей в важнейших отраслях, как природоохранные системы, переработка продуктов агропромышленного комплекса и горнодобывающей промышленности, которые приводят к рациональному использованию энергетических и материальных ресурсов.

Металлургия и энергетика, химическая промышленность и сельское хозяйство, машиностроение находятся в значительной зависимости от коли­чества и качества добытых и первично переработанных полезных ископаемых, что связаны с внедрением новой прогрессивной технологии и эффективного более современного оборудования, функционирующих на базе первичных измерительных преобразователей.

Современные обогатительные предприятия являются высокопроизводи­тельными предприятиями с поточным производственным процессам, где весь комплекс переработки полезных ископаемых разбить на ряд технологических операций, связанные с изменением качественных показателей полезных ископаемых, то есть в конечном итого обеспечивают получение обогащенных продуктов определенного состава, крупности и влажности.

Следует отметить, что влажность является одним из основных показа­телей качества, влияющих на стоимость, физические и технологические свойства веществ и, в первую очередь таких, как продукты горнорудной промышленности, зерно и его переработки, древисина и ее производные и минеральные удобрения. Практически приходится измерять влажность в диапазоне от микро и макроконцентрации (0,001 – 0,1 %) до предельного насыщения (80 – 90 %).

Многочисленные иследования показывают, что подавляющем боль­шинс­тво процессов заключительной операцией обогащения является термическая сушка, необходимая для получения конечного продукта обогащения. Одной из существенных причин, тормозящих широкое внедрение автоматизации сушиль­ного процесса является отсутствие информационных систем, функциони­рующих на базе эффективных первичных измерительных преобразователей, позволяющих получать экспрессную и достоверную информацию о влажности высушиваемых материалов. Действительно, определение влажности методам сушки требует затраты времени от момента отбора пробы до момента получения результатов, исчисляющеюся часами, что не представляется возможным применение метода сушки.

Исходя из высщизложенного нами разработано устройство для автома­тического измерения влажности в лабораторных условиях, потоке сыпучих и твердых материалов, в частности, для измерения влажности шихты обогащенной термическим способом, где на рис. 2.1 показана функциональная схема измерительного устройства.

Рис.2.1. Функциональная схема устройство для измерения

влажности твёрдых и сыпучих материалов

Функциональная схема устройство содержит:

1 – высококачественный стабилизатор постоянного напряжения на полупроводниковых выпрямительных элементах с трансформаторным преобра­зованием переменного напряжения, который обеспечивает на выходе стабиль­ное напряжение с амплитудным значением 12 В. 2 – емкостный диэль­ко­метрический измерительный преобразователь влаж­ности сыпучих мате­риалов; 3 – высокочастотный генератор с выходным синусоидальным напря­жением на частоту f = 1 МГц; 4 – полупроводниковый сдвоенный детек­тор; 5 – аналого-цифровой преобразователь; 6 – жидкокристаллический индикатор; 7 – анало­говый микровольтметр.

Емкостный диэлькометрический преобразователь влажности (Сизм) сыпучих материалов представляет собой емкостную измерительную систему, где представлен на рис. 2 общий вид преобразователя, состоящей из трех кольцеобразных электродов (рис.3.3).

Рис.2.2 Конструкция кольцеобразного измерительного преобразователя влажности твёрдых и сыпучих материалов.

Принцип действия его основан на преобразовании электрической ёмкости контролируемого материала в электрический сигнал постоянного напряжения. Это преобразование осуществляется с высокой точности, вследствие чего измерительное устройство обладает незначительной инструментальной погрешностью.