CN105547931A - 电晕电场导体颗粒振荡振幅探测仪及探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于探测导体颗粒在电晕电场中作振荡运动时的振荡振幅的探测仪及探测方法。包括震动给料装置3、电晕电极1、接地平板电极5、超声波发射和接收装置2、数据处理装置7、防尘罩8；接地平板电极5由接地平板电极支撑装置6支撑，震动给料装置3置于接地平板电极5上，电晕电极1位于接地平板电极5中心正上方；超声波发射和接收装置2位于接地平板电极5的正上方；超声波发射和接收装置2与数据处理装置7通过数据线9相连；震动给料装置3、电晕电极1、接地平板电极5及接地平板电极支撑装置6、超声波发射和接收装置2置于防尘罩8内。本发明可以用来实时监测导体颗粒在电晕电场中的振荡运动，有利于对电选各项参数进行有效的优化，提高电选效率。
Description
技术领域
本发明属于电晕电选技术领域，具体涉及一种用于探测导体颗粒在电晕电场中作振荡运动时的振荡振幅的探测仪及探测方法。
背景技术
导体颗粒在电晕电场中振荡运动主要包括三个过程，如图1。
第Ⅰ阶段，放电和静电感应：电晕电流使导体颗粒带上负电荷，在导体颗粒接触接地平板电极过程中，导体颗粒负电荷被传走，此过程为导体颗粒放电过程；导体颗粒放电完成后，受电晕电极静电感应作用，带上正电荷。
第Ⅱ阶段，电荷中和：静电感应后，带上正电荷的导体颗粒受电晕电极吸引，进入电晕电极和接地平板电极间的电晕电场，电晕电场中充满空气被电离形成的负离子，这些电离形成的负离子粘附在导体颗粒表面，中和导体颗粒所带正电荷，直至导体颗粒所带电荷值为0。
第Ⅲ阶段，电晕带电：电荷值为0的导体颗粒在电晕电场中粘附负离子，带上饱和负电荷。
当导体颗粒半径为100时，以铜球计算，颗粒作振荡运动最大振幅还不到颗粒半径的1/100。颗粒的悬浮高度相当小，所以出现振荡现象。
在电选过程中，导体颗粒的振荡振幅越大分选效果越差，需要对体颗粒的振荡振幅进行探测。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于探测导体颗粒在电晕电场中作振荡运动时的振荡振幅的探测仪及探测方法，实现对电晕电选中导体颗粒振荡现象进行有效监测，并且对电晕电选机部分操作参数进行优化，以降低导体颗粒振荡所带来的危害。
本发明的技术解决方案是：一种电晕电场振荡振幅探测仪，包括震动给料装置、电晕电极、接地平板电极、超声波发射和接收装置、数据处理装置、防尘罩，接地平板电极由接地平板电极支撑装置支撑；震动给料装置置于接地平板电极上，电晕电极位于接地平板电极中心正上方，垂直指向接地平板电极；超声波发射和接收装置位于接地平板电极的正上方；超声波发射和接收装置与数据处理装置通过数据线相连；震动给料装置、电晕电极、接地平板电极及接地平板电极支撑装置、超声波发射和接收装置置于防尘罩内。
所述震动给料装置内设有振动电机。震动给料装置以一定频率沿水平方向前后振动，频率可调，频率的范围为：5~30Hz，用于产生震动的振动电机额定功率范围为2~10kW，所述震动给料装置的安装位置可调。
所述震动给料装置将所述导体颗粒以一定初速度给到所述接地平板电极上，初速度的范围为：0.01~1m/s，通过调节所述震动给料装置频率来调节所述导体颗粒初速度。
所述接地平板电极支撑装置由四个T形截面支脚组成，支脚高度为20mm。
所述电晕电极距接地平板电极中心点距离范围为10~50mm。
所述数据处理装置为服务器类型计算机，计算机用软件对传输回的信号进行处理，输出所述导体颗粒作振荡运动的平均振荡振幅。
所述防尘罩为一长方体壳体铁质结构，分为防尘罩内壳和外壳。
所述防尘罩的壳体厚度为8~12mm。
所述超声波发射和接收装置通过支撑横梁与防尘罩的壳体连接，超声波发射和接收装置以间隔脉冲形式向发生振荡运动的所述导体颗粒发射脉冲信号，并对反射回来信号进行接收，接收后的信号通过所述数据线传输到所述数据处理装置；超声波发射和接收装置的额定功率范围为：10~30kW。
所述电晕电极连接电压调节装置。
一种电晕电场振荡振幅探测方法，包括如下步骤。
步骤1：震动给料装置以一定频率沿水平方向前后振动，将导体颗粒以一定初速度给到接地平板电极上，导体颗粒受电晕电极吸引，发生振荡运动。
步骤2：超声波发射和接收装置以间隔脉冲形式向发生振荡运动的导体颗粒发射脉冲信号，信号一部分()被矿粒表面反射回来，一部分()透过矿粒继续向前传播，到达矿粒另一面时中也有一部分()被反射回去，另一部分()穿过矿粒在接地电极表面被反射，其中， ，假设脉冲信号和时间间隔为，超声波声速为v，则可计算得出导体颗粒粒径，和时间间隔为，可计算得出相应导体颗粒振荡位移。
步骤3：超声波发射和接收装置对反射回来信号进行接收，接收后的信号传输到数据处理装置。
步骤4：计算机用软件对传输回的信号进行处理，输出导体颗粒作振荡运动的平均振荡振幅。
本发明的有益效果在于：（1）提供了一种新的有效的技术手段探测导体颗粒在电晕电场中作振荡运动时的振荡振幅，可以用来实时监测导体颗粒在电晕电场中的振荡运动；（2）已知电选的振荡振幅的数值，有利于对电选各项参数进行有效的优化，提高电选效率。（3）防尘罩不仅能有效防止内部灰尘逸散，还有屏蔽外界电场干扰的作用。
附图说明
图1为导体颗粒在电晕电场中荷电和作振荡运动过程示意图。
图2为电晕电场导体颗粒振荡振幅探测仪的结构图。
图3为超声波传播和反射过程示意图。
图中1、电晕电极；2、超声波发射和接收装置；3、震动给料装置；4、导体颗粒；5、接地平板电极；6、接地平板电极支撑装置；7、数据处理装置；8、防尘罩；9、数据线；10、支撑横梁；11、电压调节装置。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
一种电晕电场振荡振幅探测仪，包括震动给料装置3、电晕电极1、接地平板电极5、超声波发射和接收装置2、数据处理装置7、防尘罩8；接地平板电极5由接地平板电极支撑装置6支撑，震动给料装置3置于接地平板电极5上，电晕电极1位于接地平板电极5中心正上方，垂直指向接地平板电极5；超声波发射和接收装置2位于接地平板电极5的正上方；超声波发射和接收装置2与数据处理装置7通过数据线9相连；震动给料装置3、电晕电极1、接地平板电极5及接地平板电极支撑装置6、超声波发射和接收装置2置于防尘罩8内。
本实施例中，震动给料装置3以一定频率沿水平方向前后振动，频率可调，频率的范围为：5~30Hz，用于产生震动的电机额定功率范围为2~10kW，震动给料装置3的安装位置可调。震动给料装置3将导体颗粒4以一定初速度给到接地平板电极5上，初速度的范围为：0.01~1m/s，通过调节震动给料装置3的频率来调节导体颗粒4初速度。接地平板电极5规格为：长×宽×高=200mm×120mm×10mm。接地平板电极5由四个T形截面支脚组成的接地平板电极支撑装置6支撑，支脚高度为20mm。
导体颗粒4受电晕电极1吸引，发生振荡运动。电晕电极1由镍铬丝0.15~0.3mm构成，位于接地平板电极5中心点正上方，电晕电极1垂直指向平板电极5。电晕电极1距接地平板电极5中心点距离可调，调节范围为：10~50mm。电晕电极1电晕电压可调，范围为：0~60kV。电晕电极1电压由电压调节装置11调节。
超声波发射和接收装置2以间隔脉冲形式向发生振荡运动的导体颗粒4发射脉冲信号，并对反射回来信号进行接收，接收后的信号通过数据线9传输到数据处理装置7。超声波发射和接收装置2额定功率范围为：10~30kW。超声波发射和接收装置2由支撑横梁10支撑。数据处理装置7为一台服务器类型计算机，计算机用软件对传输回的信号进行处理，输出导体颗粒4作振荡运动的平均振荡振幅。
防尘罩8为一长方体壳体铁质结构，分为防尘罩内壳和防尘罩外壳，防尘罩内壳规格为：长×宽×高=250mm×150mm×150mm，防尘罩内壳与外壳之间厚度为10mm。防尘罩8不仅能有效防止内部灰尘逸散，还有屏蔽外界电场干扰的作用。
一种电晕电场振荡振幅探测方法，包括如下步骤。
步骤1：震动给料装置3以一定频率沿水平方向前后振动，将导体颗粒4以一定初速度给到接地平板电极5上，导体颗粒4受电晕电极1吸引，发生振荡运动。
步骤2：超声波发射和接收装置2以间隔脉冲形式向发生振荡运动的导体颗粒4发射脉冲信号，信号一部分()被矿粒表面反射回来，一部分()透过矿粒继续向前传播，到达矿粒另一面时中也有一部分()被反射回去，另一部分()穿过矿粒在接地电极表面被反射，其中， ，假设脉冲信号和时间间隔为，超声波声速为v，则可计算得出导体颗粒4粒径，和时间间隔为，可计算得出相应导体颗粒4振荡位移。
步骤3：超声波发射和接收装置2对反射回来信号进行接收，接收后的信号传输到数据处理装置7。
步骤4：计算机用软件对传输回的信号进行处理，输出导体颗粒4作振荡运动的平均振荡振幅。
Claims (10)
1.电晕电场导体颗粒振荡振幅探测仪，包括震动给料装置（3）、电晕电极（1）、接地平板电极（5）、接地平板电极（5）由接地平板电极支撑装置（6）支撑，其特征在于：还包括超声波发射和接收装置（2）、数据处理装置（7）、防尘罩（8）；震动给料装置（3）置于接地平板电极（5）上，电晕电极（1）位于接地平板电极（5）中心正上方，垂直指向接地平板电极（5）；超声波发射和接收装置（2）位于接地平板电极（5）的正上方；超声波发射和接收装置（2）与数据处理装置（7）通过数据线（9）相连；震动给料装置（3）、电晕电极（1）、接地平板电极（5）及接地平板电极支撑装置（6）、超声波发射和接收装置（2）置于防尘罩（8）内。
2.根据权利要求1所述的电晕电场导体颗粒振荡振幅探测仪，其特征在于：震动给料装置（3）内设有振动电机。
3.根据权利要求1所述的电晕电场导体颗粒振荡振幅探测仪，其特征在于：接地平板电极支撑装置（6）由四个T形截面支脚组成。
4.根据权利要求1所述的电晕电场导体颗粒振荡振幅探测仪，其特征在于：电晕电极（1）距接地平板电极（5）中心点距离范围为10~50mm。
5.根据权利要求1所述的电晕电场导体颗粒振荡振幅探测仪，其特征在于：数据处理装置（7）为服务器类型计算机。
6.根据权利要求1所述的电晕电场导体颗粒振荡振幅探测仪，其特征在于：防尘罩（8）为一长方体壳体铁质结构。
7.根据权利要求6所述的电晕电场导体颗粒振荡振幅探测仪，其特征在于：防尘罩（8）的壳体厚度为8~12mm。
8.根据权利要求1和6所述的电晕电场导体颗粒振荡振幅探测仪，其特征在于：超声波发射和接收装置（2）通过支撑横梁（10）与防尘罩（8）的壳体连接。
9.根据权利要求1所述的电晕电场导体颗粒振荡振幅探测仪，其特征在于：电晕电极（1）连接电压调节装置（11）。
10.采用权利要求1-9所述的电晕电场导体颗粒振荡振幅探测仪的探测方法，其特征步骤包括：
步骤1：震动给料装置（3）以一定频率沿水平方向前后振动，将导体颗粒（4）以一定初速度给到接地平板电极（5）上，导体颗粒（4）受电晕电极（1）吸引，发生振荡运动；
步骤2：超声波发射和接收装置（2）以间隔脉冲形式向发生振荡运动的导体颗粒（4）发射脉冲信号，信号一部分()被矿粒表面反射回来，一部分()透过矿粒继续向前传播，到达矿粒另一面时中也有一部分()被反射回去，另一部分()穿过矿粒在接地电极表面被反射，其中， ，假设脉冲信号和时间间隔为，超声波声速为v，则可计算得出导体颗粒（4）粒径，和时间间隔为，可计算得出相应导体颗粒（4）振荡位移；
步骤3：超声波发射和接收装置（2）对反射回来信号进行接收，接收后的信号传输到数据处理装置（7）；
步骤4：计算机用软件对传输回的信号进行处理，输出导体颗粒（4）作振荡运动的平均振荡振幅。
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