DD289480A5

DD289480A5 - Verfahren und anordnung zur bestimmung der dicke einer schaumschicht

Info

Publication number: DD289480A5
Application number: DD33236589A
Authority: DD
Inventors: Frank Rost; Juergen Beger
Original assignee: Veb Bergbau- Und Huettenkombinat "Albert Funk",De
Priority date: 1989-09-05
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 1991-05-02

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der Dicke einer Schaumschicht. Sie ist darauf gerichtet, ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, mit denen es moeglich ist, die Dicke von Schaumschichten in Flotationsmaschinen beruehrungslos zu bestimmen. Das erfolgt derart, dasz ein Teil der Oberflaeche der Truebe schaumfrei gehalten wird und mittels Ultraschallwandlern der Abstand zwischen diesen und der schaumfreien Truebeoberflaeche und der Oberflaeche des Schaumes bestimmt und die erhaltenen Meszwerte subtraktiv verknuepft werden.{Flotationsmaschine, Schaumdicke, Messung, Ultraschall, Meszsonde, Auswerteeinheit, Speicher, Recheneinheit}

Description

-2- 289 480 Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kontinuierlich und berührungslos arbeitendes Meßverfahren und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens für die Bestimmung der Dicke einer Schaumschicht in Flotationsmaschinen und ähnlichen Behältern zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer Zelle einer Flotationsmaschine eine Teilfläche einer Oberfläche einer Trübe mittels einer Trennwand schaumfrei gehalten wird, unter Verwendung von

zweiten Ultraschallwandler ermittelt werden und die Meßsignale über Auswerteeinheiten und Speicher einer recheneinheit zugeleitet und in dieser subtraktiv zu einem Steuersignal, das der ermittelten Schaumhöhe entspricht, verknüpft werden. Ein weite'res Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Ultraschallwandler oberhalb der Zelle der Flotationsmaschine auf gleichem Niveau über der Überfläche der Trübe angeordnet und über eine Auswerteeinheit zur Umwandlung der vom Ultraschallwandler erhaltenen Signale und einen Speicher mit der Recheneinheit gekoppelt sind, und daß die Trennwand unter der Oberfläche der Trübe in Bodennähe endet.

Die Erfindung wirkt so, daß mittels der Ultraschallwandler nacheinander oder gleichzeitig Schallwellen senkrecht auf die Oberfläche der schaumfreien Teilfläche der Trübe und auf die Oberfläche der Schaumschicht abgestrahlt werden und an den Grenzschichten zwischen Trübe/Luft und Schaum/Luft reflektiert und von den Ultraschallwandlern wieder erfaßt werden. Die Laufzeit der Schallwellen wird in den Auswertegeräten als äquivalenter Meßwert für den Abstand H zwischen der schaurnfreion Trübefläche und den Abstand h zwischen der Oberfläche der Schaumschicht und den Ultra.'challwandlern interpretiert. Diese Werte werden über die Speicher dem Rechner zugeführt und dort subtraktiv zu einem Steuersignal verknüpft, das der Dicke der Schaumschicht entspricht.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es, auf einfache Weise kontinuierlich die Dicke der Schaumschicht zu ermitteln und Meßfehler weitestgehend auszuschließen. Das gelingt insbesondere dadurch, daß durch die Anordnung der Ultraschallwandler die Meßfläche vergrößert werden kann, so daß Kräuselungen und Welligkeit der Oberflächen durch Mittelung der Abstände ausgeglichen werden. Außerdem werdsn durch die berührungslose Messung Einflüsse durch die Viskosität, die Dichte und die elektrische Leitfähigkeit des Schaumes völlig ausgeschlossen und durch die Meßtechnik bedingte Störungen und Verfälschungen der Meßergebnisse auf ein Minimum beschränkt. Die damit verbundene Genauigkeit der Meßergebnisse gestattet es, Steuersignale für die Prozeßsteuerung zu gewinnen, die den tatsächlichen P.ozeßbedingungen im Moment der Messung nahe kommen. Außerdem können Maßnahmen zur Konstanthaltung des Trübeniveous entfallen. Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Beispieles und einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein Prinzip der Anordnung.

Ausführungsbelsplel

In der Fig. 1 ist eine Flotationszelle 1 dargestellt, die neben anderen üblichen technischen Einrichtungen (nicht gezeigt) auch die Trennwand 2 enthält. Die Trennwand 2 ragt über die Oberfläche der Trübe 3 hinaus und endet unterhalb derselben, wodurch die Teilfläche 3' von der Oberfläche der Trübe 3 abgegrenzt und damit schaumfrei gehalten wird. Oberhalb der Flotationszelle 1 sind auf gleichem Niveau je ein Ultraschallwandler 4 und 5 über der schaumfreien Teilfläche 3' und der Oberfläche der Schaumschicht 6 angeordnet. Die Ultraschallwandler 4 und 5 sind mit den Auswertegeräten 7 und 8 gekoppelt und letztere über die Speicher 9 und 10 mit dem Rechner 11 verbunden.

Die vom Ultraschallwandler 4 ausgestrahlten Schallwellen werden senkrecht nach unten auf die durch die Trennwand 2 schaumfrei gehaltene Teilfläche 3' dor Oberfläche der Trübe 3 abgestrahlt. Die Schallwellen werden an der Grenzfläche Luft/ Trübe senkrecht reflektiert und vom Ultraschallwandler 4 erfaßt. Die Laufzeit der Schallwellen vom Ultraschallwandler 4 bis zur Oberfläche der Teilfläche 3' und zurück wird im Auswertegerät 7 als äquivalenter Wert für den Abstand H zwischen der Oberfläche der Teilfläche 3' und dem Ultraschallwandler 4 interpretiert und als Meßwert der Höhe H im Speicher 9 abgespeichert. Anschließend wird in gleicher Weise mit dem Ultrcschallwandler 5 der Abstand h zwischen der Obarfläche der Schaumschicht 6 und dem Ultraschallwandler 5 bestimmt. Der Meßwert wird im Auswertegerät 8 erfaßt und dem Speicher 10 aufgegeben. Die Meßwerte werden aus den Speichern 9 und 10 dem Rechner 11 aufgegeben und der der Höhe h entsprechende Meßwert mit dem der Höhe H entsprechenden Meßwert subtraktiv zu einom Steuersignal, das der Dicke der Schaumschicht entspricht, verknüpft.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Dicke einer Schaumschicht in Flotationsmaschinen, wobei die Schaumschicht auf der Oberfläche der in einer Zelle der Flotationsmaschine befindlichen Trübe aufliegt, gekennzeichnet dadurch, daß eine Teilfläche (3') der Oberfläche der Trübe (3) mittels einer Trennwand (2) schaumfrei gehalten wird, unter Verwendung von Ultioschallwjndlern (4; 5) ein Abstand H zwischen der Oberfläche der schaumfreien Trübe (3') und einem Ultraschallwandler (4) und ein Abstand h zwischen der Oberfläche der Schaumschicht (6) und einem zweiten Ultraschallwandler (5) ermittelt wird und die Meßsignale über Auswerteeinhsiten (7; 8) und Speicher (9; 10) einer Recheneinheit (11) zugeloitet und in dieser subtraktiv zu einem Steuersignal, das der ermittelten Schaumhöhe entspricht, verknüpft werden.

2. Anordnung zur Bestimmung der Dicke einer Schaumschicht, gekennzeichnet dadurch, daß die Ultraschallwandler (4; 5) auf gleichem Niveau über der Oberfläche der Trübe (3) angeordnet und über eine Auswerteeinheit (7; 8) zur Umwandlung der vom Ultraschallwandler (4; 5) erhaltenen Signale und einem Speicher (9; 10) mit einer Recheneinheit (11) gekoppelt sind, und daß die Trennwand (2) unterhalb der Oberfläche der Trübe in Bodennähe der Zelle endet.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahrer und eine Anordnung zur Bestimmung der Dicke von Schaumschichten in Zellen von Flotationsmaschinen oder Behältern ähnlicher Art.

Charakteristik des bekannton Standes der Technik

Verfahren und Anordnungen zur Bestimmung der Dicke der Schaumschicht in Flotations.maschinen sind bekannt. Eine solche bekannte Lösung beruht auf einem Detektor, bestehend aus einer höhenverstellbaren Metallröhre, die mit einem Antrieb und einer Höhenmessung gekoppelt ist. Der Detektor ist mit einer Elektrode ausgestattet und wirkt nach dem Prinzip Düse/Prallplatte mit einem pneumatischen Drucksensor zusammen. Zur Bestimmung der Dicke der Schaumschicht wird der Detektor auf die Oberfläche der Schaumschicht abgesenkt und dort stillgesetzt. Bei Berührung der Schaumoberfläche wird über die Elektrode ein elektrischer Stromkreis geschlossen und ein erster Meßwert ermittelt. Danach wird der Detektor durch die Schaumschicht hindurch bis auf die Oberfläche der unter der Schaumschicht befindlichen Trübe bewegt, wonach durch Ausströmen der Druckluft, mit der das Metallrohr des Detektors beaufschlagt ist, in der Zuleitung eine Druckerhöhung entsteht und über den Drucksensor der zweite Meßwert zur Bestimmung der Höhe der Schaumschicht erzeugt wird (US-PS 3474902). Die bekannte Lösung besitzt den Mangel, daß die Dicke der Schaumcchicht nicht mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden kann und Verfälschungen der Meßergebnisse nicht auszuschließen sind, wodurch die für eine Nachfolgesteuerung erzeugten Signale nicht die tatsächlichen Prozeßbedingungen widerspiegeln. Das resultiert daraus, daß bei Annäherung des

zu zeitig oder erst nach Eintauchen des Detektors in die Trübe anspricht. Zu einem vorzeitigen Ansprechen kann es auch durch die Veränderung der Konsistenz des Schaumes kommen.

Ein weiterer Mangel ist darin zu sehen, daß mit diesem Verfahren nur diskontinuierlich gearbeitet werden kann und demzufolge keine kontinuierliche Prozoßüberwachung und -steuerung möglich ist. Außerdem muß nach jedem Meßvorgang unter den rauhen Bedingungen der Flotation der Detektor gesäubert werden, um diesen vor Korrosion zu schützen und durch Anbackungen verursachte Störungen zu vermeiden. Nachteilig ist weiter die Kombination elektrischer, mechanischer und pneumatischer Mittel, die den Aufbau der dafür erforderlichen Einrichtungen komplizieren und eine große Störanfälligkeit auf Grund der unterschiedlichen Technik und deren Verknüpfung besitzen.

Weiter ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der Dicke von Schaumschichten bekannt, bei der die Schaumschicht mit elektrisch leitenden Meßfühlern abgetastet wird. Der Meßfühlei wird dazu an einem Seil hängend mittels einer Kurvenscheibe auf die Oberfläche der Schaumschicht abgesenkt. Die Meßwerte werden aus der unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeit gewonnen (Obogascenie Rud 15(1970]).

Diese bek annte Lösung besitzt ebenfalls den Mangel, daß Verfälschungen der Meßergebnisse nicht auszuschließen sind, da durch die Trägheit des mechanischen Antriebes, die Kurvenscheibe und die Seilaufhängung für den Meßfühler eine Vielzahl von Fehlerquellen vorhanden sind. Außerdem eignet sich diese Lösung nur für Flüssigkeiten und Schaumschichten, die elektrisch leitfähig sind.

Ziel der Erfindung

Ziel ist es, bei der Bestimmung der Dicke von Schaumschichten in Flotationsmaschinen im Moment der Messung genaue Meßwerte zu erreichen und ein Nachfolgosignal für die Prozeßsteuerung zu erzielen, daß den tatsächlichen Prozeßbedingungen nahe kommt.