DE2257802A1 - Vorrichtung zur ueberwachung von teilchengroessen und feststoffanteilen - Google Patents
Vorrichtung zur ueberwachung von teilchengroessen und feststoffanteilenInfo
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Description
Dipl.-lng. HEINZAGULAR TeIefon!a«>
A 1331
Co.)
Autometrics^ Boulder, Colorado, V.St.A.
Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengröße!!
und Festfltoffanteilen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen, die der Größe und
Anzahl von Teilchen - wie z,B„ Erz in einer Aufschlämmung entsprechen.
Das Gebiet der Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren, bei
dem es erwünscht ist, die Teilchengrößenverteilung von Feststoffen
in einer Aufschlämmung unter dynamischen Bedingungen zu überwachen und ggf, die Abweichung der tatsächliches!
Teilchengrößenverteilung in einer Strömung von einer vorbestimmten Teilchengrößenverteilung zu bestimmen» Während die
Erfindung von Nutzen ist in jeder Situation« in d©r eß erwünscht
ist, die Änderung der Teilchengrößenverteilung von Feststoffen in einer Aufschlämmung in Verfahren wie dem
Schleifen, Klassieren, Trennen^ der Wiedergewinnung imd/oder
Behandlung von Materialien zu bestimmen, ist die Erfindung von besonderem Nutzen in der Bergbau- und Hüttenindustrie.
Weiterhin erlaubt die Erzeugung eines elektrischen Signals
in Abhängigkeit von der Größe und Richtimg der Abweichung di©
Steuerung, Korrektur und Aufrechterhaltung einer vorgegebenen
Teilchengröflenvertellung.
Das verbesserte System zur überwachung τοη Teilchengrößen
weist auf eine Quelle τοη Ultraschallenergie und einen Ultraschalldetektor,
die so angeordnet sind, daß letzterer die Stärke der Ultraschallenergie, die durch ein Feststoffteilchen
in Suspension enthaltendes Strömungsmittel, d.h. eine Aufschlämmung, geschickt wird, erfaßt, wobei das System ein
Signal erzeugt, das dem prozentualen Tolumenanteil der Feststoffe (P_), dem mittleren geometrischen Teilchendurchmesser
(H), der Standardabweichung der Teilchenverteilung ( er* ) und der maximalen vorkommenden Teilchengröße ( M go ) in der Aufschlämmung
entspricht. Zusätzliche Mittel können vorgesehen sein, um ein zweites Signal zu erzeugen, das ebenfalls die
obigen Parameter angibt, die die Eigenschaften der Aufschlämmung definieren, aber auf andere Weise bzw. als andere
Funktion der Parameter. Mittel sind vorgesehen, die die beiden Signale, bei denen es sich um verschiedene Funktionen
τοη Pv , H, <f und M handelt, au verarbeiten und zu Tergleichen,
um zwei Ausgangssignale zu erzeugen, τοη denen eines die Teilchengröße durch Korrelation mit der bei der
Siebanalyse auf einem Normsieb zurückbleibenden Menge und das andere das prozentuale Feststoffτοlumen in der Aufschlämmung
angibt. Die beiden zu vergleichenden Signale, die verschiedene Funktionen der die Aufschlämmung charakterisierenden Parameter
darstellen, werden von zwei Paar τοη Ultraschallwandlern abgeleitet, τοη denen jedes Paar auf einer unterschiedlichen
Frequenz arbeitet. Die Arbeitsfrequenzen werden so gewählt, daß sich die geeigneten Empfindlichkeiten gegenüber
den Eigenschaften der Aufschlämmung als Funktion dieser Eigenschaften ergeben, wie weiter unten erläutert werden
wird. Die Ultraschallsendefrequenz wird Torzugsweise so gewählt, daß sich eine bestimmte Dämpfung des Sendesignale ergibt,
um eine Anzeige zu erhalten, die Im. wesentlichen den
Änderungen der Teilchengrößenverteilung direkt proportional ist.
309023/078Ä-
Die Merkmale und Yorteile der Torliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden
Zeichnungen.
Fig. 1 ist eine Diagrammdarstellung der charakteristischen Dämpfung», die ein einzelnes leuchen bei ©imer einzigen
.Ultraschallfrequenz erzeugt, als Funktlon dar Teilchengröße§
Fig. 2 ist ein Diagramm der Dämpfung als Fraktion des Feststoffvolumenanteils
in Prosent für die iknsaugpro&ex&serie 50
bei zwei Frequenzen}
Fig. 3 ist ein Diagramm der Eigendämpfung eines ©isaaelnen
Teilchens bei einer einzigen Frequenz als Funktion der Teilchengröße und zeigt die verwendeten theoretischen und
empiriechen Gleichungen;
Fig. 4 ist ein Diagramm von Testergebnissen, die an einer
Probe einer Erzaufschlämmung erhalten wurden} es zeigt den Teilchendurchmesser als Funktion des kumulativen Prozentsatzes»
den Tyler-Norzasiebe zurückhielten!
Fig. 5 ist ein Diagramm des prozentualen Feststoffanteils,
der auf einem Tyler-Normsleb von 65 mesh ( ]
zurückblieb, als Funktion der Anzeige auf einer Torrichtung
nach der vorliegenden Erfindung von 24 Proben der Hagma
Copper Corp., San Manuel, Arizona, U.S.A. §
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm der Torrichtung zur Überwachung von Teilchengröße und prozentualen Feststoff anteil nach der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist ein Diagramm der Dämpfung von Ultraschallßignalen
bei vier verschiedenen Frequenzen als Funktion des prozentualen Feststoffgewichtsanteils für zwei typische Proben von
aufbereitetem Kupfererz}
$09823/0-7X9,. ....... -.,.-.
Fig. 8 ist ein Diagramm der Dämpfung bei vier verschiedenen Frequenzen als Funktion des prozentualen Feststoffgewichtsanteils
für drei Proben von aufbereitetem Kupfererz;
Fig. U I::i ein Diagramm der Dämpfung als Funktion des prozentualen Feststoffgewichtsanteils für drei typische Proben von
aufbereitetem Wolframerzf
Fig. 10 ist ein Diagramm der Dämpfung eines Ultraschallsignals,
die durch mitgeführte Luft in einer aufbereiteten Erzschlämmung erzeugt wird, die Auswirkung auf die Dämpfung
beim Entweichen der Luft und die Größe der Dämpfung in der gleichen Aufschlämmung nach dem Entweichen der Luft;
die Fig. 11, 12 und 15 sind Reproduktionen von Aufzeichnungen
eines Streifenschreibers) sie zeigen die Auswirkung der Dämpfung auf ein Ultraschallsignal der Torrichtung zur Überwachung
von Teilchengröße und prozentualem Feststoffanteil als Resultat von absichtlichen Änderungen des prozentualen
Feststoffvolumenanteils in einer Probe einer aufbereiteten Erzschlämmung mit konstanter Teilchengrößenverteilungj
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm eines Kreislaufs in einer Erzaufbereitungsanlage,
die die Torrichtung zur Überwachung von Teilchengröße und Feststoffanteil sowie eine Steueranlage
nÜtch der vorliegenden Erfindung enthält;
Fig. 1$ ist ein Diagramm des prozentualen Gewichtsanteils
von Teilchen, die auf einem 65-mesh-Normsieb( )
zurückgehalten wurde, als Funktion der Dämpfung eines Ultraschalleignalsj
es zeigt die Korrelation zwischen' der Angabe der Teilchengrößen-Überwachungivorrichtung und einer Sieb-Elassierung
der gleichen Proben von Aufschlämmung«! aufbereiteten
Erzes j
Flg. 16 ist eine teilweise aufgebrochene Perepektivaneicht
einer Form einer Wandleranordnungι
309823/07Si
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm der Schaltungsanordnung nach
der vorliegenden Erfindung mit einem einzigen Paar von Wandlern? .
Fig. 18 ist ein Schnitt durch eine weitere Form einer
Wandleranordnungι
Fig. 19 ist ein Blockdiagramm der Schaltungsanordnung nach
der vorliegenden Erfindung für einen einzigen Wandler und einen Reflektor.
Die Teilchengrößen-Überwaehungsvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung macht Gebrauch von dem Prinzip der-, Ultraschalldämpfung
in einem flüssigen Medium, und die vorzugsweise verwendete Ausführungsform unterscheidet sich von
herkömmlichen Anwendungen des Ultraschalls auf die Messung von Strömungssystemen darin, daß zwei verschiedene Ultraschallfrequenzen
verwendet und verglichen werden, um ein endgültiges Ausgangssignal abzuleiten, das eine Funktion der
Teilchengröße und im wesentlichen unabhängig von uer Feststoff
menge in der Aufschlämmung ist. Es wird das Prinzip der
Ultraschalldämpfung durch die suspendierten Teilehen angewendet.
Die Dämpfuiig eines Strahles von Ultraschallenergie,
der sich durch ein flüssiges Medium ausbreitet, das erhebliche Mengen von Feststoffteilchen enthält, ist ein© Funktion
der Größe der Teilchen im Mediuja und der Wellenlänge, d.h»
der Frequenz der Ultraschallenergie„ Arbeitet man im Streubereich
der Ultraschalldämpfung mit einer festen Ultraschallfrequenz, verursachen die größeren Teilchen im allgemeinen
eine stärkere Streuung und somit ©in© größere Dämpfung des gesendeten Signals als die kleineren Teilchea»
Die Dämpfungsänderungen lassen sieii bestimmen durch Erfassung
der Amplitude des Ultrase&allgignaXs baw0 der Ultraschallsignale, die die Teilcfeensuap©aaion durchlaufen haben 9
und durch ©Inen ¥©rgleieh derselben mit der b@l£aast©a Amplitude des geseadeten Signale foawo d©r_ gesendeten Signal® in
DIe Stärke der Dämpfung eines durch eine Aufschlämmung gesandten Energiestrahles hängt weiterhin ab τοη der Anzahl
der Teilchen pro Tolumeneinheit der Aufschlämmung. Innerhalb
des Bereiches des Feststoffgehalts, den man normalerweise im
Klassiererüberlauf τοη Aufschlämmungen aufbereiteten Erzes antrifft, und für eine Torgegebeae TeilchengröÖenTerteiluiig .
nimmt die Dämpfung mit der Teilchenzahl zu.
Die Verwendung der Erfindung sieht also entweder Tor» daß
der Feststoffanteil einer Aufschlämmung bekannt ist bzw. konstant gehalten wird, oder daß ein Signal erzeugt wird, das
der Menge der Feststoffe in der Aufschlämmung entspricht, und die Auswertung τοη dessen Änderungen hinsichtlich einer
Korrektur bzw. Kompensation des die TeilchengrößenTerteilung darstellenden Ausgangssignals, um den Einfluß τοη Änderungen
des Feststoffgehalts aus diesem zu diminieren.
Um die Ultraschallmessungen an Aufschlämmungen mit der Teilchengrößenverteilung
zu korrelieren, müssen diese gegenüber Änderungen des Feststoffante,ils im wesentlichen unempfindlich
sein; es muß also der Einfluß der Änderungen des Feststoffanteils auf die Dämpfung der Ultraschallenergie durch die
Aufschlämmung bekannt sein. Die folgende Beschreibung erläutert die Entwicklung eines Ausdrucks für die Ultraschalldämpfung
als Funktion des Feststoffanteils in einer Aufschlämmung. Zuerst wird eine Probe mit einer einzigen Teilchengröße
und keinerlei Wechselwirkung zwischen den Teilchen betrachtet, sodann die Auswirkungen dieser Wechselwirkungen,
und endlich die Komplikation, die dadurch zustande kommt, daß es sich bei der Probe um eine solche mit einer bestimmten
TeilchengrößenTerteilung wie z.B. eine Aufschlämmung «Ines aufbereiteten Erzes handelt.' Das Resultat ergibt einen Ausdruck
für die Ultraschalldämpfung als Funktion des prozentualen Feststoffanteile.
Es sind zwei Terlustmechanismen für den größten Teil der-Dämpfung einer Schallwelle durch Teilchen im ©ine» fl&ssigea
0769
Medium verantwortlich (Urick, R0J., 1948, 'The absorption of
sound in suspension of irregular particles1, Acoustical Soc.
America Journal; Bd. 20, Nr.3, S0283-289)» Diese beiden
Verlustmechanismen entstehen, da die Schallwelle sich verhält, als wenn J|<
6r r ( 1{ = Wellenlänge, r = Teilchenradius) wäre, und die Teilchen schwingen - allerdings
verzögert - mit der Schallwelle für \ > 12 TT" r. Diese Verlustmechanismen
erreichen ihre Maxima bei verschiedenen Größen und resultieren in der Kurve der Dämpfung gegenüber
der Teilchengröße, die die Fig. 1 für eine Frequenz von 1 MHz zeigt.
Für eine Probe mit einer einzigen Größe sphärischen Teilchen
ohne Teilchenwechselwirkung ergibt sich folgendes aufgrund der Annahme, daß die Ultraschalldämpfung ohne Teilchenwechselwirkung
der Anzahl und Größe der Teilchen im Schallweg direkt proportional ist:
(1) cc*. « nxttc
mit α = Gesamtdämpfungskoeffizient in db/Xnch
η « Anzahl der Teilchen pro Volumeneinheit der lösung
χ as JMnge des Schallweges in Inch
α & Dämpfung infolge ©in'es feilcfeens der Größe τ,
Gl. (1) läßt sich ausdrücken als
P.
■ αί ■
mit a_ s= ι - se iätefakterlst!g©!a© Biapftmg
r k/3J
Pv
einheit,
30 98 23/07
Urick, R.J., o.a., p. 286, Fig. 5i Busby, J., u. Richardson,
EoG., 1955, "The propagation of ultrasonics in suspensions of particles in a liquid", PhySeSoc,(London)Proc,, Bd,69, Nr0B,
Figo 2, S.197| und Gordon H.Flammer, 1962, "Ultrasonic
Measurement of Suspended Sediment" in Geological Survey Bulletin 1141-A, S.A15» Fig. 21, S.A40, geben experimentelle
Daten an, die die Gleichung stützen. In dieser Literatureteile
wird eine Probenkonzentration C, nicht die Größe P verwendet,
was für niedrige Feststoffkonzentrationen annehmbar ist. Die in den obigen Veröffentlichungen gebrachten Ergebnisse sowie
die in Fig. 2 gezeigten experimentellen Daten der Anmelderin stützen die grundsätzliche Annahme einer direkten Proportionalität
zwischen Ultraschallwellendämpfung und Anzahl der Teilchen. Sämtliche Proben haben eine charakteristische
Dämpfung, die von P und χ unabhängig ist. Diese charakteristische Dämpfung (definiert als α für ein einziges Teilchen
des Radius r) ist eine Funktion der Frequenz, Temperatur, des spezifischen Teilchengewichts und der Teilchengröße. Fig. 1
ist eine graphische Darstellung von αρ bei 1 MHb, die weiter
unten im Detail diskutiert werden wird. Die Gl.(2) zeigt, daß die gesamte Dämpfung einer Probe einer einzigen Teilchengröße
ohne Wechselwirkung zwischen den Teilchen der charakteristischen Dämpfung direkt proportional ist. Die charakteristische
Dämpfung eines einzelnen Teilchens ist wichtig, da sie in dem Ausdruck für die charakteristische Dämpfung einer
Aufschlämmung verwendet werden wird.
Betrachtet man nun die Dämpfung einer Probe mit Teilchen einer einzigen Größe, die aber untereinander in Wechselwirkung
stehen, treten bei engerem Aneinanderrücken der Teilchen, d.h. zunehmendem P , drei Arten von Wechselwirkung bzw.
Störung auf:
(a) Nahe bei der Schallquelle gelegene Teilchen schatten
weiter entfernt liegende Teilchen ab;
(b) Gestreute Energie wird vom Schallweg hinwegreflektiert ι
(c) Einander berührende Teilchen erscheinen als ein größeres Teilchen.
309823/0759
Diese drei Arten der Teilchenwechselwirkung stehen miteinander
in Zusammenhang, da sie alle die Schallwelle wie eine Iiiohtwelle behandeln. Die Wechselwirkung zwischen den Teilchen
wird also wesentlich, wenn die Schallwellen die Eigenschaften des liichts aufweisen. Schallwellen haben die Eigenschaften
des Lichtes in denjenigen Bereichen, die gemeinhin als Streuverlust- und Beugungsverlust-Bereiche bezeichnet
werden, wenn die Wellenlänge \ gleich oder kürzer als 6F r ist, wobei r den Teilchenradius darstellt; vergl. Fig. 1.
Die Wechselwirkung infolge von sich gegenseitig berührenden
Teilchen sollte für Pv £ 26 % vernachlässigbar sein. Wenn
sämtliche Teilchen die gleiche Größe haben, stellt P= 26 %
denjenigen Punkt dar, bei dem die minimale Entfernung zwischen auf gleichem Abstand liegenden sphärischen Teilchen
etwa gleich dem Teilchenradius isto Aus diesem Grund wird die
Wechselwirkung nach (c) im folgenden als vernachlässigbar betrachtet, da P unter den normalen Bedingungen der Aufbereitung
selten einen Wert von 25 % übersteigt.
Ist 7[ > 12 7Tr , schwingen die Teilchen - allerdings verzögert
- mit der Schallwelle. In diesem Bereich findet eine Wechselwirkung zwischen den Teilchen (Bereich viskoser Verluste)
nicht statt, da die Schallwelle durch jedes Teilchen hindurchläuft. Wenn die Frequenz also so gewählt wird, daß
sich die Teilchen allesamt im Bereich viskoser Dämpfung befinden, tritt eine Teilchenwechselwirkung nicht auf und
Gl.(2) für den Dämpfungskoeffizienten ist ohne Abänderung gültig«
Wenn die Frequenz so gewählt ist„■ daß die Teilchen sich im
Bereich der Streu- oder der Beugungsdämpfung befinden, kann sowohl (a) als auch (b) wesentlich werden„ Abgeschattet©
Teilchen verringern die wirksame Gesamtzahl d©r Teilchen pro
Volumeneinheit. Die von einer Anzahl von- Teilchen gestreut©
Energie hat einen additiven Effekt auf den DMmpfimgsko©ffI-zienten.
Die Gleichung (3) fterüeüsslcSrfcigt diesa Effekt© voa
(a) und (b) auf die Gl. (1).
(3) ar m (n-ngh)(xcx£ ) + ag
mit nsh « Zahl der abgeschatteten Teilchen
infolge (a)
α ■> Dämpfungszunähme infolge Mehrfachs
streuung (b)
Die Zunahme der Dämpfung infolge Hehrfachstreuung tritt auf wegen der Zunahme der Zahl der pro Volumeneinheit vorliegenden
Teilchen. Deshalb ist α proportional der Zahl der pro
Volumeneinheit vorliegenden Teilchen . Die Anzahl der abgeschatteten
Teilchen 1st der Anzahl der pro Volumeneinheit vorliegenden Teilchen und dem Feststoffanteil pro Volumeneinheit
proportional. Definiert man K_, als Abschattungskonstante
und Ksc als Streukonstante, läßt sich die Gl.(3)
schreiben als:
(4) ar - PT (1 + KBC - IshPT)(xar )
Die Gl.(4) zeigt, daß für eine Probe mit nur einer Teilchengröße
bei wesentlich werdender Wechselwirkung zwischen den Teilchen die Dämpfung eine nicht lineare Funktion des prozentualen
Volumenanteils der Feststoffe wird.
Betrachtet man nun die Dämpfung einer Aufschlämmung ohne
Teilchenwechselwirkung, läßt sich feststellen, daß die Dämpfung einer Aufschlämmungsmischung durch die Dämpfung
Jeder Größenfraktion verursacht wird. Die Gesamtdämpfung ist also die Summe der Dämpfungsbeiträge aller Größenfraktionen
(Smolezyk, H.U., 1955, 'Beitrag zur Ermittlung der Feingeschiebemengenganglinie'
, Inst. f. Wasserbau Hitt. 43, T.U. Berlin, S.25-60). Eine etwas langwierige Ableitung
ergibt:
(5) αχ = xPv ί ardP
J r
J Q
3098^3/0759
Man beachte die Ähnlichkeit der Gl. (2) für eine Lösung mit einer einzigen Teilchengröße und der Gl.(5) mit einer Teilchenverteilung. Gl.(5) zeigt, daß die Dämpfung einer Teilchenmischung
ohne Wechselwirkung ebenfalls den Parametern P , χ und der charakteristischen Dämpfung ar direkt proportional
ist. Die charakteristische Dämpfung einer Aufschlämmung ist das Integral der Dämpfung eines einzigen Teilchens, multipliziert
mit der auf zwei Sieben mit unendlicher kleiner Weitendifferenz zurückgehaltenen Gewichtsdifferenz, (dP). '
α = / α dP ist die charakteristische Dämpfung
j einer Aufschlämmung.
ro
Bei der Betrachtung der Dämpfung einer Teilchenmischung mit Wechselwirkung wurde gefunden, daß für Verteilungen mit mittleren
Durchmessern zwischen 40 und 250 Mikrometern, die für die meisten Erzaufbereitungsverfahren üblich zu sein scheinen,
einige Teilchen sich im Streuverlustbereich und andere sich im Bereich viskoser Verluste befinden, wenn die Ultraschallfrequenz
500 kHz bis 3 MHz beträgt. Ist die Frequenz niedriger als 500 kHz, befinden sich die meisten Verteilungen mit
mittleren Durchmessern zwischen etwa 40 und etwa 250 Mikrometern im Bereich viskoser Verluste der Dämpfungskurve.
Befinden sich sämtliche Teilchen im Bereich viskoser Verluste, ist die Wechselwirkung zwischen den Teilchen unbedeutend.
Aus diesem Grund ist für ausreichend niedrige Frequenzen, bei denen die Dämpfung unter diesen Bedingungen im wesentlichen
auf viskosen Verlusten beruht, die Gl. (5) gültig, d,ie ein
Ausdruck für die Dämpfung der Aufschlämmung als Funktion von Pv ohne Wechselwirkung darstellt. Die Gl. (5) wird zu
(7) <x_ = Ργανχ mit αγ = ocTrdP ,
1 ■ i
rc
wobei a^ der Anteil der viskosen Verluste an der charakteristischen
Dämpfung eines einzigen Teilchens ist.
309B?3/07S9
Fig. 2 zeigt Heßdaten, die bei 789,7 kHz aufgenommen wurden, die die Gl.(7) für Proben von Aufschlämmungen verifizieren.
95 bis 100 % der. Dämpfung dieser verteilten Probe werden verursacht durch die viskosen Verluste bei der Teilchenfrequenz
und bewirkt daher die Linearität hinsichtlich des prozentualen Volumenanteils der Feststoffe (Pv). Fig. 2
zeigt ebenfalls eine gleichzeitige Dämpfungsmessung bei einer höheren Frequenz. Ein Vergleich zeigt, die Nichtlinearität,
die mit zunehmendem P auftritt, wenn ein bedeutender Anteil der Probendämpfung auf die Streuverluste zurückgeht.
Während frühere Arbeiten eine lineare Beziehung zwischen der Dämpfung und der Konzentration (C) angenommen haben, ist
hier gezeigt, daß die Linearität nur zwischen P und der Dämpfung besteht.
Der angenommene lineare Zusammenhang zwischen Konzentration und Dämpfung in anderen Bereichen als dem der viskosen Verluste
gilt nur, wenn die Konzentration geringer ist als etwa \Q%. Experimentelle Ergebnisse bei einer so hohen Frequenz
wie 2,8 MHz haben Jedoch gezeigt, daß, obgleich ein wesentlicher Teil der Dämpfung durch Streuverluste verursacht wird
und nichtlinear ist, Teile der Kurve von P als Funktion der
Dämpfung sich linearisieren lassen. Bspw. läßt sich jedes P -Intervall von 10 % oder weniger auf der nichtlinearen Kurve
der Größe als Funktion von Ργ in Fig. 2 durch die empirische
Gleichung (8) approximieren:
(8) (X^ . P
wobei Kp eine Konstante für eine bestimmte Probe ist und
abhängig von der Probenverteilung und der Frequenz wäre.
Da man die meisten Aufbereitungsprozesse unter stationären Bedingungen innerhalb eines engen Bereiches von P durchführt,
läßt sich die Gl.(8) verwenden, um den Streuverlustbetrieb mittels der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zu
approximieren.
309823/07SQ
Der Grund, weshalb eine lineare Approximation verwendet wird, umdie Probendämpfung beim Arbeiten im Streuverlustbereich
zu beschreiben j wird klar, wenn man das Verfahren
zur Gewinnung eines Signals diskutiert, das nur für Größen
empfindlich ist. Gl. (8) wird verwendet zur Beschreibung der
Dämpfung als Funktion von P^ in allen weiteren Erläuterungen
(K2 = 0, wenn Gl.(7) gilt und sämtliche Dämpfung im Bereich
der viskosen Verluste liegt). Der Fachmann wird einsehen, daß bei niedrigen Konzentrationen die Wechselwirkung zwischen
den Teilchen unbedeutend und K2 = 0 ist.
Nachdem die Gl. (8) als grundlegender Ausdruck für die
Dämpfung eines Ultraschallsignals infolge des prozentualen
Feststoffanteils festgelegt ist, lassen sich die mathematischen Beziehungen ableiten, die das Ausgangssignal der Torrichtung
nach der Erfindung als Funktion der Teilchengrößenverteilung der Aufschlämmung ausdrücken. Die grundlegende
Beziehung, die die Dämpfung infolge der suspendierten Teilchen beschreibt, lautetϊ
(9) E= Eoe -
E = Schallamplitude bei im Strömungsmittel suspendierten Teilchen
E ä Schallamplitude am gleichen Punkt, aber ohne ° Teilchen
e = Basis der natürlichen Logarithmen
α = Dämpfungskoeffizient infolge der suspendierten
T Teilchen
Wenn keine Teilchen vorliegen 9 Ist α^. gleich IuIl0 Dies©
Tatsache ist wichtig, da für MeBzwecke ein Beziigspimkt -wer- :
wendet werden muß. Da Wasser das SuspensionsmeöiOffl der Aufschlämmung ist j wird teilchenfreies Wasser verwendet s um ein
Bezugsniveau zu erhalten, auf.d©» sämtliche Messungen ".aa der
Aufschlämmung basieren· Wasser woiet ©ine endlich© BiEpfung
auf (d.h. 0,005 dB/lnch bei 1 IMm imd 200C) 9 d±© temperatur- ■
abhängig iet. Der Dämpfungswert t©s Wasser raid s©ia f©ap@~
raturfeoeffizient sind jedoch so tl<B±ns daß sie. Ja ¥©rgl©±<
"309823/07Si
zu denen der Aufschlämmung vernachlässigt werden können
('Principles of Underwater Sound for Engineers'»ft*J.Urick,
McGraw-Hill Book Comp., New York, 1967, S.88-89)i Im metrischen
System wird der Dämpfungsko aff iz lent .α« ,.d.h. der
Logarithmus eines Amplitudenverhältnisses, in Neper pro
Zentimeter angegeben. Im englischen Äquivalent
(10) E « E0-IO"0'05 aT
hat α γ die Einheit dB pro Inch. 6 dB Dämpfung entsprechen
einer Abnahme der Schallamplitude um 100 %. Ein Neper pro
Zentimeter entspricht 22,05 dB pro Inch.
Wie bereits erläutert, ist der Dämpfungskoeffizient (α ) eine
Funktion des prozentualen Yolumenanteils (P ) der Teilchen im
Schallweg, der Länge (x) des Schallweges und der charakteristischen Dämpfung (α) einer Probe. Die charakteristische
Dämpfung ergab sich als Summe der Dämpfungen der einzelnen Größenfraktionen. Folglich ist die charakteristische Dämpfung
eine Funktion der Probenverteilung und der Dämpfung eines einzelnen Teilchens des Radius r. Wie in der folgenden Gleichung
gezeigt, ist die Dämpfung eines einzelnen Teilchens des Radius r eine Funktion des spezifischen Gewichts (SG), der
Frequenz (f) der Schallwelle, der Temperatur (Viskosität K
und Schallgeschwindigkeit v) sowie des Teilchenradius r.
Die grundlegende Theorie der Ultraschalldämpfung wurde entwickelt von Sewell (1910), Epstein (1941), Urick (1948) Und
Carhart (1950). Diese Forscher leiteten Ausdrücke für die charakteristische Dämpfung eines einzelnen sphärischen Teilchens
in den Bereichen der viskosen und der Streuverluste ab. Die viskosen und Streuverluste sind in Flg. 1 definiert.
Weinel (1953) zeigte, daß die verschiedenen Ausdrücke für starre Kugeln in Wasser gleich sind. Sein Ausdruck für die
charakteristische Dämpfung eines einzelnen Teilchens alt dem Radius r in Wasser weist auf einen Term (α ) für die viskosen
Verluste und einen Term (t*sr) für die Streuverluste ι
309823/0769
α (viskose Verluste^ α (Streuverluste/
α s charakteristische Dämpfung eines einzelnen Teilchens
mit dem Radius r
r - Teilchenradius in cm
f = Frequenz
tu = 2TTf
f = Frequenz
tu = 2TTf
>: = kinematische Viskosität von Wasser in Stokes
ν == Schallgeschwindigkeit in Wasser in cm/s
SG β spezifisches Gewicht des Teilchens
22,05 dB/lnch = 1 Neper/cm
Der Term in Gl. (11) für die viskosen Verluste ist experimentell
für sphärische Teilchen mit Durchmessern von weniger als X /TT bestätigt worden, wobei\ = v/f die Wellenlänge ist.
Der Term für die Streuverluste (<x__) ist nicht unbeschränkt
sr
gültig, da er für größere Teilchen über alle Grenzen zunimmt; vergl. die gepunktete Fortsetzung der Kurve in Fig. 3.
Empirische Gleichungen für Teilchen einer Größe von mehr als \ /TT wurden von Flammer (a.a.O., 1962) angegeben für den
Übergangsbereich zwischen den Bereichen der Streu- und der Beugungsverluste und für den Bereich der Beugungsverluste.
Fig. 3 zeigt Flammers empirische Gleichung und die Gl.(11)
für 790 kHz bei 300C für Teilchen mit einem spezifischen
Gewicht von 2,7.
Faßt man den Term für die Streuverluste in Gl. (11) und
Flammers empirische Gleichung für den Beugungsverlust aus Fig. 3 zusammen, ergibt sich ein Ausdruck, der für den gesamten
Bereich der Teilchengrößen gilt„ die normalerweise in
309823/07S9
— Ί Ο—
einer Aufschlämmung auftreten:
(11a)
(11a)
i8v2(1+ Jf)(SG - 1)2(ω/ν)
ί _i_ _ + 1 \ 22,05
81(1+j()%^[9+4jf(SG +1/2) Γ 12 AiTr dB/In
vr
Zur Entwicklung eines genauen Ausdrucks für den Streuverlust muß man auf unendliche Reihen zurückgreifen, was hier wegen
des Umfangs der Rechnung nicht getan wurde. Der Term ae„ in
Gl.(11a) ist daher ein vereinfachter Ausdruck, der zwar weniger
genau ist, aber für unsere Zwecke ausreicht. Die Reziprokterme treten im α -Term auf, so daß der Streu- und der Beugungsverlust
an den äußersten Grenzen des Größenbereiches vernachlässigbar werden. Die Gl. (11a) ist derjenige Ausdruck,
der in der vorliegenden Diskussion für die charakteristische Dämpfung eines einzelnen Teilchens verwendet wird.
Fig. 1 ist ein Diagramm der Gleichung entsprechend der Fig.3. Die temperaturabhängigen Tenne der Gl. (11a) sind die Viskosität
von Wasser und die Schallgeschwindigkeit in Wasser. Messungen der Änderungen des spezifischen Gewichts in Erzaufbereitungsverfahren
haben gezeigt, daß typische Schwankungen weniger als + 0,05 ausmachen; die Auswirkung auf die
Größenanzeige des Systems ist damit vernachlässigbar. Die typischerweise auftretenden Änderungen der Temperatur und des
spezifischen Gewichts verursachen nur geringfügige Verschiebungen der Kurve der Fig. 1.
Wenn eine Aufschlämmungsprobe aus einer einzigen gleichmäßigen Größe bestünde, würde Gl.(11a) die charakteristische Dämpfung
der Probe direkt angeben, da die Gesamtdämpfung nur durch die Teilchen der einzigen vorliegenden Größe verursacht würde.
Das Vorliegen von Fraktionen verschiedener Größen verlangt jedoch die Summation der Beiträge der einzelnen Fraktionen zur
Gesamtdämpfung, Aus diesem Grund erfordert die oben abgeleitete
Gl.(6) für die charakteristische Dämpfung einer Aufßchläm-
3 0 9823/0750
mung eine mathematische Beschreibung der Teilchengrößenverteilung
in der Aufschlämmung. Hierzu wurde die Gl. (12) wegen der physikalischen Bedeutung der Yariablen in der Gleichung
und der Genauigkeit, mit der sie die Probe beschreibt, gewählt. Andere Gleichungen, die auf ihre Fähigkeit,.die Probe
zu beschreiben, untersucht wurden, sich aber als mathematisch zu schwer zu behandeln erwiesen oder für die Baten am grobteiligen
Ende der Probe nicht ausreichten, waren das empirische Verteilungsgesetz von Rosin und Rammler,
P1 = 100 exp ( - I )b ,
in dem c und b Eonstanten sind und P^ der prozentuale Anteil
der Teilchen sind, deren Größe M übersteigt, und die Gleichung
von Schumann, M
P = 100 (|)a ,
in der α und K Konstanten und P der prozentuale Anteil der
Teilchen sind, die kleiner sind als M.
Der kumulative prozentuale Gewichtsanteil, den ein Normsieb
zurückhält, ist diejenige Angab©, die bei der Siebklassierung
einer Probe anfällt. Dieser prozentuale Gewichtsanteil (P) einer Probe, der auf einem Sieb der Groß© M mit M als Durchmesser
der Maschenöffnung in Mikrometer zurückbleibt, ist gegeben durch ,
(12) f%
P = 50 - ^ [ @3φ [ - (z2)] ds
/5
Ί Γ ( M-Mo)(Moo - Mo} ι
mit In [ —τ-= -^= J
mit In [ —τ-= -^= J
YT in ( <r )
M β geometrischer Mittelwert der Größe in Mikrometer
M β größte Größe in der Probe in Mikrometer
M= kleinste in der Probe auftretende Größe in Mikrometer j = 0 für die folgende Diskussion
σ* = Standardabweichung
309823/0 7
Diese Gleichung beschreibt eine modifizierte log-normale
Verteilungj sie wurde unter Betrachtung einer Normalverteilung
der Zeit und einer Minimal- und einer Maximalgröße abgeleitet von F.Kottier, J.Franklin Inst., Bd.250,(1950),p.339 und
S.419 (1950). Eine allgemeine Diskussion der durch diese Gleichung beschriebenen Teilchengrößen ist gegeben in
"Particle Size Measurement, Interpretation and Application"
v.R.R.Irani und CF. Callis, Wiley & Sons, New York, S.39-57.
Irani und Callis geben die Gleichung (12) unter Verwendung
der Fehlerfunktion ERF(z) an zu
P . 50 - 100 ERF(z) mit ERF(z) = -M- «φ[-(ζ2)] dz
\Πτ) ο
Wie Irani und Callus angemerkt haben, ist eine einfache
log-normale Verteilung ein Spezialfall der Gl.(12) mit
—^ Q0 t Eine einfache log-normale Verteilung
ergibt in einem doppelt logarithmischen Diagramm von P * f(M)
eine Gerade. Aufschlämmungsproben scheinen für Größen, die
kleiner sind als M, einer log-normalen Verteilung sehr nahe
zu kommen. Da in den meisten Aufbereitungsanlagen die Klassierung durch Zyklone oder andere Mittel erfolgt, ist die
Verteilung zumeist künstlich. Diese künstliche Verteilung läßt sich am groben Ende der Probe nur angenähert durch die
Gl.(12) darstellen» da» wie die Ableitung von Kottier zeigt, der M -Term von der Kinetik der Teilchenbildung, nicht der
Klassierung verursacht wird. Am groben Ende der Probe sind die Größen erheblich größer als M. Da sämtliche.untersuchten
Aufschlänimungsproben am feinen Ende der Probe sich einer lognormalen Verteilung zu nähern scheinen, läßt sich die Variable
ζ der Gleichung (12) modifizieren zu :
(12b)
ζ »
| In | [■ | M / | Μαο | η | mit | Mo | m O | und |
| Υσ | M ^ | I00-M | P | = 50 | ERF (ζ | |||
| In ι | C er) | |||||||
3 09823/0759
Diese Modifikation führt eine Variable η ein, die am groben Ende der Probe für eine einstellbare Krümmung sorgt. Wie
ersichtlich, nähert sich die Probe bei den feineren Größen einer Log-Normalvert eilung, da bei M-^O, ζ —* In (M/H) /
2/ln (er).
Für jeden bestimmten Aufarbeitungskreislauf läßt sich mit
Hilfe der Gleichung (12) eine typische Probe genau beschreiben, wenn man die Konstanten M00 , M , In ( <T ) und η bestimmt.
Dabei muß man den auf Normsieben zurückgehaltenen prozentualen Gewichtsanteil messen und mittels eines Computers M , M,
In ( er ) und η so berechnen, daß sich mit den Meßdäten nach
Gl.(12b) $as geringste mittlere Fehlerquadrat ergibt. Hierbei
handelt es sich um ein langwieriges Verfahren mit einem komplizierten
Rechnerprogramm. Obgleich die Gl.(12b) mit vier Variablen normalerweise die beste Anpassung an die Kurve der
Siebanalyse ergibt (Fig. 4), ergibt sich aus der Erfahrung der Anmelderin, daß sich bei Verwendung der Gleichung (12),
die drei Variable aufweist, für einige konzentrierte Erzaufs chlämmungen nach dem Verfahren des kleinsten mittleren
Fehlerquadrats ausgezeichnete Anpassungen an die Meßdaten erreichen lassen. Entweder die eine oder die andere Gleichung
läßt sich verwenden - je nach dem, welche die beste Anpassung an die Daten ermöglicht.
Die Konstante M ist definiert als Asymptote der oberen Grenzgröße.
M läßt sich definieren, wenn man beachtet, daß in Gl. (12) z = 0 mit P = 50 % und somit M = MM00Z(M00+!"), wenn
M sehr groß ist wie z.B. für eine log-normalverteilte Probe
mit M=M bei P= 50 %. Im allgemeinen nimmt P mit 1 9 M00 und
In ( er*) zu.
Die Industrie ist an der Gewinnung wertvoller Bestandteile aus dem gebrochenen und/oder gemahlenen Produkt bei minimalem
Zeit- und Energieaufwand interessiert« Die Geschwindigkeit und/oder Menge der Gewinnung ist, da abhängig von der Größenverteilung,
eine Funktion der gleichen drei wesentlichen Variablen wie in Gl.(12)» Um die Berechnungen mit den
309823/-0 7EÖ
tungsparametern zu vereinfachen, wird typischerweise der kumulative prozentuale Gewichtsanteil, den ein Tyler-Normsieb
zurückhält, als Angabe der Größe eines Erzeugnisses verwendet (z.B. M00 und σ"konstant). Tatsächlich kann man aber die
typischen Schwankungen der Aufbereitungsparameter nicht beschreiben, indem man irgend zwei der Größenvariablen als
konstant annimmt. Die Computerauswertung typischer Daten fiat' gezeigt, daß zwar während des normalen Betriebs eine gewisse
Korrelation der Parameter vorliegt, aber kein Größenparameter konstant bleibt: Die Ergebnisse zeigen, daß M und In ( d")
innerhalb bestimmter Grenzen miteinander zu- und abnehmen. Das Verfahren zur Korrelierung von P.gc mi* der Größenangabe
der Torrichtung nach der Erfindung, das auf den folgenden Seiten diskutiert wird, geht von folgenden Annahmen aus:
(1) Die typische Schwankung von H ist geringer als 3 : 1j
(2) Die typische Schwankung von M„ ist weniger als + 10%i
(3) ο ist konstant oder es besteht eine Beziehung zwischen
In ( CT ) und H*
(4) Beim Betrieb im Bereich der Streuverluste sind nur die Änderungen von P (prozentualer Feststoffvolumenanteil)
gering genug, um eine Linearisierung von a^. .« ο^-ίΡ^)
zuzulassen.
Die Analyse der Funktion der Torrichtung nach der Erfindung im praktischen Betrieb hat gezeigt, daß diese Annahmen unter
normalen Betriebsbedingungen in Aufbereitungsanlagen gültig sind. Die erste Annahme muß gültig sein, um den "inneren
Schliff" der Aufschlämmung innerhalb erträglicher Grenzen zu halten. Die Computeranalyse von Proben wie der in Fig. 4 gezeigten
ergab, daß eine M-Schwankung von 3 ι 1 bedeutet, daß
der Aufbereitungekreislauf das Erz untermahlt bzw. übermahlt.
Die Hauptursache für Schwankungen von H in einer Aufbereitungsanlage
ist wahrscheinlich der Klassierer, z.B. der Zyklon. Aue der Analyse der Daten vieler Proben scheint sich
eine M -Schwankung von + 10% ale typisch zu ergeben. Größere
309823/0769
Schwankungen von M00 vergrößern den Korrelationsfehler der
Größenaussagen gegenüber P, wie weiter unten erläutert werden wird.
Ein Zusammenhang zwischen. In ( 6**) und M scheint, für typischen
Betrieb von Aufbereitungsanlagen normal zu sein. Wenn In ( σ")
in keinem Zusammenhang zu M stünde, würde dies den Korrelationsfehler der Größenaussage gegenüber P+gc vergrößern, wie
unten erläutert wird. Notwendigerweise muß In ( ö*) unter
normalen Betriebsbedingungen einer Aufbereitung aus den gleichen Gründen, die M beschränken, innerhalb gewisser Grenzen
bleiben. Die vierte Annahme ist nur dann notwendig, wenn im Betrieb eine Frequenz gewählt wird, bei der die zu messenden
Teilchen einen erheblichen Streuverlust erzeugen. Die Annahme ermöglicht es dann, die Beziehung der Dämpfung zu P
zu linearisieren.
Der erste Schritt für die Berechnung des Ausgangssignals der
Überwachungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist» die charakteristische Dämpfung ( Gl.(6) der Proben su berechnen,
die mittels der Yorrichtung gemessen werden sollen. Zu diesem Zweck müssen die Konstanten M00 r 1 und <r der Gl. (12)
definiert werden, was sich durch die Daten der Siebanalyse und ein geeignetes Rechnerprogramm erreichen läßt. Die Anmelderin
hat ein als IGCFR bezeichnetes Bibliotheksprogramm für
den Rechner vom Typ CDC 6400 der University of Colorado verwendet,
das die Parameter einer vom Benutzer eingegangenen Funktion so einstellt, daß sich mit einer Datenmenge das geringste
mittlere Fehlerquadrat ergibt. Es wurde di© Funktion
ρ β 50 - ERF(z) zusammen mit dem Universitätsprogramm für die·
Fehlerfunktion (identifiziert als Rechner-Programm Ir«, 5-1-verwendet,
wobei letzteres ERP(s) definiert als
(13) ()
Der Faktor von zwei Differenzen la dieser Definition ame
in Gl. (12) verwendeten Definition wird im CoaputerpzOgram in
Rechnung gestellt. Das Programm IGCFR druckt die Werte für
M , H , In ( <r ), den mittleren quadratischen Fehler sowie
die berechneten und Torgegebenen Werte der Funktion aus. Bei Verwendung der Gl. (12b) würde auch η ausgedruckt werden.
Nachdem M , H und In ( σ") bekannt sind, kann über die
Gl.(12b) die Gl.(6) für die charakteristische Dämpfung ausgewertet werden. Die Anmelderin hat mit Erfolg ein Bibliotheksprogramm
für den Rechner CDC 6400 der University of Colorado,
Nr. D-1-6 mit der Bezeichnung GAUSQZ, verwendet, das das
Integral einer Funktion F(x) im Intervall -(A,B) mittels
Gauss-Legendre-Quadratur berechnet. Es wurde das Intervall 0,05 bis 1/2 (M00-1)! unterteilt in 200 Abschnitte, verwendet.
Das Programm GAUSQZ summiert die Fläche dieser Abschnitte und
druckt die Werte für die charakteristische Dämpfung (α) aus.
Schireibt man die Qi, (1) in dB um, indem man den Logarithmus
mit 20 multipliziert und für a_. die Gl.(8) einsetzt, ergibt
sich:
(14) 20 log(E/Eo) - - oT - -Pvax - Kgx .
Wird die charakteristische Dämpfung einer Probe berechnet und ist der Wert KgX aus Messungen an der vorliegenden Aufbereitungsanlage
bekannt, läßt sich die Größe der Dämpfung durch die Aufschlämmung nach Gl. (14) berechnen.
Indem die oben ausgeführten Schritte für die Bestimmung der Parameter, die die Eigenschaften der Aufschlämmung bestimmen,
mittels Computeranalyse für eine bestimmte Anzahl von Proben
aus einer bestimmten Aufbereitungsanlage durchgeführt worden, erhält man die Schwankungen von M00 , M und <T sowie der
charakteristischen Dämpfung dieser Anlage. Verwendet man eine Frequenz, die so gewählt ist, daß K2X zu Null wird, läßt sich
das Ausgangesignal des Empfängers aus Gleichung (14) berechnen
zu
(15) 20 log(E/Eo) * Pvax .
309823/0759
-23- 2257302
Für einen typischen Sensoräbstand von vier Inches (101,6 ma)
ist die berechnete Feststoffdämpfung am oberen Ende des
Anzeigebereiches (P « 25%) gleich -α bzw. gleich der
charakteristischen Dämpfung. Der Wert für α läßt sich mit der Feststoffeichung, die an einem bestimmten Konzentrationso>rt
vorliegt, als Vergleich der berechneten und gemessenen Dämpfungen vergleichen.
Fig. 5 zeigt den kumulativen Prozentsatz. +65 gegenüber der
Aüsgangsgrößenanzeige auf einer 0 .«. 100-Skala der Vorrichtung
nach der Erfindung für 24 Proben der Magma Copper Corp. in San Manuel, Arizona, V.St.A. Diese 24 Proben stellen
einige der extremeren Fälle aus einer Gesamtzahl von 286 Proben dar, die verwendet wurden, um die Kurve der Fig. 5 abzuleiten
und die Grenzwerte von M , M und In (or ) zu berechnen.
Die Kurve der Fig. 5 wurde mittels Computer auf geringstes mittleres Fehlerquadrat mit den 286 Proben berechnet.
Die für Fig. 5 verwendete Gleichung ist
P+65 = 1,14 + 9,58 ^5 + 4,25 ( ^. )2.
+65
Das geringste Fehlerquadrat ist 0,64 %.
Das geringste Fehlerquadrat ist 0,64 %.
Um eine im wesentlichen genaue Korrelation zwischen den gemessenen
und den berechneten Dämpfungswerten zu erhalten, sind 10 Siebe in der Siebanalyse, die Verwendung einer
4-Variablen-Anpassung an die Siebdaten (Gl. 12b) und ein
komplizierterer Ausdruck für den α -Teil der Gl.(11) erforderlich.
Korrelationen, deren Genauigkeit für die meisten Zwecke ausreicht, lassen sich jedoch mit weniger Sieben, der
3-Variablen-Gleichung (in einigen Fällen) und dem Ausdruck
der Gl.(11) erhalten.
Um eine Zahl zu erhalten, die sich mit dem Ausgangssignal für
die Teilchengröße der Vorrichtung korrelieren läßt, maß erst die Größe des Ausgangssignale des Empfängers berechnet werden»
Der Größenßignalempfänger in der Torricktung nach der Erfindung
ist der gleiche wie der
309823/07 S
er mißt jedoch die Dämpfung der Aufschlämmungsprobe in der
vorzugsweise verwendeten Ausführungsform auf einer höheren als der Feststoffrequenz. Die Konstante K«x der Gl. (14) ist
bei der höheren Frequenz nicht vernachlässigbar. Im normalen Betrieb wird der Wert von K?x empirisch bestimmt und in die
Torrichtung so eingegeben, daß er vor der weiteren elektronischen Signalverarbeitung vom Ausgangssignal des Größensignalempfängers
subtrahiert wird.
Im Betrieb wird der Wert K^x empirisch bestimmt, indem man
der zu messenden Aufschlämmung Wasser hinzufügt und eine etwaige Änderung der Größenanzeige beobachtet. Eine elektronische
Einstellung, durch die eine Konstante vom Ausgangssignal des Großensignalempfangers subtrahiert wird, wird von
Hand so nachgestellt, daß die Änderungen der Größenanzeige beim Hinzufügen von Wasser so gering wie möglich bleiben.
Die Konstante KpX läßt sich durch Eintauchen der Sensoren in
Wasser feststellen, da, wie bei der Diskussion der Gl.(9) erwähnt, Wasser eine Bezugsdämpfung von Null hat.
Das Ausgangssignal des Größensignalempfängers bei Ργ « 25 %
und einem Abstand der Größensensoren von zwei Inches (5»08 cm)
wird mit G/, (14) berechnet zu
(16) 20 log(E/EJ + Kox = -P αχ = -(ΐ/4)α(2) *
-α
Das berechnete Ausgangssignal des Großensignalempfängers
sollte also gleich der Hälfte der charakteristischen Dämpfung sein.
Das Größenausgangssignal der Torrichtung ist dem Ausgangssignal
des Größensignalempfängers, dividiert durch das Ausgangssignal des FeststoffSignalempfängers» direkt proportional.
Da die Gl.(15) und (16) die Empfängerausgangesignale angeben,
ergibt die Division der charakteristischen Dämpfungen der Aufschlämmung bei den Größen- und Feststoffrequenzen ein berechnetes
Größenausgangssignal. Durch die Division der
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Empfängerausgangssignale wird die Variable P aus dem Größenausgangssignal
eliminiert; dies erklärt, weshalb, wie oben erwähnt, die Pylinearität für di<
Ausführungsform erforderlich ist.
Ausführungsform erforderlich ist.
erwähnt, die PyLinearität für die vorzugsweise verwendete
Bisher ist nur sehr wenig gesagt worden über die Arbeitsfrequenzen der Größen- und Feststoffmessung. Der Grund hierfür
ist, daß die Einsicht in das bisher gebrachte Material für ein Verständnis der Kriterien der Frequenzwahl hilfreich ist.
Wie bereits erläutert, lassen sich Sensoren, die bei verschiedenen Frequenzen arbeiten, zur Erzeugung von zwei Ausgangssignalen
der Vorrichtung verwenden, wobei eines der Teilchengröße und das andere dem prozentualen Feststoffanteil
entspricht. Die für den Betrieb tatsächlich gewählten Frequenzen hängen von den Größenparametern M, M und In ( <f )
der zu messenden Aufschlämmung und von deren prozentualem
Feststoffanteil P ab. Die Vorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung leitet ein "Nur-Größen"-Signal mittels des mathematischen
Verfahrens einer Eliminierung des prozentualen Feststoffanteils aus den Ausgangssignalen der Empfänger ab.
Die Empfängerausgangssignale lassen sich durch die modifizierte
Gl. (14) ausdrücken als
(17) 20 log(E/Eo) + E2X = -Ργαχ.
Division eines Empfängerausgangssignals durch das andere ergibt:
mit α- und a2 als den charakteristischen Dämpfungen bei
verschiedener Frequenz.
Die oc.|/a2-Funktion steht in Zusammenhang mit den Größenparametern
M , In ( öt") und M .. Für eine log-normale Probe, in
der die Verteilung sich mit snvei Variablen definieren läßt,
zeigt die bekannte Literatur, daß die Messung von zwei Dämpfungsverhältnissen (d.h. ou/cig und «-/α, ) die Größen-
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verteilung der Probe eindeutig bestimmt. Dies erfordert aber drei Betriebsfrequenzen. Flammer, a.a.O., S. A20, gibt ein
graphisches Verfahren zur Ermittlung von O" und H für eine
log-normale Probe an. Die Arbeit von Flammer lehrt, daß zur
eindeutigen Bestimmung einer Probenverteilung mindestens drei Frequenzen erforderlich sind und daß die Verteilung sich
graphisch ermitteln läßt. Seine Lehre zeigt jedoch nicht, daß sich durch die richtige Wahl von zwei Frequenzen für einen vom
Menschen geschaffenen Mahlkreislauf eine Anzeige erhalten läßt, die die Größenverteilung mit einer einzigen Variablen
in Beziehung setzt, wie es die Anmelderin entdeckt hat. Ein umfangreiches analytisches Programm war erforderlich, dies
herauszufinden und zu beweisen. Das analytische Programm, dessen Resultate in dieser Offenbarung enthalten sind,zeigt:
(1) Die Dämpfung ist nicht linear mit der Konzentration, sondern - bei Beachtung bestimmter Einschränkungen - mit Ργ
(prozentualer Feststoffvolumenanteil). Dieser Punkt ist wichtig, da die Nichtlinearität bekannt sein muß, um das
Verhältnis der Dämpfungen in Beziehung setzen zu können zur Teilchengröße (P).
(2) Eine Korrelation eines Verhältnisses der Dämpfungen bei zwei verschiedenen Frequenzen zum Prozentsatz, den ein bestimmtes
Normsieb zurückhält, ist möglich infolge der vorhersehbaren Arbeitsweise eines Mahlkreislaufs.
(3) P_ läßt sich erhalten durch die geeignete Wahl einer
einzigen Arbeitsfrequenz, wie oben erläutert» oder durch die Wahl von zwei Frequenzen, die ausreichend nahe beieinander
liegen, wo die Dämpfung linear ist; Py läßt sich dann aus
einer Subtraktion der Dämpfungen erhalten. Die gegenseitige Abhängigkeit von M und In ( o- ) bringt eine ausgezeichnete
Korrelation von P,gc niit α^/α2ϊ P+gc *8* also eine gute
Funktion von H , In ( <r ) und M , die sich gut in Beziehung
setzen läßt mit a.^/a^. Wie ersichtlich, sind die eigentlichen
Arbeitsfrequenzen uninteressant, sofern α* und α. sich
unterscheiden und a~ für die spezielle zu messende Aufschlämmung
linear mit P geht. Daher ist die Auswahl der
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— C. | —
Frequenzen für eine vorgegebene Aufschlämmung nur durch
Systembedingungen beschränkt, d.h. die erforderliche Anzeige des Feststoffanteils 9 den dynamischen Bereich der eingesetzten
Elektronik und die Linearität von ccj-mit P . In der vorzugsweise
verwendeten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Feststoffrequenz im allgemeinen niedriger als die
Größenfrequenz und wird vorzugsweise so gewählt, daß die Anzeige des Feststoffanteils so weit wie möglich unabhängig
von der Teilchengröße ist. Diese Frequenz wird experimentell ermittelt durch Messung der charakteristischen Dämpfung bei
der feinsten und gröbsten Körnung, die in einer bestimmten
Anlage auftreten. Alternativ kann diese Frequenz gewählt werden durch Anwendung der hierin entwickelten Gleichungen, um
die Frequenz zu bestimmen bei der die berechnete charakteristische
Dämpfung bei der feinsten Körnung gleich der'charakteristischen Dämpfung bei der gröbsten ist. In der Prfexis wird
gewöhnlich zuerst der Frequenzwert auf der Grundlage einer Siebanalyse gewählt %m& sodann durch Messung ύθτΙΙiaiert. Die
Großenfrequens wird ebenfalls erst berechnet raid daxm experimentell
bestätigt. In der ersten und vorzugsweise verwendeten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Größenfrequenz
so-hoch wie möglich gewählt« um die höchste Dämpfung
zu erzeugen, die die Elektronik aufnehmen Iie2mo Biases Kriterium
ergibt die maximale Empfindlichkeit der Yorrichtung. auf
Änderungen der Teilchengröße. ¥enn die Frequenzen nach den oben erwähnten Kriterien gewählt werden, fällt die Probendämpfung
gewöhnlich bei der Feststoffrequenz hauptsächlich in den Bereich viskoser Verluste und weniger als die Hälfte der Dämpfung
fällt bei der Größenfrequenz in den Streuverlustbereich. Obgleich diese Kriterien der Frequenzwahl ausgezeichnete Ergebnisse
zeitigten, ist der Betrieb des Systems kompliziert infolge der Konstante K«x der Gleichung (14), die empirisch optimiert
werden muß, um die beste Systemleistung zu ergeben, und nicht für alle Orte gleich ist.
Ein zweites Kriterium der Frequenzauswahl ist, die Frequenzen
nach bester Korrelation des Größenausgangssignals mit einer
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Siebfraktion wie bspw. P+6^ ohne Berücksichtigung der Anzeige
des Feststoffanteils zu wählen. DiesesKriterium läßt sich erklären,
wenn man daran erinnert, daß bei sinkender Frequenz die M00 -Empfindlichkeit der charakteristischen Dämpfung niedriger
wird, da M im wesentlichen das grobe Probenende beeinflußt, das, wenn in den Übergangsbereich von den viskosen
zu den Streuverlusten verschoben, eine minimale Auswirkung auf die charakteristische Dämpfung hatj vergl. Flg. 1.
Wenn man also die Empfindlichkeit der größencharakteristischen Dämpfung gegenüber M00 senkt, wird das M00-Fehlerband für ein
Arbeiten mit konstanter Standardabweichung enger. Somit könnte die Anzeige des Feststoffantells verloren gehen, da keine der
Frequenzen auf minimale Empfindlichkeit der Dämpfung gegenüber Änderungen der Teilchengröße optimiert wäre. Nach diesem Kriterium
würden beide Frequenzen so gewählt werden, daß die Probendämpfung sich fast ausschließlich im Bereich der viskosen
Verluste befände, wo α. ** P αϊ und K«x * O.
Ein dem ersten ähnliches, drittes Kriterium der Frequenzauswahl sieht vor, die Feststoffrequenz auf gleiche Weise zu
wählen, aber eine niedrigere Größenfrequenz zu wählen, um die Auswirkung der Konstante K2* zu minimisieren, indem ein größerer
Teil der Probe sich im Bereich der viskosten Terluste befindet. In diesem Fall ist die untere Grenze der Größenfrequenz
bestimmt durch den Gewinn, die Drift und die Rauscheigenschaften der Sensoren und der Elektronik. Rücken die zwei
Frequenzen nahe zu einander, werden die beiden Probendämpfungen einander fast gleich, und das a^/a^-Größensignal nähert sich
einem konstanten Wert, bei dem eine hohe Verstärkung im Elektronikteil erforderlich ist, um etwaige Änderungen zu
erfassen«
Die niedrigere Größenfrequenz ergibt ebenfalls eine niedrigere gesamte Größendämpfung und eine niedrigere Größenempfindlichkeit,
was die minimale Größenfrequenz unter Beachtung der Verstärkung , der Drift und des Rauschens des elektronischen
Anlagenteile beschränkt.
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In den drei oben diskutierten Kriterien der Frequenzauswahl ist die Größenfrequenz vorzugsweise höher als die Feststofffrequenz
und das Ausgangssignal des Größenempfängers wird durch das Ausgangssignal des Feststoffempfängers dividiert,
um eine Anzeige der Teilchengröße zu erreichen. Im zweiten
Kriterium könnte die obere Frequenz jedoch nach dem ersten Kriterium für die Wahl der Feststoffrequenz gewählt werden,
was die Anzeige des Feststoffanteils liefern würde„ Die
niedrigere Frequenz, die die Probendämpfung weit in den Bereich viskoser Verluste brächte, würde ein Ausgangssignal ergeben,
das eine Funktion sowohl der Größe als auch der Zahl (Pv) der Teilchen wäre. Beide Empfängersignale könnten dann
nach Wunsch durcheinander dividiert werden, damit die Elektronik das Teilchengrößen-Ausgangssignal liefert.
Weiterhin ist vorgesehen, daß infolge der Eigenschaften der Aufschlämmung die Arbeitsfrequenzen der Torrichtung nach der
vorliegenden Erfindung so gewählt werden, daß ein Betrieb in
jeder der hierin beschriebenen Verlustbereiche oder der dazwischen
liegenden Übergangszonen möglich ist. Beispielsweise
können extrem feine eder grobe Körnungen einen Betrieb ausschließlich
im Bereich der BeugungsVerluste erfordern. Der
Fachmann wird einsehen, daß die Nichtlinearitäten der Funktion <x,j-= OCj-(P_), die ein solches Arbeiten verursacht, eine völlig
andere Signalverarbeitung durch die Elektronik erfordern können, wenn man eine geeignete Anzeige der Teilchengröße und des
Feststoffanteils wünschte Derartige andere Verarbeitungsmaßnahmen
können die Anwendung von Linearisierungsnetzwerken, logarithmischen Expansions- bzw. Kompressionsnetzwerken, das
Kombinieren von Signalen aus drei oder mehr Sensorpaaren usw. erfordern. Die oben beschriebenen Gleichungen lassen sich zur
Definition eines solchen Betriebes verwenden.
Wie oben ausgeführt, sind die Grenzen für die vorliegenden Frequenzwahlkriterien nur durch die dynamischen Meß eigenschaften
der für die Messung der Dämpfung der Aufschlämmung verwendeten Vorrichtung festgelegt. Weitet man die Leistungsfähigkeit
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auf die Messung höherer und niedrigerer Dämpfungen aus» sind
die Frequenzwahlkriterien sogar noch breiter.
In der folgenden Diskussion wird die vorzugsweise verwendete
AusfUhrungsform der Erfindung erläutert, bei der die Größenmeßfrequenz
bestimmt ist durch die Dynamik der eingesetzten Elektronik und die Feststoffrequenz auf minimale Empfindlichkeit
auf Änderungen der Teilchengröße gewählt wird. Ein herkömmlicher
Unijunctionoszillator 1 treibt einen monostabilen
Multivibrator 2, der somit in Reaktion auf die vom Oszillator 1 gelieferten Impulse und mit der vom Oszillator bestimmten
Frequenz seinen Zustand ändert. Das Ausgangssignal des Multivibrators
2 ist an die Schaltatufe 4 gelegt, die das Ausgangssignal des Oszillators 3 zum Wandlertreiber 17 durchschaltet.
Die Geschwindigkeit und Dauer des Durchschaltens der Schaltstufe 4 werden durch das vom Multivibrator 2 aufgenommene
Signal bestimmt. Der Oszillator 3 schwingt frei auf derjenigen
Arbeitsfrequenz, die auf beste Anpassung an die Eigenschaften
der Aufschlämmung, wie oben erläutert, gewählt wurde. Schaltet die Schaltstufe 4 auf ein Signal aus dem Multivibrator 2
durch, wird das Festfrequenz-Ausgangssignal des Oszillators 3 auf den Wandlertreiber 17 gegeben, dessen Ausgangssignal sich
bei niedriger Impedanz durch Umschalten zwischen dem positiven und negativen Anschluß der Betriebsspannungversorgung mit der
Frequenz des Oszillators 3 ergibt. Bei dem Sendewandler 5 handelt es sich um einen elektromechanischen Wandler wie z.B.
einen piezoelektrischen Wandler, der geeignet ist, die vom Treiber 17 gelieferten Signale in hochfrequente Schallwellen
umzusetzen. Der Wandler 5 sowie die Wandler 6, 5' und 6* können
in ein Gehäuse 16 eingesetzt werden, durch das die Aufschlämmung 18 durch den Einlaß 14 und den Auslaß 15 so hindurchfließt,
daß die Wandler 5, 6, 51 und 6· in direkter Berührung
mit der Aufschlämmung stehen. Die vom Wandler 5 gesendete Ultraschallwelle läuft durch die Aufschlämmung 18 und
wird dabei gedämpft, wie es oben beschrieben ist. Danach nimmt sie der Empfangswandler 6 auf, der umgekehrt wie der Sendewandler
5 arbeitet und die gedämpfte Ultraschallwelle in ein elektrisches Signal zurückverwandelt, das an den Eingang eines
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Wechselspaimimgs/Gleichspannurigsumsetzers 7 gelangt; auf diese
Weise ist- eine im wesentlichen augenblickliche Messung der
Dämpfung des Ultraschallsignals durch die Aufschlämmung gegeben. Das Gleichspannungs-Ausgangssignal des Umsetzers 7 wird
auf die logarithmische KomprSssionsschaltung 8 gegeben, die <
das Eingangssignal, das einen dynamischen Umfang von 60 dB
aufweist, in ein Signal mit einer Amplitude zwischen 0 und
1/2 T verwandelt, das auf einen Differenzverstärker 9 gegeben
wird. Der Differenzverstärker 9 hat eine Verstärkung von etwa 20 und erlaubt das Einführen einer einstellbaren, aus der
Betriebsspannung heruntergeteilten Spannung zwecks Kompensation der Konstante Έ,^χ. , wie oben erläutert. Das kompensierte Ausgangssignal des Differenzverstärkers 9 wird als Dividendensignal auf die Divisionsstufe 10 gegeben, die weiter unten
beschrieben werden wird. .
Weiterhin zeigt die Fig. 6 ein System 19, das durch die gepunktete
Linie 20 eingeschlossen ist. Dieses System kann im Gebrauch bei einer Frequenz betrieben werden, die sich von der
des oben beschriebenen Systems unterscheidet, und kann verwendet
werden zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das dem prozen«-.
tualen Feststoffvolumenanteil der Aufschlämmung proportional
ist. Das System 19 kann im wesentlichen genauso aufgebaut sein . wie das System der Bezugszeichen 2 bis 9 und läßt sich durch
diese gleichen Bezugszeichen, aber mit Hoehstrichen, identifizieren.
Im System 19 ändert ein monostabiler Multivibrator 2f
seinen Zustand in Reaktion auf die Impulse vom monostabilen Multivibrator 2 und steuert die Schaltstufe 4' auf die gleiche
Weise wie der Multivibrator 2 die Schaltstufe 4. Das auf den Multivibrator 2' gegebene Signal des Multivibrators 2 steht
zeitlich mit diesem derart in Beziehung, daß die vom Wandler ausgesandte Ultraschallwelle nicht einsetzt, bevor die Ultraschallwelle
des Wandlers 5 beendet ist. Diese Maßnahme vermeidet das Übersprechen bzw. die Überkopplung in den elektronischen
Stufen, insbesondere in den empfindlicheren Yerstärkereingängen. Die Dauer der von den Wandlern 5 und 5! ausgesandten
Ultraschallwellen" ist an den Multivibratoren 2 und 21 unabhängig
voneinander einstellbar und läßt sich unter Berücksichti-
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gung des Abstands zwischen den Sende- und Empfangswandlern 5 und 6 bzw. 5' und 6· so einstellen, daß die Impulsdauer so
lang wie möglich ist, ohne aber zu Auslösch- und Yerstärkungseffekten
infolge der Wellenreflektion zwischen den Wandlern zu führen. Das Ausgangssignal des Yerstärkers 9' des
Feststoffanteilsystems 19 wird auf die Divisionsstufe 10 und
den Treiber 11 gegeben.
In der Divisionsstufe 10 wird das Ausgangssignal des Verstärkers
9» das eine Funktion sowohl der Teilchengröße als auch des Feststoffanteils ist, elektronisch durch das Ausgangssignal
des Verstärkers 91 geteilt, das eine Funktion des Feststoff
anteils und im wesentlichen unabhängig von der Teilchengröße ist. Schaltungsaufbau und Funktionsweise der Divisionsstufe 10 entsprechen im wesentlichen dem Analogdividierer 106A
der Hybrid Systems Corporation, Burlington, Massachusetts, V.St.A.(Katalog SF-10-70), oder dem Analogdividierer M311 der
Intronics, Inc., Newton, Massachusetts, V.St.A,(Katalog 1972).
Das Ausgangssignal der Divisionsstufe 10, das dem Quotienten
der Division entspricht und im wesentlichen nur eine Funktion der Teilchengröße ist, wird auf den Treiber 11 gegeben.
Der Treiber 11 setzt die Signale aus der Divisionsstufe 10
und dem Feststoffanteil-System 19 in normale 4 - 20 mA-oder
10-50 mA-Signale um, wie sie für die Steuerung der Teilchengrößen-Anzeige- und/oder Steuervorrichtungen 12 und 13 und der
Feststoffanteil-Anzeige- und/oder -Steuervorrichtungen 12*
und 13' geeignet sind.
Wie der Fachmann einsehen wird, gibt es viele andere elektronische
Methoden, die sich anwenden ließen, um die für die Aufbereitung und den Vergleich der Signale von zwei bei verschiedener
Frequenz arbeitenden Wandlerpaaren erforderlichen Schritte auszuführen und so voneinander unabhängige Ausgangssignale
für Teilchengröße und Feststoffanteil zu erhalten. Es
wird weiterhin darauf hingewiesen, daß, wenn man den Feststoff anteil der Aufschlämmung konstant hält, ein einziges
Wandlerpaar eingesetzt, werden kann, dessen Ausgangssignal sich
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mit der Teilchengrößenverteilung der Aufschlämmung in Beziehung setzen' läßt. Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung?..die
Daten über den Feststoffanteil mittels irgendwelcher
geeigneter Mittel zu erlangen.
Wie oben bereits erwähnt, müssen bei'der vorzugsweise verwendeten
Ausführungsform der Erfindung diejenigen Arbeitsfrequenzen für die Größen- und die Feststoffanteilmessung ausgewählt
werden, die maximale Dämpfung bzw. eine Größenunempfindlichkeit ergeben. Diese Bedingungen legen den Arbeitspunkt für
difr Teilchengrößenmessung (bei der es sich eigentlich um eine
Mehrfachmessung handelt, da sie sowohl .Änderungen der Teilchengröße
als auch Änderungen des Feststoffanteils erfaßt) teilweise in den Streuverlust-Bereich de.r Kurve der charakteristischen
Dämpfung nach Fig. 1, der die beste Empfindlichkeit für Änderungen der Teilchengrößenverteilung ergibt. Unter Uinstän- ■
den ist hierbei jedoch die Wahl der Feststoffanteilsfrequenz wichtiger, die eine minimale Empfindlichkeit auf Änderungen
der Teilchengröße zeigt. Die Auskahl beider Frequenzen hängt
ab von der mittleren Teilchengröße und dem prozentualen Feststoff
anteil der Aufschlämmung, die überwacht werden soll und von Anlage zu Anlage anders ausfällt. Die Arbeitsfrequenzen .
für die meisten Zyklönüberlaufaufschlämmurigen in der- Metallerz-Auf
bereitungsindustrie scheinen zwischen etwa 0,3 und etwa
3,0 MFIz zu fallen, und zwar.auf der Basis von Teilchengrößenverteilungen
mit kumulativen Gewichtspr.ozentsätzen von zwi-,
sehen 5 und 50 % Rückhalt auf bspw. einem lÖO-mesh-Norinsieb.
Wie für den Fachmann ersichtlich, lassen sich die Te.ilchengrößenverteilungen
aus einer bestimmten Erzaufbereitungsanlage angenähert identifizieren, indem man den prozentualen Gewichtsanteil
der gesamten Probe angibt, der auf einem Mormsieb
zurückgehalten würde, 'wenn man die gesamte Probe mit diesem
einen Horntsieb klassiert - die Aufbereitungstechniker "verwenden
oft 65-raBsh- iirid !OO-mesh-Siebe für diesen. Zweck* Bei
mit s'umv größeren Yariatiowsbr'sxte der 'foll-Lung,
würs sin. breiterer. FrsqueEiabarelcb. - von
etwa 0, ί bis ebv/a 10 MHz - erforderlich, uis die von dan obigim
Auswahlkriterien aufgestellten Forderungen zu erfüllen.
Während das System 19 für die Messung des Feststoffanteils
(Fig. 6) im wesentlichen ein Duplikat der Ultraschall^Teilchengrößenüberwaohungsvorrlchtung
ist, wird die Frequenz des Oszillators 31 nach anderen Kriterien gewählt als die Frequenz
des Oszillators 3 in demjenigen Systemteil, in dem die Teilchengrößeninformation
abgeleitet wird. Fig. 7 und 8 zeigen zusätzlich, daß in Proben von Aufschlämmungen aufbereiteten
Erzes, deren Feststoffanteil absichtlich variiert wird, die
Dämpfung von sowohl der Frequenz des Ultraschallsignals als auch von der relativen Grobheit der Teilchengrößenverteilung
und vom Feststoff anteil der Aufschlämmung abhängt.Die Beziehung
zwischen Dämpfung, Frequenz und Teilchengrößenverteilung ist derart, daß sich ein vorzugsweise angewendeter Frequenzbereich
für die Feststoffanteilmessung wählen läßt, in dem Änderungen der Teilchengrößenverteilung über einen weiten
Yariationsbereich der Feststoffanteile der Aufschlämmung
keine oder eine nur geringe Wirkung auf die Dämpfung der angelegten Frequenz haben. Bei einer solchen vorzugsweise verwendeten
Frequenz enthalten die vom Empfangswander 6· des Systems
19 in Fig. 6 erfaßteil Änderungen der Dämpfung Informationen über im wesentlichen nur die Größe des Feststoffgehalts der
Aufschlämmung. Änderungen der Teilchengröße erzeugen innerhalb
normaler Teilchengrößenänderungsbereiche keine oder nur geringfügige Dämpfungsänderungen. Mehrere Tests der in den
Fig. 7 und 8 gezeigten Art haben gezeigt, daß diese Beziehung für einen breiten Bereich von GrößenverteLlungen aufbereiteten
Erzes gilt, und sie scheint für sämtliche Naßaufbsreitungsverfahren
zu gelten. Weiterhin ist augenscheinlich, daß der Bereich der Feststoffanteil-Frequenz immer nicht diejenige
Frequenz enthält, die für den Syste.ateLl gewühit würde, der
die Teilchengrößeninformation ableitet und beL dom die Kriterien
der Frequensswahl die Empfindlichkeit auf ToiiQhengrößenänderung
und der Arbeitspunkb Lm ^evür.iohtön Dätipfungsbereich
gind, wie oben erläuiprt. Arbeitet mm e.Lfl» mit einer Feetetöff-Frequenz
innerhnüi du;j Vor »u^rbursLchü;·, , 5t.eÜt das
Ausgangssignal des Systems 19 nur Änderungen des prozentualen Feststoffanteils der zwischen dem Sende- und dem Empfangswandler ; 5!/und 6» hindurchströmenden Aufschlämmung dar.
In der Diväsionsstufe 10 wird diese Information über den
Feststoffanteil ausgenutzt, um das Ausgangssignal des Verstärkers
9 zu korrigieren, und die resultierende Information, die nunmehr nur die Teilchengröße betrifft, wird auf einer
Anzeigevorrichtung 12 dargestellt und/oder auf eine Regelung
gegeben«
Die in Fig. 7 gezeigten Ergebnisse beziehen sich auf Tests mit
proben aufbereiteten Erzes, der Magma Copper Company in San
Manuel, Arizona. Die Magma-Proben stellen einen etwas feineren
Schliff als die Erzeugnisse,vieler Kupferhütten dar. In der
feinen Probe wurden, 12,A %:aer Feststoffe von einem 100-mesh-Sieb
zurückgehalten;' die grobe Probe zeigte 16,3 %. Feststoffe
auf, einem 100-mesh-Siebo Die Proben wurden mit Frequenzen von
0>9> 1|4, 2,2 und 3,0 MHz gemessen. Während, dieser Tests wurde
bei allen Frequenzen der Feststoffanteil, beider Proben von
12 auf etwa 21 Gew.-$ variiert. Der prozentuale Feststoffgewichtsanteil
wurde aus einer gemittelten Messung von mindestens drei von Hand aufgenommenen Proben bestimmt. Die Ergebnisse
dieser Tests zeigt die Fig. 7. Es wurde für das Magma-Erz gefunden, daß Änderungen der Dämpfung infolge von Unterschieden
in der Teilchengrößenverteilung bei einer Frequenz von etwa 1,4 MHz ein Minimum erreichten. Bei dieser Frequenz
fallen die Kurven für die beiden Proben, die erhebliche Unterschiede der Teilchengrößenverteilung aufweisen, zusammen.
Wie einzusehen ist, wird man die Arbeitsfrequenz für die Messung des Feststoffanteils so wählen, daß eine minimale
Dämpfungsdifferenz als Funktion von Änderungen der Teilchengrößenverteilung
erreicht wird, während sich gleichzeitig eine erhebliche Dämpfungsänderung in Abhängigkeit von Änderungen
des. Feststoffanteils ergibt. Für das gleiche Erz wurde die
'Ultraschallfrequenz für die Mehrfachmessung zu 2,2 I€lz gewählt
j bei dieser Frequenz befindet sich ein erheblicher Teil"
der Dämpfung im Bereich der Streuvcrluste. Die Auswirkungen
309823/0.7S9 ,
M u ν u·-\ ;■. λ (' i: '.:
-50-
von Änderungen des Feststoffanteils auf das Signal der Mehrfachmessung
sind proportional den Änderungen des Signals in dem Systemteil, das nur den Feststoffanteil erfaßt. Nach der
Aufbereitung läßt sich letzteres also verwenden, um die Auswirkungen
van Änderungen des Feststoffanteils zu eliminieren.
Das resultierende Ausgangssignal stellt dann nurmehr die
Teilchengrößenverteilung und deren Änderungen dart
Die Fig. 8 zeigt die Ergebnisse von Tests, die den der Fig. ähnlich waren. Die Daten der Fig. 8 stammen aus Proben der
Fa. The Pima Mining Company im Süden von Tucson, Arizona,
V.St.A.. Die feinste dieser Proben von aufbereitetem Kupfererz
zeigten 22,9 % Rückhalt auf einem 100-mesh-Sieb, die mittlere
Probe 28,7 % und die grobe Probe 31,4 %. Wie in Fig. 7 wird
auffallen, daß die Sämpfungsunterschiede zwischen diesen drei Proben unterschiedlicher Teilchengrößenvertellung mit abnehmender Frequenz geringer werden. Es wird weiterhin auffallen,
daß die feine Probe die stärkste Dämpfung der dreibei der
niedrigsten Frequenz - 0,53 MHz - aufwies» daß die mittlere Probe die nächstniedrigere Dämpfung und die grobe Probe die
geringste Dämpfung erzeugten. Diese Umkehr der Lage dieser Kurven gegenüber der Lage der Kurven für höhere Frequenzen
zeigt, daß die Spitzendämpfung dieses Bereiches der Teilchengrößenverteilung
im Bereich der viskosen Verluste liegt.
Ein Vergleich der Fig. 7 und 8 zeigt die Auswirkung der relativen Grobheit der Körnung auf die Wahl der geeigneten Arbeitsfrequenz für die zwei Teile des Teilchengrößen-Uberwachungssystems.
Die aufbereiteten Erzproben des Pima-Werks waren erheblich gröber als die des Werks San Manuel der Fa.. Magma.
Dieser Unterschied im Bereich der Größenverteilung resultierte in einer Wahl erheblich unterschiedlicher Arbeitsfrequenzen.
Wie aus diesen Figuren ersichtlich, ergab eine Frequenz von 1,4 MHz eine ausgeprägte Trennung der drei Pima-Proben verschiedener
Größenverteilung, während bei gleicher Frequenz die. feineren Magma-Proben keinerlei Trennung ergaben».Es. läßt sich
also ersehen, dai3 die Auswahl der Arbeitpfrequenz.en für den
309823/075 9
Feststoffanteil und die Mehrfachmessung von der relativen
Grobheit des Bereiches der Teilchengrößenyerteilungen abhängt,
die eine bestimmte Erzaufbereitungsänlage erzeugt.
Fig. 9 zeigt eine Kurve der dämpfung als Funktion des prozentualen
Feststoffgewichtsanteils für drei Proben gemahlenen Wolframerzes. Die drei Kurven sind Aufzeichnungen von Daten
von drei Erzproben mit 0,8 % Scheelit in einer siliziumhaltigen
Gangart,· entsprechend einem groben, mittleren (normalen)
und einem feinen Schliff. Die Arbeitsfrequenz war hier 1,92 MHz,
das diese bei allen drei Terteilüngen eine starke Dämpfung im
Streuverlustbereich erzeugte»
Zusätzlich zu den bereits aufgeführten Ursachen der Dämpfung
wird ein" Strahl von Ultraschallenergie ebenfalls durch in
einer Aufschläimmung suspendierte Gasblasen gedämpft. Die
Stärke einer solchen Dämpfung ist eine Funktion der Frequenz, der Zahl der Bläschen und der Bläschengröße, wie in "Underwater
Acoustics Handbook II1' von Albers, 1965>
S.47-Ä8 und 86-100 erläutert Es wurde eine Testreihe durchgeführt, um die Auswirkung von in Änafschlämmungen aufbereiteten Erzes mitgefuhr-ter
luft auf die Teilchengrößen-Uberwachungävorriehtung zu
bestimmen. Die Ergebnisse zeigten, daß die so erzeugte
Dämpfung einen erheblichen Umfang annehmen kann. Bei der EinstelliMg der Empfängerausgangssignale auf den Ifull-Bezugswert
in Wasser muß sorgfältig darauf geachtet werden* daß zwischen den Sensoren keine luftbläschen vorliegen, luft·*-
bläschen beeinflussen in erheblichem Ausmaß den'Nuli^Bezugswert,
auf dem die Dämpfungsmessungen an Aufschiebungen basieren.
Fig. '10 zeigt die Dämpfung, die mitgeführte luft in einem Klassiererüberlaufstrom in einer typischen Aufbereitungsanlage
"bei der Magma Copper Company in San Manuel, Arizona, HTVSt. Ao
erzeugte« Unter Bedingungen dieser Art kann die Teilcjiengrößen-Uberwächungsvorrichtung
ohne eine Kompensation dieser ^Dämpfung bzw. zusätzliche Mittel zur Uhterdrückung oder Ünt-
-feimung einiger oder aller Gasbläschen praktisch-nicht abwendbar sein. Wie die FIg, 10 zeigt, kann das den größten Teil der
? ti
-38- ■ . '" V22S78O'2
zusätzlichen Dämpfung erzeugende mitgerissene Gas innerhalb
eines Zeitraumes von wenigen Minuten entweichen, wenn die Aufschlämmung in einem offenen Behälter, Trog oder dergl.
nur genug bewegt wird, um alle Teilchen in Suspension zu halten. Alternative Mittel können vorgesehen werden, um die
Gasbläschen, die störende Dämpfung oder Dämpfungsschwankungen verursachen, die die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der
Größenverteilungsmessung unter akzeptable Werte drücken, zu entfernen. Es sind im Handel mehrere Vorrichtungen erhältlich,
die dem Zweck dienen, mitgerissene Luft aus Flüssigkeiten zu entfernen. Eine geeignete Torrichtung ist in der U.S.-Patentanmeldung Nr. O34.949 der Anmelderin beschrieben. Untersuchungen
mit einer bestimmten Torrichtung zur Entfernung mitgerissener Luft im San-Manuel-Werk der Fa. Magma haben gezeigt,
daß verhältnismäßig große Luftmengen entfernt werden können und daß die Messungen mit der Teilchengrößen-Überwachungsvorrichtung
an der Erzaufschlämmung nach der Entfernung der
Luft stabil, genau'und zuverlässig sind. Die Untersuchungen im Werk der Fa. Magma zeigten weiterhin und zwingend, daß
unter Bedingungen, unter denen die Menge der mitgeführten Luft im wesentlichen stabil ist, das System nach der vorliegenden
Erfindung mit zufriedenstellenden Ergebnissen auch ohne Einsatz einer Luftentfernungsvorrichtung verwendet werden
kann.
Es wird nun auf die Streifenschreiber-Diagramme der Fig. 11,
12 und 13 eingegangen. Das Diagramm der Fig. 11 ist das Ausgangssignal
desjenigen Teils des Systems, der nur die Änderungen des Feststoffanteils überwacht. Das Diagramm der Fig.12
zeigt die Auswirkung des Fehlens einer Signalkompensation für Änderungen des Feststoffanteils auf das Ausgangssignal der
TeilchengrößenUberwachungsvorrichtung. Die Fig. 13 zeigt die
Auswirkung auf das Ausgangssignal der Teilchengrößen-Überwachungsvorrichtung bei Verwendung einer Signalkompensation.
Fig. 14 zeigt die Anwendung des Teilchengrößenverteilungflüberwachtingssystems
nach der vorliegenden Erfindung auf den
Mahl-'und Klassierteil einer Erzaufbereitungsanlage. Das
frische Material irird durch den Einlaß 62 in eine Kugelmühle
64 oder, eine andere geeignete Mahlvorrichtung gegeben. Das
gemahlene Erz wird aus der Mühle in einen Sumpf 66 entladen und von einer Pumpe §8 in einen Klassierer 70 wie z.B. einen
Zyklon gegeben. Das übergroße Material wird vom Klassierer 70 in einen Sumpf 73 gegeben und von dort durch die leitung 74
zum erneuten Mahlen.in die Mühle 64 zurückgeführt. Die Menge und Qröße des in den Nachmahlkreislauf geführten Erzes ist
ein Faktor für die Bestimmung des erforderlichen Mahläufwandes.
Wie bereits ausgeführt, ist die Ultraschöll-Überwachungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung in gewissem Ausmaß
gegenüber luftbläschen empfindlich, und es ist wünschenswert, entweder die Menge der mit geführt en luft relativ kon- '
stant zu halten oder Mittel - wie z.B. eine luftentfernungsvorrichtung
oder Prallbleche oder eine Reihe von Sumpfbehältern - vorzusehen, um die mitgeführte luft zu stabilisieren,
bevor die Teilchengrößenverteilung gemessen wird. Der Ausdruck "stabilisieren", wie er hier verwendet wird, soll auch die
vollständige Entfernung aller mitgeführten luft umfassen.
Zu diesem Zweck,ist in der Probenleitung 78 vom Klassiererüberlaufsumpf
84 des Klassierers 70 eine luftstabilisierungs- oder -entfernungsvorrichtung 76 angeordnet, um die in der
Aufschlämmung mitgeführte luft zu stabilisieren. Die Meßstation für die Ultraschallwaridler 80 ist stromabwärts von
der luftentfernungsvorrichtung in einer Strömungsleitung oder einem Sumpf 77 angeordnet. Falls eine Absetztendenz besteht,
ist eine Rührvorrichtung 79 vorgesehen, die die Aufschlämmung in Bewegung hält und die Teilchen in Suspension
hält, um den Sensoren für die Messung eine gleichmäßige Probe zu liefern. Es ist ersichtlich, daß eine zusätzliche Rührvorrichtung
nicht erforderlich ist, wenn die Strömungsgeschwindigkeit hoch genug ist, um ein Absetzen zu verhindern.
Die Ausgangssignale der Wandler enthalten Information über
sowohl die TeilGhehgrofienvefteilung als auch den Feststoffanteil
der Aufschlämmungj wie "bereits festgestellt. Nachdem
der Beitrag des1 FtlsiistOfTaht-eils zum-Signal-durch die Vör-
3 0832340X50 : .,;..,...
richtung 82 korrigiert wurde, stellt das resultierende Signal
eine Information über nur die Änderungen der Teilchengrößenverteilung
in dem aufbereiteten Erz dar. Dieses Signal läßt sich bspw. verwenden, um den Zufuhrregler 72 automatisch
nachzustellen, der die Menge nichtaufbereiteten Erzes, die
dem Kreislauf zum Mahlen zugeführt wird, bestimmt.
Das Funktionieren der vorliegenden Erfindung wurde im tatsächlichen
Betrieb von Aufbereitungsanlagen in umfangreichen Testreiehen bei der Magma Copper Mill Company in San Manuel,
Arizona, V.St.A. verifiziert und ist gestützt durch zahlreiche
weitere Tests in anderen Anlagen.Bei den meisten dieser Tests wurde das Teilchengrößen-Überwachungssystem nach der
vorliegenden Erfindung gem. Fig. 14 in die Aufbereitungsanlage eingefügt. In dem Prüfsystem bei der Fa. Magma wurde
das System zur Überwachung von Änderungen der Teilchengrößenverteilung eingesetzt, nicht aber zur automatischen Regelung,
und wurde nach der obigen Beschreibung mit kontinuierlicher
Korrektur hinsichtlich der Änderungen des Feststoffanteils gem. Fig.6 betrieben.
In anderen Tests, die in den Anlagen anderer Kupferwerke in Arizona durchgeführt wurden, wurde das Teilchengrößen-Überwachungssystem
nach Fig. 14 eingerichtet und so eingesetzt, daß es die Zufuhr des der Mühle zugeführten Rohmaterials automatisch
nachregelte.In einem weiteren Test ermöglichte es die
Torrichtung nach der vorliegenden Erfindung, einen Mahlkreislauf weit besser zu steuern und zu stabilisieren als es je
zuvor möglich gewesen war, wodurch sich eine Verbesserung des Erzdurchsatzes durch die Anlage bei stabileren Mahlverhältnissen
ergab. In diesem Test wurde das Ausgangssignal der Teilchengrößen- und Feststoffanteil-Überwachungsvorrichtung
ebenfalls verwendet für die Steuerung der Rohmaterialzufuhr, hier aber indirekt durch Einstellung der Zufuhr des Verdünnungswassers
zum Klassierer} dies bewirkte eine Änderung der Arbeitsbedingungen des Klassierers, die ihrerseits über andere
Sensoren für die Nachstellung der Erzzufuhr ausgewertet wurden.
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Es ist für den Fachmann auf dem Gebiet der Mühlensteuerung ersichtlich, daß eine große Vielfalt von Regelsystemen aus-,
geführt werden kann, um die kontinuierliche Teilchengrößenangabe der vorliegenden Erfindung für eine Regelung der gesamten
Mahlanlage auszunutzen. Das optimale Regelungssystem hängt im wesentlichen von den Erz- und Betriebseigenschaften
einer vorgegebenen Anlage ab, die die Teilchengrößen- und Feststoffanteil-Überwachungsvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung enthält.
In einer Testreihe wurde beispielsweise die Teilchengrößentiberwachungsvorrichtung
so eingerichtet, daß die Teilchengrößenverteilung in der Strömung des Klassierüberlaufs mittels
eines Streifenschreibers aufgezeichnet wurde. Während einer Testdauer von mehreren Stunden wurden sechs Proben der
Aufschlämmung in regellosen Abständen genommen. Diese Proben
wurden etikettiert und die Probennummer wurde auf dem
Schreiberstreifen zu genau dem Zeitpunkt aufgetragen, an dem die entsprechende Probe genommen wurde.
Nach dem Test wurde eine Analyse der Proben unter Verwendung
herkömmlicher Siebtechniken durchgeführt und der kumulative
prozentuale Anteil der Proben, die auf verschiedenen Normsieben
zurückblieben, für jede Probe aufgezeichnet. Der kumulative prozentuale Anteil eines 65-mesh-Siebes wurde
als Funktion des Ausgangssignals der Vorrichtung nach der
Erfindung aufgrund der Ablesung der Streifenschreiberaufzeichnung aufgezeichnet, wie es die Fig. 15 zeigt. Die den Meßpunkten
am besten angepaßte Gerade, die durchgezogene linie in der Mitte der Gruppe, wurde mittels Computer aus der
Schätzgleichung y = a + bx berechnetΓ ein statistisches Verfahren, das häufig angewendet wird, um das Ausmaß der linearen
Korrelation zwischen zwei Variablen festzustellen. Der Computer-Ausdruck
enthielt weiterhin den Wert für die normale Schätzgleichung, d.h. in diesem Fall y - 10,46 +.0,559x ,und
den Wert des Standardschätzfehlers, S__ , von 0,131.'Die Werte
von + S„ und +2S sind in dem Diagramm der Fig. 15 einge-
309823/07Si-
zeichnet, um ein Haß für die Genauigkeit der Torrichtung nach der Erfindung anzugeben, da +2S eine Aussagewahrscheinlichkeit
γόη 95,4^6 ergibt. Aus Fig. 15 läßt sich ersehen, daß bei
einer Anzeige von 28,5 dB der Torrichtung der kumulative Prozentsatz des Rückhalts eines 65-mesh-Siebs 5*5% + 0,2656
bei einer Aussagewahrscheinlichkeit von 95f4 % beträgt.
Ein weiteres Haß für die Genauigkeit der Torrichtung ist gegeben durch den "Korrelationskoeffizienten" (eine Größe, die in
der Statistik als Quadratwurzel der "erklärten Tarlation",
dividiert durch die "Gesamtvariation", definiert ist). Eine perfekte Korrelation träte auf, wenn sämtliche Datenpunkte
auf einer Geraden liegen würden, und der Korrelationskoeffizient würde dann den Wert 1,00 haben. Der Korrelationskoeffizient
für den in Fig. 15 dargestellten Test beträgt 0,99?» d.h. es ergab sich eine fast perfekte Übereinstimmung zwischen
der Anzeige der Torrichtung und den Daten der Siebanalyse.
Die Torrichtung nach der vorliegenden Anmeldung wurde konstruiert, um eine kontinuierliche Messung der Teilchengrößenverteilung
und des prozentualen Feststoff volumenanteils in einer Aufschlämmungsprobe zu ermöglichen, die kontinuierlich
aus einer Terf ahrens strömung wie z.B. in einer typischen Metallerzkonzentrationsanlage gezogen wird. Da die Torrichtung
Ausgangssignale liefert, die für die gesamte Probe gelten, 1st einzusehen, daß den Sensoren der Torrichtung eine im wesentlichen homogene Probe bzw. eine Probe mit konstanter Abweichung von der Homogenität angeboten werden muß, um die beste
Heßgenauigkeit aufrechtzuerhalten. Erlaubt man den Teilchen, sich abzusondern, entstehen Fehler in der Messung der Teilchenverteilung
bzw. des Feststoffanteils. In der Praxis ergreift
man Torsichtsmaßnahmen, um eine homogene Probe zu gewährleisten - bspw. das Durchrühren des Sumpfes der Aufschlämmung,
in dem die Sensoren angeordnet sind, eine Probenströmungsgeschwindigkeit, die ausreicht, um eine Teilchenabsonderung zu
verhindern, und eine Strömungsorientierung, so daß die volumetrische Verteilung der Teilchen in demjenigen Querschnitt
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der Aufschlämmung, den die Ultraschallsignale durchlaufen,
entweder gleichförmig öder konstant ist.
In einer vorzugsweise verwendeten Ausführüngsform der vorlie-,
genden Erfindung - vergl. Fig. 16 - sind die Wandlervorrichtungen 100, die die Ultraschallenergie mit dem strömungsfähigen
Medium mit suspendierten Teilchen(Aufschlämmung) koppeln,dessen
Größenverteilung und Feststoffanteil gemessen werden sollen,
so orientiert, daß die Ulträschallenergie in einer einzigen Ebene gesendet und empfangen wird, die die Aufschlämmung durchläuft.
Der Abstand zwischen jedem Wandlerpaar aus Sender 102 und Empfänger 103 bzw. Sender 106 und Empfänger 108 läßt sich
variieren, um die Gesamtdämpfung des Ultraschallsignals durch
die Aufschlämmung einzustellen. Eine Torrichtung 110 zur
Strömungsumleitung - vergl. Fig. 16 - ist ebenfalls und so angeordnet, daß sich die Geschwindigkeit der Aufschlämmung
beim Überströmen der Wandleroberflächen erhöht und damit die Ablagerung von Feststoffen auf den Wahdleroberflachen so gering
wie möglich hält. In der vorzugsweise verwendeten Ausführungsform der Erfindung werden piezoelektrische Wandler verwendet.
Es ist jedoch einzusehen, daß jeder geeignete Wandler, der in der Lage ist >
eine mechanische Bewegtang in ein elektrisches Signal bzw. ein elektrisches Signal ife mechanisch© Bewegung
umzuwandeln, verwendet werden kann - wie z.B. ein elektromagnetischer Wandler und dergl.. Wie ebenfalls ersichtlich,
lassen sieh die beiden Messungen durchführen, wenn man die
beiden Wandlerpaare über- oder nebeneinander in einem Rohr,
Trog, einer Kammer oder Wanne oder dergl. anordnet. Eine
wichtige Bedingung für die Anordnung der Wandler ist, einen
dauernden Kontakt zwischen den Wandlern und der zu messenden Aufschlämmung sicherzustellen und die Messung von im wesentlichen
dem gleichen Block der Aufschlämmung zur gleichen Zeit und mit beiden Wandlerpaären zu gewährleisten. Die Aufschlämmung kann eine kontinuierliche Strömung oder ein.bewegter,
nichtströmender Körper der Aufschlämmung sein, um sicherzustellen,
daß die zumessende Probe homogen ist. Die Ein-Ebenen-Ausrichtung
mit zwischen den Wandlern aufwärts strö-
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_if zürnender
Aufschlämmung wird vorzugsweise verwendet (vergl.Fig.
16), da bei ihr die Auswirkung von Meßfehlern infolge einer nicht gleichmäßigen Verteilung der Teilchen in der Aufschlämmung
am geringsten ist, denn beide Wandlerpaare durchstrahlen in einem bestimmten Zeltpunkt im wesentlichen die gleiche
Probe. Diese Ausführungsform ist mit der in Fig. 6 als Blockschaltbild
gezeigten Elektronik kompatibel.
Ein weiteres Verfahren zur Durchführung der gleichen Messung, aber mit nur einem Wandlerpaar, d.h. einem Sender 26 und
einem Empfänger 28, die auf zwei verschiedenen Frequenzen arbeiten können, zeigt als Blockschaltbild die Fig. 17. Die
Funktion dieser Anordnung ist im wesentlichen die gleiche,wie sie oben unter Bezug auf die Fig. 6 beschrieben wurde. Es
wird jedoch gleichzeitig mit dem Anlegen des Signals aus dem Multivibrator 2 an die Schaltstufe A, die das Ausgangssignal
des Oszillators 3 an den Wandlertreiber 17 legt, ein Signal aus dem Multivibrator 2 auf die elektronischen Schalter 22
und 24 gegeben. Beim Ankommen dieser Signale verbindet der elektronische Schalter 22 das Ausgangssignal des Treibers 17
mit dem Sendewandler 26 und der elektronische Schalter 24 legt das Ausgangssignal des Empfangswandlers 28 an den Eingang
des Umsetzers 7. Nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit, die es dem Ultraschallsignal erlaubt, vom Sendewandler 26
durch die Aufschlämmung zum Empfangswandler 28 zu laufen, sendet der Multivibrator 2 ein Signal zum Multivibrator 2·
und verursacht bei diesem eine Zustandsänderung. Gleichzeitig mit dem Signal zum Multivibrator 21 ändert auch das Signal vom
Multivibrator 2 zu den elektronischen Schaltern 22 und 24 seinen Zustand und bewirkt, daß diese den Sendewandler 26 an
den Treiber 17' und den Empfängerwandler 28 an den Umsetzer 7'
legen. Das zum Multivibrator 21 laufende Signal verursacht
dessen Zustandsänderung, wobei ein Signal an die Schaltstufe 4' gegeben wird. Beim Empfang dieses Signals schaltet die
Schaltstufe 4'.das Ausgangssignal des Oszillators 31 auf den
Treiber 17' durch. Auf diese Weise wird das Signal des Treibers 17 ·', dessen Frequenz eine andere ist als die des Treibers
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17, an den Sendewandler 26 gelegt. Dieser Zyklus wiederholt.
sieh mit der Frequenz?, die der Unicjunctionosziillator- 1 bestimmt
uad die so eingestellt wird» daß sie mit der Haufsmit
des Ultrasohallsignals durch die Auf sohlämraiung und der erwünschten
Dauer des Sendeimpuises der Wand!ertreiber 17 und
17V kompatibel ist,Der"Rest der Schaltungsanordnung arbeitet i» wesentliche** sot wie es oben, für die Anordnung mit zwei
ländlerpaaren nach Fif * 6 besenrieben wurde*
Der Fachmann wird weiterhin einsehen, daß sich, als Sensor ein
Sensor 112 einsetzen XMt, der einen einzige» Sende-liapfangswandler
114 mit, einem Reflektor 116 naoa Fig, 18 aufweist*
lin derartiges System ist als Bloeksohaltbild in Fig. 19-geseigt*
Der JJniauiiQtion-Dsgillator 1 liefert an die 3?alststufe
5$ eine Impulsreihei die die Qeso^windigkeit bestimmt,, mit der
der unten besonriebene Meßsyfclus sien wiederholt« Die Ausgangssipiale
der fafetstuf9. IS laufen gleichzeitig zur Schaltstufe
4 und dem eletetroniselien Schalt er 30» so daf, mm, &sz
17 durcfe die Schaltstufe 4 γοη dem Ausgangssi©sal des
I erreft wird,. das Ausgangssignal des Treibers 17
durch de% elelrtronlschen Schalter auf am Wandle^ 32 durehge·"
gehaltet wird.. Sowie der Sendeimpuls des Treibers 17 vorüber
ist» bewirkt ein Sifaal der faktstufe 56» daß der elektronische Schalter 3Q den landler 32 mit dem Eingang des Umsetzers
7 verbindet.» Das yitraschallsignal des Wandlers.32 durchläuft
Aufschlämmung mm Reflektor 34» der es -.wm,landler 3S
.reflektiert, der>
nunroehr als Smpfinger wirkte dessen,
as y»setaer 7 liegt, Die faktstufm 36 gibt.sodann,
,fleichgeitif am den itulti-wibrator tV und den elektro-Schalter
30 ab?, die■ $mt elektronischem Schalter: 3Q .
den Wamdler _33 auf um Ausga»g des fr eibers 17 .·■_.
schalten und den treiber 17* ulaer die Schaltstufe 41 mit .
tem Ausfangssignal des Qssillators 1* erregen. = ¥ie ^UTFor» -gibt
h%£ beendetem Sendeimpuls des freibers 17* die faktstufe IS
ein Signal an den. elektronischen Schalter M* der hierauf den
landler ^g auf um lingang des ijtoset^ers f1 schaltet* D,er;·--.--,
Fachaan© wird einsehen* dal die Dauer der SendÄimpiulse der.-..
Treiber 17 und 17'ι die zeitliche Zuordnung dieser Sendeimpulse,
die zeitliche Zuordnung der Signale zum elektronischen Schalter 30 und der Abstand zwischen Wandler 32 und
Reflektor 34 so aufeinander abgestimmt sein müssen, daß nach diesem Verfahren ein sauberer Betrieb möglich ist.
Weiterhin sieht die Erfindung die Verwendung von drei und mehr Wandlerpaaren vor. Durch die richtige Wahl von drei oder
mehr verschiedenen Frequenzen läßt sich eine wesentlich verbesserte Meßgenauigkeit erreichen und ein Feststoffanteilssignal,
das unabhängig von großen Größenschwankungen ist, indem für die Messung des Feststoffanteils zwei nahe beieinanderliegende
Frequenzen verwendet werden, und/oder ein getrenntes Teilchengrößenverteilungssignal erhalten, wenn man
zwei Frequenzen verwendet, die so gewählt sind, daß sich eine optimale Teilchengrößengenauigkeit ergibt, die unabhängig von
der Schwankung des Feststoffanteils ist, wie oben erläutert.
Patentansprüche;
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Claims (3)
1. Verfahren zur Überwachung der Teilchengrößenverteilung von
in einem strömungsfähigen Medium suspendierten Teilchen unter dynamischen Bedingungen, indem man einen ersten Strahl
von Ultraschallenergie einer ersten Frequenz durch das die suspendierten Teilchen enthaltende Strömungsmittel schickt,
den gedämpften Strahl nach dem Durchlaufen desselben erfaßt, ein erstes Signal erzeugt, das der Dämpfung des ersten
Strahles entspricht, einen zweiten Strahl von Ultraschallenergie, mit einer zweiten Frequenz durch das die Teilchen
suspendiert enthaltende Strömungsmittel schielet, den gedämpften
Strahl nach dem Durchlaufen desselben erfaßt, ein zweites Signal erzeugt, das der Dämpfung des zweiten Strahles
entspricht und das erste Signal mit dem zweiten Signal modifiziert, so daß sich ein resultierendes Signal ergibt,
das die Teilchengrößenverteilung der suspendierten Teilchen darstellt. .
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Frequenz des einen
der Strahlen von Ultraschallenergie so gewählt ist, daß die Dämpfung dieses Strahles im wesentlichen durch Streuverluste
verursacht wird, wobei die Dämpfung mit gröber werdender Teilchengrößenverteiliing der suspendierten Teilchen zunimmt
und bei feinerer Teilchengrößenverteilung der suspendierten Teilchen abnimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Frequenz des einen der Strahlen von Ultraschallenergie so gewählt ist, daß die
Dämpfung des gesendeten Signals als Funktion einer Verschiebung der Teilchengrößenverteilung der suspendierten Teilchen
im wesentlichen konstant ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Frequenz des ersten Strahles von Ultraschallenergie so gewählt ist, daß die
Dämpfung des Ultraschallstrahles im wesentlichen durch visko-
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se Verluste, Streuverluste und/oder BrechungsVerluste
verursacht wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die in der strömungsfähigen Suspension mitgeführte Luft
stabilisiert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Probe bewegt wird, um in der Aufschlämmung eine im
wesentlichen gleichförmige Teilchensuspension herzustellen und aufrechtzuerhalten.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man einen dritten Strahl einer dritten Frequenz durch das
die suspendierten Teilchen enthaltende Strömungsmittel schickt, den gedämpften Strahl nach dem Durchlaufen desselben
erfaßt, ein drittes Signal erzeugt, das dem dritten Strahl entspricht, und das dritte Signal mit dem ersten
oder dem zweiten Signal so modifiziert, daß sich ein weiteres resultierendes Signal ergibt, das den prozentualen
Volumenanteil der Teilchen in der Strömungsmittelsuspension angibt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das zweite Signal als Funktion von Änderungen im Feststoffanteil
des die Teilchen suspendiert enthaltenden Strömungsmittels erzeugt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Frequenz der ersten und der zweiten Quelle von Ultraschallenergie so gewählt
ist, daß die Differenz zwischen den Frequenzen ausreicht, um zwischen beiden einwandfrei unterscheidbare Dämpfungen
zu erzeugen, wenn die entsprechende Ultraschallenergie durch die zu messende Aufschlämmung suspendierter Teilchen
läuft.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem
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die Frequenz eier ersten Quelle von Ulträschallenergie
höher gewählt ist als die Frequenz der zweiten Quelle von Ultras.challenergie.
11. Verfahren zur Überwachung der Teilchengrößenverteilung von
in einem strömungsfähigen Medium suspendierten !Teilchen
unter dynamischen Bedingungen, indem man einen Strahl von
Ulträschallenergie durch das die suspendierten Teilchen
enthaltende Strömungsmittel schickt, den prozentualen Volumenanteil der Teilchen in der Suspension im wesentlichen
konstant hält, den gedämpfen Strahl nach dem Durchlaufen
derselben erfaßt und ein Signal erzeugt, das die Dämpfung
des Strahles und die Teilchengrößenverteilung angibt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem man ein erstes Ausgangs
signal erzeugt, das der Dämpfimg des Strahles entspricht, den prozentualen Feststoffvolumenanteil in der
Suspension mißt und ein zweites Ausgangssignal, das diesem entspricht, erzeugt, und bei dem man das erste Ausgangssignal
mit dem zweiten Ausgangssignal modifiziert, um das Signal zu erzeugen, das der Teilchengrößenverteilung der
suspendierten Teilchen entspricht.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Frequenz
des Strahles von Ultraschallenergie so gewählt ist, daß die Dämpfung des Ultraschallstrahles im wesentlichen durch viskose
Verluste, Streuverluste und/oder BrechungsVerluste
verursacht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, bei dem man die in
der strömungsfähigen Suspension mitgeführte Luft stabilisiert.
15. Verfahren nach Anspruch 11, 12, 13 oder 14, bei dem man
die Probe bewegt> um in der Aufschlämmung eine im wesentlichen
gleichförmige Teilchensuspension zu schaffen und
aufrechtzuerhalten.
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16. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen mit einer
Quelle von Ultraschallenergie, an diese Quelle angeschlossenen Wandlern, die so angeordnet sind, daß sie elften
Strahl von Ultraschallenergie durch eine kontinuierlich fließende Probe eines einen bekannten prozentualen Volumenanteil
an suspendierten Teilchen enthaltenden Strömurigömittels
hindurch senden und empfangen können, Mittein, mit denen sich eine augenblickliche Messung der Dämpfung des
Strahles beim Durchlaufen der Aufschlämmung durchführen und ein einziges Ausgangssignal erzeugen läßt, das die gesamte
Teilchengrößenverteilung der Probe darstellt.
17· Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößenverteilungen,
mit einer ersten Quelle von Ultraschallenergie, an die erste Quelle angeschlossenen Wandlern, die so angeordnet
sind, daß sie durch ein Strömungsmittel, das Teilchen in Suspension enthält, hindurch einen ersten Strahl von Ultraschallenergie
senden und empfangen können, mit Mitteln zur Messung der Dämpfung des ersten Strahles beim Durchlaufen
der Aufschlämmung und zum Erzeugen eines Signals, das derselben entspricht, mit einer zweiten Quelle Von Ultraschallenergie,
die auf einer anderen Frequenz arbeitet als die erste Quelle, wobei die Wandler in zeitlicher Zuordnung
zum Anschalten der Wandler an die erste Quelle an die
zweite Quelle anschaltbar und so angeordnet sind, daß sie
durch das die Teilchen in Suspension enthaltende Strömungsmittel
hindurch einen zweiten Strahl von Ultfasohallenergie
senden und empfangen, mit einer Vorrichtung, die die Dämpfung des zweiten Strahles beim Durchlaufen der Aufschlämmung
messen und ein Ausgangssignal erzeugen kann, das diese Dämpfung darstellt, und Mitteln zur Modifizierung
des einen Ausgangssignals mit dem änderen Ausgangssignal, um ein resultierendes Signal zu erzeugen, das die
Teilchengrößenverteilung der suspendierten Teilchen darstellt.
18. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengröße«! tiäch An-
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spruch 16 oder 17» in der die Wandlervorrichtungen einen
Sendewandler und einen Empfangswandler aufweisen, wobei ein Sender so angeordnet ist, daß er Ultraschallenergie
durch das die Teilchen in Suspension enthaltende Strömungsmittel hindurch schicken kann, und ein Empfänger so angeordnet
ist, daß er das gesendete Signal empfangen kann.
19. Vorrichtung zur Überwachung der Teilchengröße nach Anspruch 16, 17 oder 18 mit Mitteln zur Luftstabilisierung, die die
in einer gemessenen Probe mitgeführte Luft stabilisieren.
20. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach Anspruch
16, 17» 18 oder 19» niit einer Rührvorrichtung, die in der
Aufschlämmung eine im wesentlichen gleichförmige Teilchensuspension herstellen und aufrechterhalten kann.
21. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach Anspruch
17» bei der die an die erste und zweite Quelle von Ultraschallenergie
angeschlossene Wandlervorrichtung so angeordnet ist, daß die Ultraschallstrahlen in der gleichen
Ebene liegen.
22. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach
Anspruch 17 oder 21, bei der die Frequenz einer Quelle so gewählt ist, daß deren Dämpfung in Abhängigkeit von Verschiebungen
der Teilchengrößenverteilung der suspendierten Teilchen im wesentlichen konstant ist.
23. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach
Anspruch 17» mit an jede der beiden Ultraschallquellen angeschlossenen
Wandlervorrichtungen.
24. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen mit einer
Quelle von Ultraschallenergie, die zwei Ultraschallsignale verschiedener Frequenz erzeugen kann, mit an die Ultraschallquelle
angeschlossenen Wandlervorrichtungen, ,die so. angeordnet und in der Lage sind, erst einen Strahl von
Ultraschallenergie und dann einen zweiten in zeitlicher Zu-
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Ordnung zum ersten Strahl durch ein Strömungsmittel hindurch zu senden und zu empfangen, das Teilchen in Suspension
enthält, mit Vorrichtungen, die die Messung jedes Strahles beim Durchlaufen der Aufschlämmung messen und ein
diese Dämpfung darstellendes Ausgangssignal erzeugen können,
und mit einer Anordnung, die das eine Ausgangesignal
mit dem anderen Ausgangssignal modifizieren, um ein resultierendes Signal abzuleiten, das die Teilchengrößenverteilung der suspendierten Teilchen darstellt.
25· Vorrichtung zur Überwachung der Teilchengrößen nach Anspruch 24, die weiterhin aufweist eine weitere Quelle von
Ultraschallenergie, die Ultraschallenergie bei einer weiteren Frequenz erzeugen kann, Wandlervorrichtungen, die an
die weitere Quelle angeschlossen und in der Lage sind, durch das Strömungsmittel, das die Teilchen in Suspension
enthält, hindurch einen Strahl von Ultraschallenergie zu senden und zu empfangen, eine Vorrichtung, die die Dämpfung
des Strahles beim Durchlaufen der Aufschlämmung messen und ein weiteres Ausgangssignal erzeugen kann, das diese
Dämpfung darstellt, sowie eine Vorrichtung, die das weitere Ausgangssignal mit einem der anderen Ausgangssignale modifiziert,
um ein resultierendes Signal zu erzeugen, das den prozentualen Feststoffvolumenanteil in der Aufschlämmung
darstellt.
26. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach Anspruch 24 oder 25, bei der die Wandlervorrichtung einen
Sendewandler und einen Empfangswandler aufweist, wobei ein Sender so angeordnet ist, daß er Ultraschallenergie durch
das die Teilchen in Suspension enthaltende Strömungsmittel hindurch senden kann, und wobei ein Empfänger so angeordnet
ist, daß er das gesendete Signal empfangen kann.
27· Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengröße und Feststoffanteil
mit einer Quelle von Ultraschallenergie» Wandlervorrichtungen, die an die Quelle angeschlossen und so an-
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geordnet sind, daß sie durch ein Teilchen in Suspension
enthaltendes Strömungsmittel hindurch einen Strahl von Ultraschallenergie senden bzw. aufnehmen können» mit einer
Torrichtung, die die Dämpfung des gesendeten Strahles beim Durchlaufen des die Teilchen enthaltenden Strömungsmittels
mißt und ein diese darstellendes Ausgangsignäl erzeugt,
mit einer Vorrichtung zur Messung.des prozentualen Feststoffahteils,
die ein Ausgangssignal, das dem prozentualen Feststoffanteil in dem die Teilchen in Suspension enthaltenden
Strömungsmittel entspricht, erzeugen und ein Aüsgangssignal mit dem anderen Äusgangssignal modifizieren
kann, um ein resultierendes Signal zu erzeugen, das die
Teilchengrößenverteilung der suspendierten Teilchen darstellt.
. ·
28. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach Anspruch 27, bei der die Frequenz der Ultraschalienergie
so gewählt ist j daß die Dämpfung des Ultraschällsträhls
sich mit gröber oder feiner werdender Größenverteilung der suspendierten Teilchen erheblich ändert.
29. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengroßen nach
Anspruch 27» bei der die Frequenz der Ultraschällehergie
so gewählt ist, daß die Dämpfung des Ultraschällstrahles im wesentlichen durch Streuverluste verursacht wird, bei
denen die Dämpfung zunimmt, wenn die Größenverteilung der suspendierten Teilchen gröber wird, und abnimmt, wenn die
Größenverteilung der suspendierten Teilchen feiner wird.
30. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengroßen nach Anspruch 27, 28 oder 29, bei der die Vorrichtung zur
Messung des prozentualen Feststoffanteils eine zweite Quelle
von Ultraschallenergie aufweist sowie eine an die zweite
Quelle angeschlossene Wandlervorrichtung, die so angeordnet
ist, daß sie durch das die Teilehen in Suspension enthaltende
Strömungsmittel hindurch einen Strahl von Ultraschallenergie senden und empfangen kann, sowie eine VÖr-
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richtung zur Messung der Dämpfung des gesendeten Strahles
beim Durchlaufen des die Teilchen in Suspension enthaltenden Strömungsmittels und zur Erzeugung eines diese Dämpfung
darstellenden Ausgangssignals, wobei die Frequenz der zweiten
Quelle von Ultraschallenergie so gewählt ist» daß sie von der Frequenz der ersten Quelle abweicht Und daß die
Dämpfung von typischen Änderungen der TeilchengröBenverteilung in einer bestimmten Strömungsmittelsuspension von
Teilchen im wesentlichen unbeeinflußt bleibt.
31. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach Anspruch 30» bei der die zweite Quelle von Ultraschallenergie in
zeitlicher Zuordnung sequentiell zur. Aufschaltung der
Wandlervorrichtung auf die erste Quelle von Ultraschällenergie mit der Wandlervorrichtung verbindbar ist.
32. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach
Anspruch 27 bis 31» bei der die Frequenz der ersten Quelle von Ultraschallenergie höher gewählt ist als die Frequenz
der zweiten Quelle.
33. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen mit einer
ersten Quelle von Ultraschallenergie, die eine erste Frequenz erzeugen kann» mit einer Wandlervorrichtung, die
an die erste Ultraschallquelle angeschlossen und so angeordnet sowie in der Lage ist, durch ein Strömungsmittel
hindurch, das Teilchen in Suspension enthält» einen ersten Strahl von Ultraschallenergie zu senden und zu empfangen,
mit einer Vorrichtung, die die Dämpfung des gesendeten Strahles beim Durchlaufen des die Teilchen in Suspension
enthaltenden Strömungsmittels messen und ein diese Dämpfung darstellendes erstes Ausgangssignal erzeugen kann, mit
einer zweiten Quelle von Ultraschallenergie, die eine zweite, von der ersten unterschiedliche Frequenz erzeugen kann,
mit einer an die zweite Ultraschallquelle angeschlossenen Wandlervorrichtung, die so angeordnet und in der Lage ist,
um durch das Strömungsmittel hindurch einen zweiten Strahl
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yon Ultraschallenergie zu senden und zu empfangen, mit
einer Vorrichtung, die die Dämpfung des gesendeten Strahles beim Durchlaufen des die Teilchen in Suspension enthalten-'
den Strömungsmittels messen und ein zweites Ausgangssignal erzeugen kann, das diese Dämpfung darstellt, und mit einer
Torrichtung, die das erste Ausgangssignal mit dem zweiten
Ausgangssignal modifiziert, um ein resultierendes Signal zu erzeugen, das die Teilchengrößenverteilung der suspendierten Teilchen darstellt.
34. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach
Anspruch 33 mit einer dritten Quelle von Ultraschallenergie, die eine dritte Frequenz erzeugen kann, einer an die dritte
Quelle angeschlossenen Wandlervorrichtung, die so angeordnet und in der Lage ist, durch das die Teilchen in Suspension
enthaltende Strömungsmittel hindurch einen dritten Strahl zu senden und zu empfangen, einer dritten Vorrichtung,
die die Dämpfung des dritten Strahles beim Durchlaufen der Aufschlämmung messen und ein drittes Ausgangssignal
erzeugen kann, das diese Dämpfung darstellt, und einer
Vorrichtung, die das dritte Ausgangssignal mit dem ersten
oder dem zweiten Ausgangssignal modifiziert, um ein weiteres resultierendes Signal zu erzeugen, das den prozentualen
Feststoffvolumenanteil der Teilchen in der Suspension
darstellt.
35· Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach Anspruch 33 oder 34, bei der die Wandlervorrichtung einen
Sendewandler und einen Empfangswandler aufweist, wobei der Sender "so angeordnet ist, daß er Ultraschallenergie durch
ein Teilchen in Suspension enthaltendes Strömungsmittel senden kann, und der Empfänger so angeordnet ist, daß er
das gesendete Signal empfangen kann.
36. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach
Anspruch 33, 34 oder 35, mit einer Luftstabilisierungsvorrichtung,
die die in einer zu messenden Probe mitgeführte Luft stabilisieren kann. '
309B23/0759
37. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach Anspruch 33, 34, 35 oder 36 mit einer Rührvorrichtung,
die in der Aufschlämmung eine im wesentlichen gleichförmige Suspension herstellen und aufrechterhalten kann.
38. Vorrichtung zur Überwachung von Teilchengrößen nach Anspruch 33, 34, 35, 36 oder 37, bei der die an die erste
und die zweite Quelle von Ultraschallenergie angeschlossene Wandlervorrichtung so angeordnet ist, daß die Ultraschallstrahlen
in der gleichen Ebene liegen.
39· Verfahren zur Überwachung der Teilchengrößenverteilung von
in einem Strömungsmedium suspendierten Teilchen unter dynamischen Bedingungen, wie es im wesentlichen hierin und
in den beigefügten Zeichnungen beschrieben ist.
40. Vorrichtung zur Überwachung der Teilchengrößenverteilung , die im wesentlichen entsprechend der Beschreibung und den
Zeichnungen aufgebaut ist.
3 0 9 8 2 3/0759
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|---|---|---|---|
| DE2257802A Pending DE2257802A1 (de) | 1971-11-23 | 1972-11-23 | Vorrichtung zur ueberwachung von teilchengroessen und feststoffanteilen |
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3438798A1 (de) * | 1984-10-23 | 1986-04-24 | Löffler, Friedrich, Prof. Dr.-Ing., 7500 Karlsruhe | Verfahren und vorrichtung zum messen der feststoffkonzentration und der korngroessenverteilung in einer suspension mittels ultraschall |
| DE3706776A1 (de) * | 1987-03-03 | 1988-09-15 | Ralf Schaefer | Verfahren zur ermittlung der menge eines stoffes in einem fluid und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE3690687C2 (de) * | 1986-01-31 | 1990-01-11 | Krivorozskij Gornorudnyj Inst | Verfahren und Einrichtung zur Messung der Kennwerte einer festen Phase von Suspensionen |
| DE102010031129A1 (de) * | 2010-07-08 | 2012-01-12 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Ultraschall-Partikelmesssystem |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3999537A (en) * | 1973-10-25 | 1976-12-28 | United States Surgical Corporation | Temperature, pulse and respiration detector |
| US3908465A (en) * | 1974-02-25 | 1975-09-30 | Trustee Of Leland Stanford Jr | Particle size analyzer |
| US3881353A (en) * | 1974-04-29 | 1975-05-06 | Dickey John Corp | Ultrasonic sensor |
| DE2511750C2 (de) * | 1975-03-18 | 1976-10-14 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur quantitativen werkstoff-korngroessenbestimmung |
| CA1187975A (en) * | 1980-03-31 | 1985-05-28 | Leigh R. Abts | Ultrasonic method and apparatus for obtaining information about fluids |
| US4412451A (en) * | 1980-05-21 | 1983-11-01 | Outokumpu Oy | Method and apparatus for the determination of the average particle size in a slurry |
| US4381674A (en) * | 1981-06-22 | 1983-05-03 | Micro Pure Systems, Inc. | Ultrasonic detecting and identifying of particulates |
| US4580444A (en) * | 1984-02-10 | 1986-04-08 | Micro Pure Systems, Inc. | Ultrasonic determination of component concentrations in multi-component fluids |
| US4559134A (en) * | 1984-11-30 | 1985-12-17 | Conoco Inc. | Control of froth flotation separation |
| JPS6230938A (ja) * | 1985-04-11 | 1987-02-09 | Nippon Steel Corp | 落下中の物体の粒度測定法 |
| FR2588086B1 (fr) * | 1985-09-30 | 1988-07-15 | Novatome | Procede et dispositif de detection par ultrasons de bulles de gaz dans un metal liquide |
| US4817446A (en) * | 1986-07-25 | 1989-04-04 | Toa Medical Electronics Co. Ltd. | Particle size distribution analysis |
| US6646181B1 (en) | 1987-04-03 | 2003-11-11 | Kamterter Ii, L.L.C. | Solid matrix control of seed conditioning using selected cell cycle stages |
| US5910050A (en) * | 1987-04-03 | 1999-06-08 | Kamterter Ii, Llc | Solid matrix conditioning of seeds for sorting purposes |
| US5974734A (en) * | 1987-04-03 | 1999-11-02 | Kamterter Ii, Llc | Solid matrix priming of seeds with microorganisms and selected chemical treatment |
| US5121629A (en) * | 1989-11-13 | 1992-06-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method and apparatus for determining particle size distribution and concentration in a suspension using ultrasonics |
| US5569844A (en) * | 1992-08-17 | 1996-10-29 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method and apparatus for determining the particle size distribution, the solids content and the solute concentration of a suspension of solids in a solution bearing a solute |
| US5333502A (en) * | 1992-09-16 | 1994-08-02 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for monitoring the environment of a vessel |
| AUPM934994A0 (en) * | 1994-11-09 | 1994-12-01 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Particle property measurement |
| JP3130223B2 (ja) * | 1994-11-18 | 2001-01-31 | 三菱電機株式会社 | 検出方法及び検出装置 |
| US6148655A (en) * | 1996-06-03 | 2000-11-21 | Mallinckrodt Inc. | Method for calibrating ultrasound devices and contrast agents and system therefor |
| DE19711494C1 (de) * | 1997-03-19 | 1998-10-15 | Ulrich Prof Dr Ing Riebel | Verfahren zur Partikelgrößenmessung |
| US6119510A (en) * | 1998-08-31 | 2000-09-19 | Lucent Technologies Inc. | Process for determining characteristics of suspended particles |
| US6122956A (en) * | 1998-09-09 | 2000-09-26 | University Of Florida | Method and apparatus for monitoring concentration of a slurry flowing in a pipeline |
| US6487916B1 (en) * | 2000-02-02 | 2002-12-03 | Bechtel Bxwt Idaho, Llc | Ultrasonic flow metering system |
| WO2002050511A2 (en) * | 2000-12-18 | 2002-06-27 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Method and apparatus for ultrasonic sizing of particles in suspensions |
| DE10224294A1 (de) * | 2002-05-31 | 2004-01-15 | systec Controls Meß- und Regeltechnik GmbH | Verfahren zur Ultraschall-Laufzeit-Mengenmessung |
| GB0222421D0 (en) * | 2002-09-27 | 2002-11-06 | Ratcliff Henry K | Advanced ultrasonic processor |
| US7047809B2 (en) * | 2003-01-21 | 2006-05-23 | Applied Sonics, Incorporated | Ultrasonic monitor of material composition and particle size |
| US7140239B2 (en) * | 2003-03-18 | 2006-11-28 | Battelle Memorial Institute | System and technique for ultrasonic characterization of settling suspensions |
| US7418854B2 (en) * | 2003-09-30 | 2008-09-02 | Konstandinos Zamfes | Formation gas pore pressure evaluation on drilling cuttings samples |
| NL1024984C2 (nl) * | 2003-12-10 | 2005-06-13 | Tno | Werkwijze en inrichting voor het verkrijgen van informatie over de grootteverdeling van macroscopische deeltjes in een vloeistof. |
| US7114375B2 (en) * | 2004-01-13 | 2006-10-03 | Battelle Memorial Institute | Process monitoring and particle characterization with ultrasonic backscattering |
| JP2005351753A (ja) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Mayekawa Mfg Co Ltd | 超音波による氷水濃度測定方法及び装置 |
| US20060027015A1 (en) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Tavlarides Lawrence L | Method and apparatus for estimating solids concentration in slurries |
| US20090038389A1 (en) * | 2004-09-20 | 2009-02-12 | Konstandinos Zamfes | Formation gas pore pressure evaluation on drilling cuttings samples |
| BRPI0609518A2 (pt) * | 2005-03-22 | 2011-10-18 | Commw Scient And Ind Reseaech Organisation | sistema e método para determinar propriedades médias de partìculas constituintes de uma amostra de material |
| EP2246698B1 (de) * | 2009-04-30 | 2012-06-27 | Wärtsilä Schweiz AG | System und Verfahren zur Überwachung der Kraftstoffqualität |
| CN101915719A (zh) * | 2010-07-20 | 2010-12-15 | 丹东东方测控技术有限公司 | 双通道高低频超声波衰减信号检测装置 |
| CN102262035A (zh) * | 2010-09-20 | 2011-11-30 | 鞍钢集团矿业公司 | 多功能矿浆壶及其使用方法 |
| EP2551087A1 (de) * | 2011-07-28 | 2013-01-30 | Rhein Chemie Rheinau GmbH | Verfahren zur Bestimmung der Qualität von unvernetzten Kautschukmischungen sowie eine entsprechende Vorrichtung |
| US9448150B2 (en) | 2014-02-03 | 2016-09-20 | Cameron International Corporation | Method and apparatus for determining kinematic viscosity through the transmission and reception of ultrasonic energy |
| CN103954691B (zh) * | 2014-05-27 | 2017-02-15 | 长沙理工大学 | 一种材料成分分数无损检测方法 |
| WO2020013818A1 (en) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | Vermeer Manufacturing Company | Systems and methods for dewatering slurries |
| WO2020013870A1 (en) | 2018-07-10 | 2020-01-16 | Vermeer Manufacturing Company | Systems and methods for dewatering slurries |
| CN117772392B (zh) * | 2024-02-26 | 2024-05-10 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 一种烧结燃料粒度全智能控制方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1197130A (fr) * | 1958-03-07 | 1959-11-27 | Intertechnique Sa | Procédé de dosage notamment de substances en suspension dans un liquide |
| US3133445A (en) * | 1961-01-06 | 1964-05-19 | Joseph D Richard | Ultrasonic particle size measurement apparatus |
| US3220261A (en) * | 1962-06-12 | 1965-11-30 | Itek Corp | Method of determining the loading or mean particle radius of a fluid carrying particulate material |
-
1971
- 1971-11-23 US US00201504A patent/US3779070A/en not_active Expired - Lifetime
-
1972
- 1972-11-20 GB GB5353072A patent/GB1410954A/en not_active Expired
- 1972-11-21 AU AU49106/72A patent/AU472809B2/en not_active Expired
- 1972-11-22 ZA ZA728290A patent/ZA728290B/xx unknown
- 1972-11-22 CA CA157,212A patent/CA969267A/en not_active Expired
- 1972-11-23 IT IT54232/72A patent/IT996059B/it active
- 1972-11-23 DE DE2257802A patent/DE2257802A1/de active Pending
- 1972-11-23 FR FR7241672A patent/FR2163034A5/fr not_active Expired
- 1972-11-24 JP JP47117907A patent/JPS4912890A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3438798A1 (de) * | 1984-10-23 | 1986-04-24 | Löffler, Friedrich, Prof. Dr.-Ing., 7500 Karlsruhe | Verfahren und vorrichtung zum messen der feststoffkonzentration und der korngroessenverteilung in einer suspension mittels ultraschall |
| DE3690687C2 (de) * | 1986-01-31 | 1990-01-11 | Krivorozskij Gornorudnyj Inst | Verfahren und Einrichtung zur Messung der Kennwerte einer festen Phase von Suspensionen |
| DE3706776A1 (de) * | 1987-03-03 | 1988-09-15 | Ralf Schaefer | Verfahren zur ermittlung der menge eines stoffes in einem fluid und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE102010031129A1 (de) * | 2010-07-08 | 2012-01-12 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Ultraschall-Partikelmesssystem |
| US9170240B2 (en) | 2010-07-08 | 2015-10-27 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Ultrasonic particle measuring system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT996059B (it) | 1975-12-10 |
| FR2163034A5 (de) | 1973-07-20 |
| JPS4912890A (de) | 1974-02-04 |
| CA969267A (en) | 1975-06-10 |
| US3779070A (en) | 1973-12-18 |
| AU4910672A (en) | 1974-05-23 |
| ZA728290B (en) | 1974-07-31 |
| AU472809B2 (en) | 1976-06-03 |
| GB1410954A (en) | 1975-10-22 |
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