RU1787557C - Устройство автоматического измерени флотационной активности реагентов, нанесенных на поверхность пузырька газа - Google Patents

Description

газа и генератор управлени  7. Вход и выход фотоэлектронного регистратора 5 соединены соответственно с первым выходом и с первым входом регистратора сигнала 6, второй и третий входы последнего соединены соответственно с первым и с вторым выходами генератора управлени  7. Формирователи длительности 8,9 сигнала высоты пузырька, соединенные последовательно, примем вход формировател  сигнала 8 соединен с третьим выходом генераторауправij 4 -..-

лени  7. .Л1В,.. .

Источник опорного напр жени  10, выполненный в виде делител  напр жени , включенный между источником питани  и нулевой шиной. Блок сравнени  11, выполненный в виде операционного усилител , первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом регистратора видеосигнала б и с выходом источника опорного напр жени  10. Логические элементы ИЛИ, И 21,13, соединенные последовательно, причем первый и второй входы логического элемента ИЛИ 12 соединены соответственно с выходом формировател  9 и с выходом блока сравнени  11, а первый и второй входы логического элемента И 13 соединены соответственно с вторым выходом генератора управлени  7 и с выходом логического элемента ИЛИ. Блок определени  14 флотационной активности реагентов, выполненный в виде электронного счетчика импульсов с визуальной индикацией или цифроаналогового преобразовател , соединенный с выходом логического элемента И 13.

Устройство работает следующим образом .

В измерительную камеру 3 заливают воду , содержащую исследуемый реагент. Через вертикальную калиброванную трубку 4 с помощью дозатора газа (на фиг. 1 не показан ) выдуваетс  пузырек воздуха. Параллельный световой поток от источника света 1 проходит через измерительную камеру 3 и наход щийс  в ней пузырек воздуха и далее через объектив 2 поступает на фотоэлектронный регистратор 5 высоты пузырь- ка таза. -; . . .

Изображение пузырька газа, проецируемое на линейки п-фотоприемников регистратора .5,; имеет различную  ркость. В центральной области проецируемого пузырька воздуха наблюдаетс  светлое п тно из-за того, что лучи света в центральной части пузырька не отражаютс  и/почти без потерь попадают на линейку фотоприемников фотоэлектронного регистратора 5. По нижней и верхней границе пузырька газа происходит более сильное отражение лучей

света, поэтому только часть светового потока попадает на фотоприемники регистратора 5, что создает более резкую тень в верхней и нижней части проецируемого пузырька газа.

С первого выхода генератора управлени  7 формируютс  питающие напр жени  и импульсы управлени  дл  работы регистратора 6 видеосигнала высоты пузырька газа .

С второго выхода генератора управлени  7 формируютс  импульсы с тактовой частотой, например 1 МГц, которые подаютс  на первый вход 1 логического элемента

И 13 и на третий вход регистратора 6 видеосигнала высоты пузырька газа.

Подача посто нных и импульсных напр жений с первого выхода регистратора 6 видеосигнала на фотоэлектронный регистра то р 5 позвол ет осуществить последовательное считывание накопленных зар дов с каждой фоточувствитёльной  чейки (фотоприемника ) линейки ПЗС фотоэлектронного регистратора 5. Величина этих зар дов с

выхода регистратора 5 пропорциональна световому потоку, падающему на каждый фотоприемник. Весь цикл считывани  информации определ етс  количеством фотоприемников регистратора 5 и.таковой

частотой генератора управлени  7.

Электрические сигналы с выхода фотоэлектронного регистратора 5 поступают на первый вход регистратора б видеосигнала высоты пузырька газа, в котором происходит усиление видеосигнала до требуемого уровн .

Усиленный видеосигнал с второго выхода регистратора 6 поступает на первый вход 7 блока сравнени  11, на второй вход которого поступает опорное напр жение с выхода источника опорного напр жени  10.

В результате сравнени  амплитуды видеосигнала с амплитудой опорного напр жени  на выходе блока сравнени  10

формируютс  импульсы строго пр моугольной формы (Un фиг. 2).

Интервал времени t2 - tio (Un фиг. 2) соответствует размеру измер емого пузырька воздуха Н. Интервал времени ts - t

соответствует размеру светового п тна в центральной области пузырька воздуха.

С третьего выхода генератора управлени  7 формируетс  импульс начала измере- ни  (импульс начала строки) момента времени ti (фиг. 2). Этот импульс подаетс  на вход формировател  8. который в интервале времени ti - te (Us фиг. 2) формирует импульс, длительностью меньше длительности видеосигнала ti -14.5 (Un фиг. 2).

Задний фронт импульса формировател  8 запускает формирователь 9. Длительность импульса формировател  9 ts - ta (фиг, 2) выбираетс  больше длительности видеосигнала от светового п тна ts - t (Ui 1 фиг. 1) с таким запасом, чтобы она перекрывала максимально возможные изменени  размеров светового п тна пузырька воздуха, обусловленных различной флотационной активностью реагентов.

Таким образом на первый вход логического элемента ИЛИ 12 подаетс  импульс длительностью т.з - ts, а на второй вход подаетс  импульс длительностью t2 - tio, разрезанный в интервале времени ts - t световым п тном от пузырька воздуха. На выходе логического элемента ИЛИ 12 в интервале времени т.2 - tio (Ui2 фиг.. 2) формируетс  сплошной импульс, длительностью которого пропорциональна высоте пузырька воздуха Н. Этот импульс с выхода логического элемента ИЛИ 12 длительностью (t2 - tio) и пропорциональный размеру пузырька Н подаетс  на второй вход логического элемента И 13, на первый вход кото- рого поступают импульсы с второго выхода генератора управлени  7.

В результате совпадени  этих импульсов на выходе логического элемента И 13 по вл ютс  импульсы в интервале времени t2 - tio (Us фиг. 2), количество которых пропорционально длительности видеоимпульса (t2 - tio) с выхода логического элемента ИЛИ 12, т.е. в конечном итоге пропорционально размеру пузырька воздуха Н.

Эти импульсы поступают в блок 14 определени  флотационной активности реагентов , где они могут в зависимости от его использовани  быть представлены в цифровой или аналоговой форме.

В последующем посредством скачкообразного увеличени  объема пузырька газа, обеспечивающего приращение его поверхности относительно первоначальной, например на 35-50%, происходит раздувание пузырька воздуха. При этом высота пузырька Н возрастает, а затем по окончанию раздувани  начинает уменьшатьс  за счет адсорбции на его поверхности реагентов из объема  чейки. Адсорбци  реагентов из объема  чейки приведет постепенно к уплощению пузырька, что соответственно приведет к уменьшению его высоты Н.

Изменение размеров пузырька воздуха во времени приведет к уменьшению длительности видеосигнала на втором выходе регистратора 6, что соответственно приведет к изменению длительности сигнала на выходе логического элемента ИЛИ 12.

Изменение размеров пузырька воздуха, его формы соответственно приведет и к изменению размеров светового п тна (U6-2. - те, фиг. 2), которое изображено штриховой линией. Но так как длительности работы формирователей 8,9 выбраны с запасом, то разрезание видеоимпульса на выходе логического элемента ИЛИ 12 не произойдет как и в случае, описанном нами ранее. Поэтому на выходе логического элемента ИЛИ 12 (фиг. 2) будет формироватьс  импульс в интервале времени ti. - t(g-io) длительности -пропорциональной .геометрическому размеру пузырька воздуха .

Изменение размеров пузырька воздуха во времени приводит к изменению длительности видеоимпульса на выходе логического элемента ИЛИ 12, а значит и к изменению количества импульсов на выходе логического элемента И 13 (1Нз фиг. 2), как в случае, описанном нами ранее. Эти импульсы поступают в блок 14 определени  флотационной активности реагентов

Разность количества импульсов в начале и в конце измерени  определ ет измене- ние высоты пузырька Н во времени, т.е. позвол ет установить величину АН Нд - Нр, соответствующей переходу значени  поверхностного нат жени  а от динамического Од, отвечающего высоте пузырька Нд в момент окончани  скачкообразного увеличени  объема пузырька, до равновесного значени  ор, отвечающего высоте Нр пузырька воздуха к моменту прекращени  уменьшени  его высоты,

График этой зависимости приведен на фиг. 3.

Врем , в течение которого высота пузырька Н после скачкообразного увеличени  его объема перейдет от значени  Нд к Нр позвол ет установить длительность этого перехода, т.е. врем  релаксации tp неравновесного состо ни  на поверхности пузырька,  вл ющегос  характеристикой флотационной активности реагента.

Так как фотоэлектронный регистратор 5 состоит из n-фотоприемников, выполненных в виде линейки и конструктивно размещены на одинаковом рассто нии между собой, то это позвол ет измер ть и первоначальное значение высота пузырька воздуха Нд, которое может измен тьс  при повторении измерений из-за неточной работы дозатора газа. Эта разница значений Нд при повторении измерений может быть легко учтена в блоке 14 определени  флотационной активности реагентов в виде поправки на результат измерени .

Таким образом, использование предлагаемого устройства позвол ет измерить флотационную активность реагента на основе измерени  параметра ДН, отвечающего величине Лай интервала времени, в течение которого происходит изменение высоты пузырька, отвечающего времени релаксаций tp.

формулаизобретени - 1. Устройство автоматического измерени  флотационной активности реагентов, нанесенных на поверхность пузырька газа, содержащее источник света с конденсором, объектив, камеру, установленную между конденсором и объективом, вертикальную калиброванную трубку, один конец которой установлен в камере, другой конец соединен с дозатором газа, установленный перед объективом фотоэлектронный регистратор высоты пузырька газа, регистратор видер- Сигнала высоты пузырька газа, генератор управлени . блЬк сравнени , блок опреде- лени  флЬтаЦйоннбй |ктй нЬсти;реагентов, причем выход и вход фотоэлектронного регистратора соёдйнёй соответственно с первым входом и первым выходом регистратора видеосигнала высоты пузырька газа, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора управлени , а второй выход соединен с первым входом блока сравнени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  флотационной активности реагентов путем учета величины неравномерного поглощени  света в области оптического центра пузырька газа, оно снабжено двум  последовательно соединенными формиро0 вател ми длительности сигнала высоты пузырька , источником опорного напр жени , логическими элементами Ни ИЛИ. при этом третий выход генератора управлени  соединен с входом первого формировател , вы5 ход второго формировател  соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока сравнени , а выход соединен с вторым входом логического элемента И, пер0 вый вход которого соединен с вторым выходом генератора управлени , а выход соединен с блоком определени  флотационной активностиреагентов, второй вход блокаi Сравнени  соединен с источником

5 опорного напр жени .

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щё е- с   тем, что фотоэлектронный регистратор высоты пузырька газа выполнен в виде линейки фотоприемников на элементах с зар 0 довой св зью.

Реогемп

//

з A/f SfJr Л - Фиг. 2

J /« ///