SE461751B - Foerfarande och anordning foer maetning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner - Google Patents

Foerfarande och anordning foer maetning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner

Info

Publication number
SE461751B
SE461751B SE8703260A SE8703260A SE461751B SE 461751 B SE461751 B SE 461751B SE 8703260 A SE8703260 A SE 8703260A SE 8703260 A SE8703260 A SE 8703260A SE 461751 B SE461751 B SE 461751B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
solid phase
output
suspension
medium
measuring
Prior art date
Application number
SE8703260A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8703260D0 (sv
SE8703260L (sv
Inventor
V S Morkun
Original Assignee
Krivorozh Gornorudnyj I
Vni Pi Mekh Obrabotki
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krivorozh Gornorudnyj I, Vni Pi Mekh Obrabotki filed Critical Krivorozh Gornorudnyj I
Publication of SE8703260D0 publication Critical patent/SE8703260D0/sv
Publication of SE8703260L publication Critical patent/SE8703260L/sv
Publication of SE461751B publication Critical patent/SE461751B/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02Analysing fluids
    • G01N29/024Analysing fluids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02Analysing fluids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024Mixtures
    • G01N2291/02416Solids in liquids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02809Concentration of a compound, e.g. measured by a surface mass change
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042Wave modes
    • G01N2291/0421Longitudinal waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/102Number of transducers one emitter, one receiver

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Description

461 10 15 20 25 30 35 751 _ 2 _ suspensioner ar sända (jämför egempelvis prospektet från det västtysxa företaget "Fritsch , över en sve- pande s.k. fotosedimentograf "Analysette-20" D~658O och IDAR- Oberstein - I). Detta kända förfarande och denna kända anordning är baserade på mätning av utfäll- ningstiden för suspensioners partiklar av fast fas i ett med vatten fyllt kärl.
För att man skall kunna genomföra detta kända för- farande måste mau i förväg uttaga den undersökta sus- pensionen från ett tefiniskt processflöde, avskiljs den fasta fasen från suspensionen, väga upp och tillföra den fasta fasen till mätstationen. Mättiden för partikelstor- leken är vid detta kända förfarande så lång som 20-40 min, vilket avsevart begränsar anvandnin¿sområdet för detta kända förfarande.
Ytterligare ett annat förfarande och en annan anordning för matning av parametrar nos den fasta fasen i suspensioner är sända (jämför exempelvis realamprospek- tet från det amerifianska företa¿et "Armco Grinding Systems", "Tass Control. of Your Grinding Circuit").
Detta kända förfarande utmarker sig av att man formar en strålnin¿ av ultraljudsvangningar med två förutbestämda frekvenser in i ett medium, som undersökas, mäter ampli- tuden hos de ultraljudsvangningar, som överförts över det undersökta mediet, och i beroende av den uppmätta ultraljudsvángningsamplituden bedömer koncentrationen av den fasta fasen i den undersökta suspensionen samt koncentrationen av den fraktion av den fasta fasen i den undersökta suspensionen, som uppvisar en referens- partikelstorleksfördelning, varvid den undersökta sus- pensionen- innan ultraljudsvangningarna strålas in i denna -avgasas i en speciell behållare genom att den samtidigt utsättas för inverkan av vakuum (lågt tryck) och medelst ett roterande skovelhjul elstrade centri- fugalkrafter.
Den kända anordningen för benomförande av detta 10 15 ¿5 30 35 461 751 _ 3 _. kända förfarande för mätning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner innefattar två mätkanaler, vilka var och en utgöres av en seriekrets, som består av en pulsgenerator, en effektförstarkare, en strålande ultraljudomvandlare, en mottagande ultraljudsvangnings- omvandlare, en förstärkare för förstärkning av den mottagna pulsen och en elektronisk omkopplare. Dessu- tom innefattar denna kända mätanordning dels en mono- stabil, mellan pulsgeneratorn och den elektroniska omkopplaren inkopplad vippkrets, dels en omkopplings- anordning, som är inkopplad mellan de till var sin mätkanal tillhörande pulsgeneratorerna, dels en multi- vibrator (bistabil vippkrets), vars utgång ar kopplad till omkopplingsanordningens ingång, dels en jämförare eller s.k.komparator , dels en förinställningsanordning, dels en omkopplingsanordning för omkoppling av en registreringsanordnings s.k. undersökningsdrifttill- stånd och dels ett mekaniskt avskiljninåsorgan, som är avsett att avskilja gasbubblor och är uppbyggt av en behållare för avlägsnande av luft och ett skovelnjul med drivmotor. Ben strålande och den mottagande ultraljud- avangningsomvandlaren i den ena matkanalen är direkt fästa vid väggarna hos ett kärl, som är fyllt med det medium, som skall undersökas.
Eftersom man vid genomförande av det ovan beskrivna mätförfarandet medelst denna kända anordning i förväg måste avlägsna gasfasen från det medium, som undersö- kes, respektive måste avlägsna gasbubblorna medelst det mekaniska avsxiljningsorganet, som innefattar det rote- rande skovelhjulet, minskas emellertid avsevärt funkti- onssaxerneten (och följaktligen påliclignecen) vid mätning av parametrar nos den fasta fasen i suspen- p sioner.
Slippartiklar, som förekommer i de suspensioner, som undersökes, verkar så att de roterande delarna av det mekaniska avskiljnin¿sorganet för avskiljning av gasbubblor förslites intensivt, varför avskiljningsorga- 461 10 15 25 30 35 751 _ n _ nets egenskaper andras, vilket i sin tur resulterar i en ändring av avgasningskvaliteten under mätanordningens arbetsförlopp. För att man skall kunna upprätthålla den önskade avgasningskvaliteten måste man periodvis avbryta arbetsförloppet hos anordningen för mätning av parametrar nos den fasta fasen i suspensioner för att tekniskt un- derhålla matanordningen och byta ut de utslitna meka- niska elementen. En drivmotor för vridning av skovel- hjulet kraver en avsevard efïektförbrukning, vilket under betingelser för denna kända matanordnings konti- nuerliga drift medför ökade driftkostnader. Genom att den ovan beskrivna kända mätanordninäen innefattar det mekaniska avskiljningsorëanet för avskiljning av gas- bubblor minskas alltså matanordningens funktionssäker- het mh-mätnoggrannhet, samtidigt som mätanordningens tillverknings- och driftkostnader blir högre.
Uppfinningens tanke Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande och en anordning för mätning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner, vilket förfarande respektive vilken anordning gör det möjlig: att öka noggrannneten och pålitngneten vid mätning av koncentrationen av den fasta fasen i den undersökta suspensionen samt koncentrationen av den fraktion i fast fas i den undersökta suspensionen, som uppvisar en referenspartikelstorleksfördolning, genom att man i mätanordningen enligt uppfinningen klarar sig utan det mekaniska avskiljningsorganet för gasbubbelav- Bhljning samt genom att man mäter koncentrationen av den nyttiga komponenten i referensfraktionerna av det medium, som skall undersökas.
Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst ett förfarande för mätning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner, vid vilket man formar ultraljudsvängningspulser, överför pulserna över(1åter 10 15 20 25 30 35 461 751 _ 5 _ pulserna passera igenom) ett suspensionen ifråga inne- hållande medium, som undersökes, och mäter amplituden hos de ultraljudsvängningar, som överförts över mediet, varvid förfarandet enligt föreliggande uppfinning ut- märker sig av att man dessutom formar s.k. Lamb-vågor, låter dem passera via (längs) väggen hos ett med det undersökta mediet fyllt kärl (Lamb-vågorna införes i kärlets vägg och överföres över denna i väggens höjdled och därefter mäter amplituden hos de Lamb-vågor, som tillryggalagt ett förutbestämt avstånd längs väggen hos kärlet med det undersökta mediet, vilken amplitud karakteriserar koncentrationen av den fasta fasen i suspensionen ifråga, varefter man beräknar förhållan- det mellan skillnaden mellan logaritmen för den uppmätta amplituden hos de ultraljudsvängningar, som överförts över det undersökta mediet, och logaritmen för den uppmätta amplituden hos de Lamb-vågor, som tillryggalagt det förutbestämda avståndet längs vaggan hos kärlet p med det undersökta mediet, och logaritmen för Lamb-vågor- nas pulsamplitud, vilket förhållande svarar mot koncentra- tionen av suspensionens fraktion i fast fas med re- ferenspartikelstorleksfördelnínçen- 'i det undersökta mediet forma akustiska strömnin- gar och ett strålningstryck (tryck) för en ljudstrål- ning, vars intensitet ar proportionellt mot vikten av partiklar i fast fas i suspensionen ifråga, och sedan för några få förutbestämda värden av den akustiska strömningsintensiteten och ljudstrålningstrycket bes- tämm en kvot, som erhålles genom dividering av det beräknade (ovannämnda) logaritmskillnad/logaritmför- hållandet för några få förutbestämda värden av den akustiska strömningsintensiteten och ljudstrålnings- trycket med samma logaritmskillnad/logaritmfërhâllande som beräknats för det fall, när de akustiska ström- ningarna och ljudstrålningstrycket icke uppträder (icke inverkar på det undersökta mediet), vilken kvot karak- teriserar koncentrationen av den nyttiga komponenten Man kan dessutom 461 751 10 15 20 25 30 35 f _ 0 _ i referensfraktionerna av den suspension, som under- sökes.
Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna mät- förfarandet gör det möjligt att mäta koncentrationen av den fasta fasen, koncentrationen av den undersökta suspensionens fraktion i fast fas med referensparti- kelstorleksfördelningen (referenspartikelstorleksklas- sen) samt koncentrationen av den nyttiga komponenten 1 det undersökta mediets referensfraktioner utan att gas- .fasen i förväg måste avlägsnas från det undersökta mediet, varför mätningen blir enklare att genomföra, sam- tidigt som pålitligheten och noggrannheten vid mätnin- gen ökar.
Det är lämpligt, att man dels formar två nivåer för mätning av varaktigheten av de ultraljudsvängningspul- ser, som överförts över det undersökta mediet, och puls- varaktigheten för de Lambvågor, som tillryggalagt det förutöestamda avståndet längs väggen hos kärlet med det undersökta mediet, genom att man successivt beg- ränsar de överförda ultraljudsvängningspulsernas amplitud och ovannämnda Lanbmågors pulsamplitud, varvid man dndrar nivåerna för mätning av ultraljudsvangnings- pulsernas och lsnbwågpulsernas varaktighet proportionellt mot amplituden av respektive pulser , dels mäter de mottagna pulsernas varaktighet vid vardera formade mätnivån, dels beräknar skillnaden mellan de uppmätta pulsvaraktighetsvärdena för de Lmmmvågor, som tillrygga- lagt det förutbestämda avståndet längs väggen hos kärlet med det undersökta mediet, vilken skillnad (varaktigbets- skillnad)karakteriserar koncentrationen av den fasta fasen i suspensionen ifråga, och dels beraknar för- hållandet (varaktighetsskillnadsförhållandet) mellan skillnaden mellan de uppmätta varaktighetsvärdena för de ultraljudsvängningar, som överförts över det under- sökta mediet, och skillnaden mellan de uppmätta varak- tighetsvärdena för de Lamb-vågor, som tillryggalagt det förutbestämda avståndet längs väggen hos xärlet med 10 15 20 25 30 35 461 751 _ 7 _ det undersökta mediet utan att de akustiska strömnin- garna och ljudstrålningstrycket inverkar på det under- sökta mediet, vilket varaktighetsskillnadsförnållande representerar koncentrationen av den undersökta sus- pensionens fraktion i fast fas med referenspartikel- storleksfördelningen.
Detta gör det möjligt att öka noggrannheten vid mätning av koncentrationen av den fasta fasen i den undersökta suspensionen (i det undersökta mediet), koncentrationen av suspensionens fraktion i fast fas med referenspartikelstorleksfördelningen och koncentra- tionen av den nyttiga komponenten i det undersökta mediets referensfraktioner i de fall, när volymkoncent- rationen av gasfasen är högre än koncentrationen av den fasta fasen.
Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna för- farandet för mätning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner kan genomföras medelst anordningen enligt uppfinningen, som innefattar två mätkanaler, vilka var och en innefattar en pulsgenerator i serie med en strålande ultraljudsvängningsomvandlare samt en motta- gande ultraljudsvängningsomvandlare i serie med en förstärkare för förstärkning av den mottagna signalen, under det att den strålande och den mottagande ultra- ljudsvangningsomvandlaren i den ena matkanalen är direkt fästa vid väggarna nos kärlet med det undersökta mediet, varvid mätanordningen enligt föreliggande upp- finning utmärker sig av att vardera mätkanalen innefattar dels en logaritmomvandlare, som är kopplad till utgån- gen från förstärkaren för förstärkning av den mottagna signalen, dels en subtraheringsenhet,vars ingångar är kopplade till var sin utgång från logaritmomvendlarna i de båda mätkanalerna, och dels en divisions- eller di- videringsennet, vars ingångar är kopplade till utgången från subtraneringsenheten respektive till utgången från logaritmomvandlaren i den andra mätkanalen, under det att den strålande och den mottagande ultraljudsvangnings- 461 10 15 25 30 35 8 omvandlaren i den andra mätkanalen är anordnade på form- prismer, vilka är fästa vid väggen hos kärlet med det undersökta mediet.
Formprismerna kan uppbäras av en plåt, som är av- sedd att tillsluta en längsgående öppning i väggen hos kärlet med det undersökta mediet och är fäst vid kär- lets vägg.
Härigenom slipper man använda det mekaniska avskilj- ningsorganet för avskiljning av gasbubblor under mätanord- ningens arbetsförlopp, varför mätanordningens funktions- säkerhet och mätnoggrannhet ökar, samtidigt som den blir billigare att framställa och använda. Dessutom kan man med mätanordningen enligt föreliggande uppfinning sam- tidigt mäta koncentrationen av den fasta fasen i det ' undersökta mediet och koncentrationen av den fraktion (referensfraktion) i fast fas i det undersökta mediet, som uppvisar referenspartikelstorleksfördelningen (re- ferenspartikelstorleksklassen). vardera mätkanalen i mätanordningen enligt före- liggande uppfinning kan innefatta en pulsbreddningskrets eller pulsvaraktighetsökande krets (s.k. pulsbreddare), vars ingång ar kopplad till utgången från förstärkaren för förstärkning av den mottagna pulsen och vars utgång ar kopplad till var sin ingång hos Subtraberingsenheten, varvid utgången från pulsbreddaren i den andra mätka- nalen dessutom är kopplad till divisionsenhetens ingång.
Det är lämpligt, att mätanordningen enligt upp- finningen innefattar dels en räknare, vars ingång är kopplad 11111 utgången från förstärkaren för förstärkning av den mottagna signalen, dels en ELLER-grind, vars utgång via respektive fördröjningsledning är kopplad till var sin pulsgenerators ingångar, dels en avkodare, vars ingångar är kopplade till räknarens utgång och vars utgång är kopplad till E&JER-grinuens ingång, och dels en styrkrets, som är avsedd att styra mätningen och beräkningen av parametrarna hos den fasta fasen i su- pensionen ifråga och att växelverka med avkodaren och ELLER-grinden. 10 15 20 25 30 35 461 751 _ 9 _ Den så utformade mätanordnin¿cn enligt uppfinningen gör det möjligt att samtidigt mäta koncentrationen av den fasta fasen, koncentrationen av den fraktion (re- ferensfraktion) i fast fas i det undersökta mediet, som uppvisar referenspartikelstorleksfördelningen, och kon- centrationen av den nyttiga komponenten i den under- sökta suspensionens referensfraktioner utan att i för- väg avlägsna gasfasen.
Det är vidare lampligt, att styrkretsen för styrning av mätningen och beräkningen av parametrarna hos sus- pensionens fasta fas innefattar i serie en andra ELLER- grind, en tredje pulsgenerator och en tredje strålande ultraljudsvangningsomvandlare, som är fast vid kärlets vägg ovanför de båda första omvandlarna och är anordnad mitt emot de på vart sitt formprisma anbragta omvandlarna, under det att den andra ELLER-grindens ingångar via var sin monostabila vippkrets kan kopplas till den första ELLER-grindens ingångar och till avkodarens ut- gångar.
Det är även lämpligt, att styrkretsen för styrning av mätningen och beräkningen av parametrarna hos sus- pensionens fasta fas innefattar dels minst fyra identiska kretsar för följande, i serie med varandra kopplade kretskomponenter: en fördröjninësledning, en första elektro- nisk omkopplare, en amplituddetektor och (respektive) en andra elektronisk omkopplare, och dels en andra divisions- eller divideringsenhet, vars ingångar är kopplade till samtliga dessa kretsars utgångar och vars utgång utgör mätanordningens informations- eller datautgång, varvid utgångarna från minst tre kretsar är förenade med va- randra (Sammankopplade) och ingångarna hos fördröjnings- ledningarna i samtliga dessa kretsar är kopplade till avkodarens respektive ingångar, under det att informations- eller dataingången hos den första elektroniska om- kopplaren i varje krets är kopplad till den första divisionsenhetens utgång, varvid en styringång hos den 461 751 10 15 20 25 30 35 _ 10 _ andra elektroniska omkopplaren i den första kretsen, en styringång hos den andra elektroniska omkopplaren 1 de övriga kretsarna, vilkas utgångar är sammankopplade via respektive monostabil vippkrets, och en styringång hos amplituddetektorn i varje krets är kopplade till avkodarens respektive utgångar (styringàngen hos den andra elektroniska omkopplaren i den första kretsen är kopplad till avkodarens respektive utgång via en seriekrets, som består av en 'ELLER-grind och en mono- stabil vippkrets).
Det är lämpligt, att utgången från logaritmomvand- laren i vardera mätkanalen är kopplad till en serie- krets, som består av en fördröjningsledning, en ampli- tudbegränsare, en styrkrets och en enhet för beräkning av pulsvaraktighetsskillnaden vid olika begränsninge- nivåer, varvid utgången från var och en av samtliga dessa komponenter i seriekretsen är kopplad till sub- traheringsenhetens ingång. _ mätanordningen enligt föreliggande uppfinning kan innefatta två identiska formkretsar för formning av respektive begränsningsnivå, vilka, var och en, inne- fattar dels en enhet för val av begränsníngsnivån, vars ingång är kopplad till respektive logaritmomvand- lares utgång och vars utgång är kopplad till respektive amplitudbegränsares styringång, och dels en till res- pektive amplitudbegränsare kopplad seriekrets, som består av en andra amplitudbegransare och en styr- krets för styrning av en tidräknare (s.k. timer), vars utgång är kopplad till ingången hos respektive enhet för beräkning av pulsvaraktighetsskillnaden.
Utgången från logaritmomvandlaren i vardera mät- kanalen kan vara kopplad till en andra enhet för val av begränsningsnivån, vars utgång är kopplad till res- pektive andra amplitudbegransares styringång.
Denna utföringsform av mätanordningen enligt fö- religgande uppfinning gör det möjligt att öka noggrann- 10 15 20 25 30 35 461 751 _11 ._ heten vid mätning av parametrarna hos en fast fas i suspensioner i de fall, nar volymnoncentrationen av gasfasen är högre an koncentrationen av den fasta fa- sen, utan att i förväg avlägsna gasfasen.
Kort besmrivning av ritningsfigurerna Uppfinningen beskrives närmare nedan under hän- visning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 schema- tiskt visar processteg eller processoperationer för genomförande av förfarandet enligt föreliggande upp- finning för matning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner, fig. 2 schematiskt visar processteg eller processoperationer för genomförande av en utföringsform av förfarandet enligt föreliggande uppfinning för mätning av parametrar hos den fasta fasen i suepensioner, vid vilket man kontrollerar (bestämmer) varaktigheten av de mottagna pulserna av de ultraljudsvangningar, som pas- serat genom (överförts över) det undersökta mediet, och av de Lamb-vågor, som tillryggalagt (passerat) ett fö- rutbestämt avstånd längs väggen hos kärlet med det undersökta mediet, fig. 3 visar ett blockschema över en utföringsform av anordningen för genomförande av för- farandet enligt uppfinningen för mätning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner, vilken utföringsform är avsedd att mäta koncentrationen av den fasta fasen och koncentrationen av den fraktion av suspensionens fasta fas, som uppvisar referenspartikelstorleksfördel- ningen, fig. 4 visar ett blockschema över en ut förings- form av anordningen för genomförande av mätförfarandet enligt föreliggande uppfinning, vilken utföringsform är avsedd att mäta koncentrationen av den fasta fasen, koncentrationen av den fraktion av auspensionens fasta fas, som uppvisar referenspartikelstorleksfördelnin- gen, och koncentrationen av den nyttiga komponenten i det undersökta mediets referensfraktioner, och fig. 5 visar ett blockschema över ännu en utföringsform av anordningen för genomförande av förfarandet enligt 10 15 20 25 30 35 _12 _. föreliggande uppfinning, vilket är avsett att mäta kon- centrationen av den fasta fasen och koncentrationen av den fraktion av suspensionens fasta fas, som uppvisar referenspartikelstorleksfördelningen, och är baserat på mätning (kontroll) av varaktigheten av de mottagna pul- serna av dels de ultraljudsvángningar, som passerat ge- nom det undersökta mediet, och dels de Lamb-vågor, som tillryggalagt ett förutbestämt avstånd längs väggen hos kärlet med det undersökta mediet.
Föredragen utföringsform av uppfinningen Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna för- farandet för mätning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner genomföras på följande sätt. man formar och överför - över ett medium 1 (fig. l), som undersökas - ultraljuosvängningar 2, vilkas våglängd är kommensurabel (jämförbar) med partikelstorleken hos den fasta fasen i det undersökta mediet l, som kan ut- göras av suspensionen ifråga. Samtidigt som ultraljud- svängningarna 2 fortplantar sig i den undersökta sus- pensionen i, absorberas och sprides ultraljudsvängningsener- gin, varvid ultraljudsvangningarnas 2 spridning domi- nerar märkbart över absorptionen i det fall partikel- storleken är kommensurabel med ultraljudsvängningar- nas 2 våglängd. Dämpningen av (dämpningsfaktorn för) ultraljudsvängningarna ¿ med förutbestämd frekvens i den undersökta suspensionen l cestämmes huvudsakligen av koncentrationen av den fasta fasen och den fasta fa- sens partikelstorlek. Förhållandet mellan ultraljudsväng- ningarnas 2 absorptions- och spridningsmässiga kompo- santer är i detta fall beroende av mängden av de par- tiklar av fast fas, vilkas storlek är kommensurabel med de använda ultraljudsvângningarnas 2 våglängd.
En upprörande faktor, som uppträder vid mätning av dämpningsfaktorn för ultraljudsvangningarna 2 i den undersökta suspensionen, är gasbubblor. Ultraljudsväng- ningarnas 2 dämpning på (vid) gasbubblorna har en mar- 10 15 20 25 30 35 461 751 _13 ... kerad resonanskaraktär.
När ultraljudsvängningsfrekvensen ökar, minskas antalet eller mangden gasbubblor med s.k. resonansstorlek i det undersökta mediet brant, varvid det blir prak- tiskt taget lika med noll, om ultraljudsvangningsfrekven- sen är högre än 5 mHz. Detta beror på att gasbubblornas resonansfrekvens sjunker, när gasbubbelstorleken minskar.
Sedan gasbubbelstorleken minskats till en bestämd grans (till ett bestämt minimivärde), löses gasbubblan i vattnet.
Dämpningen av (dämpningsfaktorn för) de nögfrekven- ta ultraljudsvángningarna 2 vid passage av dessa genom det undersökta mediet l bestämmes alltså praktiskt taget endast av den fasta fasens partíkelstorlek och koncent- rationen av partiklar av fast fas i mediet 1. Gasbubblor med s.k. icke-resonansstorlek inverkar enbart på ultraljud- svängningarnas 2 dämpningsfaktor, när koncentrationen av gasfasen är mycket hög.
Samtidigt formas s.k. Lamb-vågor 3, vilka får pas- sera (får fortplanta sig) längs väggen hos kärlet med det undersökta mediet 1. Dämpningsfaxtorn för Lamb-vå- gorna 3 i kärlets vägg bestämmas i detta fall endast av det av Lamb-vågorna 3 tillryggalagda avståndet och koncentrationen av den fasta fasen i det undersökta mediet 1. Lamb-vågornas 3 dämpningsfaktor (dämpning) är icke beroende av den fasta fasens partikelstorlek och koncentrationen av gasbubblor (eftersom partiklarna av fast fas och gasbubblorna uppvisar låg vikt).
Sedan ultraljudsvängningarna ¿ passerat genom (över- förts över) det undersökta mediet l och Lamb-vågorna 3 tillryggalagt ett förutbestämt avstånd 1 (L) längs(via) väggen hos kärlet med det undersökta mediet l, mätas ultraljuusvängningarnas 2 och Lamb-vågornas 3 amplitud 4 respektive 5. Därefter beräknas den uppmätta amplitu- dens 4, 5 logaritmer 6 respektive 7 och en skillnad 8 mellan de beräknade logaritmerna 6 och 7.
- S2 ' 51 Ett förhallande 9, som är lika med s= H1 7 46l 751 10 15 20 25 30 35 _11; _ där sl är logaritmen för amplituden hos de Lamb-vågor, som tillryggalagt det förutbestämda avståndet l längs (via) väggen nos kärlet med det under- sökta mediet 1; S2 är logaritmen för amplituden hos de ultraljudsväng- ningar 2, som överförts över (passerat genom) det undersökta mediet 1, representerar koncentra- tionen av den fraktion av den undersökta sus- pensionens 1 fasta fas, som uppvisar en referens- partikelstorleksfördelning eller referensparti- kelstorleksklass, eller, med andra orden, kon- centrationen to av de partiklar av finfördelat material, vilkas storlek ar större eller mindre än den förutbestämda referenspartikelstorleken.
Den avvikelse eller avlänkning hos partiklar med känd storlek från jamvikusciilsuånaet eller från en stationer rörelsebana för dessa partiklar, som förorsakas av att en yttre (utvändig) påverkning uppträder i sus- pensionen med den kända koncentrationen (nämligen att en yttre påkanning eller kraft inverkar på suspensionen), bestämmas av partiklarnas densitet. Om densiteten hos den kända komponenten i det undersökta mediet l är känd, och om man följaktligen i förväg kan bestämma avvikelsen eller avlankningen hos de av denna komponent bestående partiklarna med valfri storlek från jamviktstillstån- det eller från den stationära rörelsebanan för partik- larna, representerar (karakteriserar) avvikelsen hos de övriga partiklarna med den kända storleken från jam- viktstillståndet eller från den stationära rörelsebanan för dessa partiklar koncentrationen av den nyttiga komponenten i den undersökta suspensionens l referensfrak- tioner. ' ' För att den sistnämnda avvikelsen skall kunna mätas formar man akustiska strömningar och ett strålningstryck hos en ljudstrålning 10 i det undersökta mediet 1 genom att kraftiga ultraljunsvängningar bringas att inverka på det undersökta mediet l. Den akustiska strömningsinten- 10 15 20 25 30 35 461 751 _15 _ siteten och ljudstrålningstrycket (ljudstrålningens 10 tryck) regleras genom ändring av de kraftiga ultraljudsväng- ningarnas amplitud. Härigenom kan de kraftiga ultra.- lynbvangningarna bringas att påverka på olika fraktio- ner i det undersökta mediet 1. man beräknar nu ett förhållande 12 mellan det värde s0(1ogaritmski1lnad/1o- garitmförhållande), som beräknats för det undersökta mediet 1 utan att de kraftiga ultraljuosvangningarna bringas att inverka på mediet l, och samma värde s , som beräknats för det undersökta mediet 1 i det fall me- diet 1 påverkas av de akustiska strömningarna av känd intensitet och av det kanna ljuastrålningstrycket (ljud- strålninàen 10 kägda strålningstryck). Nämnda för- hållande 12 ( s° ) representerar koncentrationen r av den nyttiga komponenten i den undersökta suspensionens 1 referensfraktioner.
I det fall, när volymkoncentrationen av gasfasen är kommensurabel (jämförbar) med koncentrationen av den fasta fasen i den undersökta suspensionen 1, vilket praktiskt taget inträffar mycket sällan, behandlas det undersökta mediet l - för att man skall kunna öka noggrannheten vid matning av parametrarna hos den ifrå- gavarande suspensionens fasta fas- lämpligen dubbelt (två gånger) med de akustiska strömningarna och ljudstrål- ningstrycket. I det första behandlingssteget behandlas det undersökta mediet 1 med de akustiska strömningarna och ljudstrålningstrycket innan det inmatas i en zon för mätning av parametrarna hos mediets (suspensionens) 1 fasta fas, vilket medverkar till att gasfasen bortledes från det undersökta mediet till atmosfären. I det andra steget behandlas det undersökta mediet 1 i och för mät- ning av koncentrationen av den nyttiga komponenten i det undersökta mediets 1 referensfraktioner i överensstäm- melse med den ovan beskrivna mätprincipen.
Mätnoggrannheten vid mätning av koncentrationen av den fasta fasen och koncentrationen av den fraktion av den undersökta suspensionens fasta 1 fas, som uppvisar 10 15 20 25 30 35 7É51 _16 _ referenspartikelstorleksfördelningen, kan -i det fall koncentrationen av gasfasen är hög - även ökas på annat sätt. _ I detta syfte analyserar man formändringen hos de ultraljudsvangningspulser, som överförts över det under- sökta mediet l, och hos de Lamb-vågpulser, som till- ryggalagt det förutbestämda avståndet via (längs) väggen nos kärlet med det undersökta mediet 1.
Genom att den undersökta suspensionen l uppvisar trögnetsegenskaper förvranges pulsens ursprungliga form. I det fall, nar den puls, som skall strålas eller överföras, är rektangelformad, visar sig formförvrängnin- gen såsom en gradvis stigning av rektangelpulsens fram- kant och ett gradvist avtagande av dess bakkant (dvs. en gradvis ökning av stigtiden respektive en gradvis minsk- ning av falltiden för pulsen). De verkliga suspensioner- nas tröghetsegenskaper bestämmas praktiskt taget endast av koncentrationen av suspensionens fasta fas samt den s.k. fraktionella sammansättningen eller partikelstor- leksfördelningen hos suspensionens fasta fas, eftersom vikten hos partiklar av finfördelat material är några få tiopofienser större än gasbubbiørnas vikt.
I ultraljudfältet rör sig partiklarna av fin- fördelat material tillsammans med vätskan, varvid rörelsens karaktär är beroende av ultraljuusvángningsfrekvensen och partikelstorleken. När storleken hos partiklar av finfördelat material (fasta partiklar) ökar, samtidigt som ultraljudsvangningsfrekvensen är konstant, eller alternativt när ultraljudsvangningsfrekvensen ökar, samtidigt som storleken hos partiklarna av finfördelat material är konstant, släpar partiklarna av finfördelat material (de fasta partiklarna) efter den strömmande vätskan i en ständigt ökande grad. Skillnaden mellan tröghetsegenskaperna hos de komponenterna, dvs, den fasta fasen och vätskefasen i den undersökta suspensionen det undersökta mediet 1 manifesterar sig såsom en formänd- ring hos de ultraljudsvängningspulser,e som överförts 10 15 20 25 30 35 461 751 _17 ._ över det undersökta mediet 1, och hos de Lamb-vågpulser, som tillryggalagt det förutbestämda avståndet via (längs) väggen hos kärlet med det undersökta mediet 1, och bestämmes av pulsernas frekvens, xoncentrationen av den fasta fasen i den undersökta suspensionen 1 och parti- kelstorleksfördelningen (den s.k. fraktionella sammansätt- ningen) hos den fasta fasen i den undersökta suspensio- nen 1.
Efter att ultraljudsvangningarnas ¿ och Lamb-vågor- nas 3 pulsamplitud 4 respektive 5 uppmätta formar'man två nivåer 13 och 14 (fig. 22 vid vilka man mäter ultraljudsvängningarnas 2 respektive Lamb-vågornas 3 pulsvaraktighet.
I detta syfte begränsar man successivt de mottagna pulserna med avseende på amplituden. Begränsningsnivåer 15 och 16 är valda utgående från att förhållandet mellan de mottagna pulsernas uppmätta amplitud 4 respektive 5 och begränsningsnivåernas 15 respektive 16 absoluta amplitudvärde är konstant.s Sedan man vid de båda mátnivåerna 13 och 14 upp- mätt pulsvaraktigbeten 17 respektive 18 nos de ultraljudsváng- ningar 2, som överförts över det undersöxta mediet 1, och hos de Lamb-vågor 3, som tillryggalagt det förutbestämda avståndet 1 via väggen hos kärlet med det undersökta mediet 1, beräknas pulsvaraktighetsskillnaden 19, 20 för Lamb-vågorna 3 respektive för ultraljudsvángningarna 2 vid de båda mätnivåerna 13 och 14.
Pulsvaraxtignetssxillnaaen 19 (20) för de Lamb-vågor, som tillryggalagt det förutbestämda avståndet 1 via väg- gen hos kärlet med det undersökta mediet 1, represen- terar (karakteriserar) koncentrationen av den fasta fasen i suspensionen-ifråga.
Förhållande: 21 mellan puisvaraktignetsskillna- den 19 för de ultraljudsvängningar 2, som passerat ge- nom det undersökta mediet 1, och pulsvaraxtighets- skillnaden 20 för de Lamb-vågor 3, som tillryggalagt det förutbestämda avståndet-Å längs (via) väggen hos Åšßí 10 15 20 25 30 35 751 -lä _ kärlet med det undersökta mediet l, representerar kon- centrationen av den fraktion av den undersökta sus- pensionens fasta fas, som uppvisar referenspartikelstor- leksfördelningen. _ En utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning, som är avsedd att genomföra förfarandet för matning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner och gör det möjligt att mäta koncentrationen av den fasta fasen i suspensionen samt koncentrationen av den frak- tion av den undersökta suspensionens fasta fas, som uppvisar en referenspartikelstorleksfördelning,inne- fattar två matxanaler 1 ten 11 (fig. 3).
Den första mätkanalen I innefattar i serie en mo- nostabil startvippkrets 22, en pulsgenerator 23, en strålande ultraljudsvangningsomvandlare 24, en motta- gande ultraljudsvangningsomvandlare 25, en förstärkare 26 för förstärkning av den mottagna pulsen, en elektronisk omkopplare 2? och en logaritmomvandlare 28. Den mono- stabila startvippkretsens 22 ingång är kopplad till en seriekrets, som består av en monostabil fördröjnings- vippkrets 29, en deriveringsanordning(deriverare) 30, en amplitudbegränsare 31 och en monostabil formvipp- krets 32, vars utgång är kopplad till den elektroniska omkopplarens 27 andra ingång.
Den andra matkanalen II innefattar i serie en mono- stabil startvippkrets 33, en pulsgenerator 34, en strålande, på ett första formprisma 36 anbragt ultraljudsvangnings- omvandlare 35, en mottagande, på ett andra formprisma 38 anordnad ultraljudsvängningaomvandlare 37, en förstärkare 39 för förstärkning av den mottagna pulsen, en elektronisk omkopplare 40 och en logaritmomvandrare 41.
Den monostabila startvippkretsens 33 ingång är kopplad till en seriekrets, som består av en monostabil fördröjningsvippkrets 42, en deriveringskrets 43, en amplitudbegränsare 44 och en monostabil formvippkrets 45, vara utgång är kopplad till den elektroniska omkopp- larens 40 andra ingång. 10 15 20 25 30 35 461 751 _19 _ De monostabila startvippkretsarnas 22 och 33 ingångar är kopplade till en bistabil vippkrets eller multivibrator 46. Mellan logaritmomvandlarna 28 och 41 i de båda mätkanalerna 1 respektive Il är inkopplad en subtraheringsenhet 47, vars utgång är kopplad till den ena ingången hos en divisions - eller divideringsen- het 48, vars andra ingång ar kopplad till utgången från logaritmomvandlaren 41 i den andra mätkanalen II.
Den strålande och den mottagande ultraljudsvangnings- omvandlaren 24 respektive 25 i den första mätkanalen I samt de till den andra mätkanalen II tillhörande form- prismerna 36 och 38 är anbragta på ett karl 49 med det undersökta mediet l.
Den bistabíla vippkretsen eller multivibratorn 46 är avsedd att alstra pulser, vilka, var och en, medelst de monostabila startvippkretsarna 22 och 33 triggar (startar) pulsgeneratorerna 23 respektive 34, vilka formar rektangelpulser av elektriska svangningar med förutbestämd frekvens. lnkopplingstiden för pulsgenera- torerna 23 och 24 (det tidsintervall, under vilket pulsgeneratorerna 23 och 24 är ledande) och följaktligen de av pulsgeneratorerna 23 och 24 formade rektangel- pulsernas varaktighet bestämmes av varaktigheten hos de pulser, som alstras av de monostabila startvippkret- sarna 22 respektive 23.
De strålande ultraljudsvängningsomvandlarna 24 och 35 av exempelvis piezoelektrisk typ omvandlar- till följd av att de uppvisar en s.k. omvänd piezoelektrisk effekt eller s.k. elektrostriktionsefrekt - omvandlar de elektriska svangningarna till elastiska ultraljuusväng- ningar hos det medium, som omvandlarna 24 och 35 står i kontakt med. _ , _ Den första strålande ultraljudomvandlaren 24 är direkt anbragt på väggen hos kärlet 49 med det nnder- sökta mediet 1 och avsedd at: 1 vëssmaferialet tema längsgående (longitudinalla) ultraljudsvängningar 2, vilka strålas ut in 1 den undersökta suspensionen 1. 461 10 15 20 25 30 35 751 _ 20 _ De av den strålande ultraljudomvandlaren 24 formade ultraljudsvangningarnas 2 våglängd är jämförbar (kommen- surabel) med partikelstorleken hos den fasta fasen i det undersökta mediet 1. Härvid måste de formade ultraljud- svángningarnas 2 frekvens vara tillräckligt hög för att gasbubblor med s.k. resonansstorlek (resonansmässig storlek) icke skall kunna förekomma i det undersökta mediet l (vid den aktuella ultraljudsvängningsfrekvensan).
I detta fall kommer dämpningsfaktorn för de ultraljudsvang- ningar 2, som passerat genom (överförts över) det undersökta mediet 1, att parktiskt taget endast bestämmas av den fasta fasens partikelstorlek och koncentrationen av fasta partiklar (partiklar i fast fas) i mediet 1.
För att man skall kunna uppskatta koncentrationen av den fasta fasen i det undersökta mediet l uppmätes dämp- ningsfaktorn för de Lamb-vågor 3, som passerat det förut- bestämda avståndet l via (längs) väggen hos kärlet 49 med det undersökta mediet l. För att Lamb-vågorna 3 skall kunna formas är ultraljudomvandlaren 35 anbragt på formprismat 36, som är fäst vid väggen hos kärlet 49 med det undersökta mediet 1.
Den vinkel, i vilken ultraljudsvängningarna 2 medelst formprismat 36 införes i väggen hos kärlet 49 med det undersökta mediet l, är vald på ett sådant sätt, att Lamb-vågorna 3 alstras i kärlets #9 vägg.
Nar Lamb-vågorna 3 fortplantar sig i väggen hos kärlet #9 med det undersökta mediet 1, bestämmas Lamb-vågornaa 3 dämpning eller dämpningsfaktor endast av koncentrationen av den fasta fasen i suspensionen.
Den mottagande ultraljudsvëngningsomvandlaren 25 omvandlar- genom att den uppvisar den piezoelektriska direkteffekten- de ultraljudsvangningar 2, som överförts över det undersökta mediet l, till elektriska svängningar.
På liknande sätt omvandlar den mottagande ultraljudsvángs- omvandlareu 3? de Lamb-vågor 3, som tillryggalagt det 10 15 20 25 30 35 461 751 _ 21 _ förutbestämda avståndet längs (via) väggen hos Kärlet 49 med det undersökta mediet l, till elektriska svängningar.
De mottagna signalerna förstärkas medelts förstär- karna 26 respektive 39 för förstärhfing av de mottagna pulserna och överföras till de elektroniska omkopplarna 27 respektive 40.
De av den bistabila vippkretsen (multivibratorn ) 46 formade pulserna triggar (starkar) de monostabila fördröj- ningsvippkretsarna 29 respektive 42, vilka alstrar rextangelpulser med exempelvis positiv polaritet, vilxas varaxtighet är lika med den minimala fortplantnings- eller utbredningstiden för ultraljudsvängningarna 2 via det undersökta mediet 1 respektive är lika med det minimala tidsintervall, som åtgår för att Lamb-vågor- na 3 skall kunna tillryggalägga det förutbestämda avståndet l längs (via) väggen hos kärlet 49 med det undersörta mediet l. Deriveringskretsarna 30 och 43 differentierar (driverar) de positiva av de monostabila fördröjningsvippkretsarna 29 respektive 42 formade rek- tangelupulserna på ett sådant sätt, att dessa pulser omvandlas till två i serie efter varandra följande pulser med kort varaktighet, namligen en positiv och en negativ puls. Amplitudbegrnnsarna 31 och 44 släpper igenom bara den andra pulsen, dvs. den negativa pulsen, som sedan triggar de monostabila formvippkretsarna 32 respektive 45. De av de monostabila formvippkretsarna 32 och 45 formade pulsernas varaktighet är vald på ett sådant sätt, att den svarar mot den informationsbärande (informativa) delen av de ultraljudsvangningspulser, som passerat via det undersökta mediet l, respektive mot den informationsbärande delen av de Lamb-vågpulser, som tillryggalagt det förutbestämda avståndet 1 längs vaggan hos kärlet 49 med det undersökta mediet.
De av de monostabila formvippkretsarna 32 respektive 45 formade pulserna verkar så, att de elektroniska omkopplarna 27 respektive 40 göres ledande och alltså endast släpper igenom den informationsbärande andelen av 461 10 15 20 25 30 35 (FI 22 de ultraljudsvangningspulser, som överförts över det undersökta mediet l, respektive den informationsbärande andelen av de Lamb-vågpulser, som tillryggalagt det förutbestämda avståndet l längs väggen hos kärlet 49 med det undersökta mediet 1.
Amplituden hos de Lamb-vågor 3, som tillryggalagt det förutbestämda avståndet l längs (via) väggen hos kariet 49 med det undersökta mediet 1, representerar koncentrationen av den fasta fasen i suspensionen.
Logaritmomvandlarna ¿8 och 41 beräknar logaritmerna för amplituden hos de signaler, som släppts de elektroniska omkopplarna 27 respektive 40.
Subtraheringsenheten 4? beräknar skillnaden mellan logaritmerna för den respektive uppmätta pulsamplituden, under det att divisionsenheten 48 beräknar s-värdet (dvs. logaritmskillnad/logaritmförhâllandet).
Den utföringsform av anordningen enligt föreligkande uppfinning för genomförande av förfarandet för mätning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner, som gör det möjligt att mäta koncentrationen av den fasta fasen i suspensionen, koncentrationen av den fraktion av suspensionens fasta fas, som uppvisar referenspar- tikelstorleksfördelningen, och koncentrationen av den nyttiga komponenten (beståndsdelen) i det undersökta mediets (den undersökta suspensionens) referensfrak- tioner, innefattar även två mätkanaler (fig. 4).
Den första mätkanalen innefattar i serie en pulsge- nerator 23, en strålande, på en vågledare 50 anbragt ultraljuusvángningsomvandlare ¿4 , en mottagande, på en våëledare 51 anordnad ultraljudsvangninpsomvandlare 25, en förstärkare 26 för förstärkning av den mottagana pulsen och en pulsbreddninßskrets (pulsvaraktighets- ökande krets) 52.
Den andra mätkanalen innefattar i serie en puls¿e- nerator 34, en strålande, på ett formprisma 36 anbragt ultraljudomvandlare 35, en mottagande, på ett formprisma 38 anbragt ultraljudsvangningsomvandlare 37, en förstär- kare 39 för förstärkning av den mottagna pulsen och en igenom av 10 15 20 25 30 35 461 751 _ 23 _ pulsbreddningskrets eller pulsvaraktighetsökande krets 53. De till den första och till den andra mät- kanalen tillhörande förstärkarna 26 respektive 39 för förstärkning av respektive mottagna pulser utgöres av logaritmförstärkare.
De till den första och den andra mätkanalen till- hörande pulsbreddningskretsarnas 52 respektive 53 ut- gångar är kopplade till respektive ingångar hos en subtraheringsenhet 47, vars utgång är kopplad till den ingången hos en divisionsenhet 48, vars andra ingång är kopplad till utgången från pulsbreddningskretsen 53 i den andra mätkanalen.
Den första divisionsenhetens 48 utgång är kopplad till de andra ingångarna hos första, andra, tredje och fjärde elektroniska omkopplare 27, 40, 54 respektive 55, vilkas första ingångar via en första, en andra, en tredje respektive en fjärde fördröjningsledning 56, 57, 58 respektive 59 är kopplade till var sin av de fyra första utgångarna från en avkodare 60, vilka även är kopplade vill respektive ingångar nes en ELLER-grind 61, vare utgång vie en femte een en sjätte fördröjningeieaning 62 respektive 63 är kopplad till respektive ingångar hos pulsgeneratorerna 23 respektive 24 i den första respektive i den andra mätkanalen.
Avkodarens 60 andra, tredje och fjärde utgångar är kopplade till första, andra respektive tredje monostabila vippkretsar 64, 65 respektive 66, vilkas utgångar är kopplade till var sin ingång hos en första ELLER-grind 67, vars utgång via en tredje pulsgene- racer (se) är kopplad till en tredje etrålenae nitreijnaen- vandlare 69. - De första, andra, tredje och fjärde elektroniska omkopplarnas 27, 40, 54 respektive 55 utgångar är kopp- lade till var sin av de första ingångarna hos en första, en andra, en tredje respektive en fjärde amplituddetek- tor 70, 71, 72 respektive 73, vilkas andra ingångar är kopplade till avkodarens 60 åttonde utgång och vilkas -Iä- CJ\ :än 10 15 20 25 30 35 \] (fl __; _ 24 _ utgångar är kopplade till var sin av de första ingån- garna hos femte, sjätte, sjunde och åttonde elektroniska omkopplare 74, 75, 76 respektive 77.
Den lemte elektroniska omkopplarens 74 utgång är kopplad till den första inéånßen hos en andra divisions- eller divideringsenhet 78, vars andra ingång är kopp- lad till respektive utgånear från de sjätte, sjunde och åttonde elektroniska omkopplarna 75, 76 respektive 77, vilkas andra ingånóar via femte, sjätte respektive sjunde monostabila vippkretsar 79, 50 respektive 81 är kopplade till avkodarens 60 femte, sjätte respektive sjunde utgångar samt till respektive ingångar hos en andra logisk ELLER-grind 82, vars utgång via en fjärde monostabil vippkrets 83 är kopplad till den femte elektroniska omkopplarens 74 andra ingång.
Avkederens eo lebång är keppled till en till den bistabila vippkretsen 46 kopplad räknare 84.
Den tredje strålande ultraljudsvängningsomvand- laren 69 är anordnad i den övre delen av kärlet 49 med det undersökta mediet l, under det att i kärlets 49 undre del är infästa dels vågledarna 50 och 51 med de på vågledarna 50 respektive 51 anbragta strålande respek- tive mottagande ultraljudsvangningsomvandlarna 24 respektive 25, vilka tillhör till den första matkanalen, och dels formprismerna 36 och 38, vilka uppbär den strålande respektive den mottagande ultraljudsvángnings- omvandlaren 35 respektive 3? i den andra mätkanalen.
Formprismerna 36 och 38 kan också vara anbragta på en mätplàt, som är avsedd att tillslnta den längsgå- ende öppningen i väggen hos kärlet 49 med det under- sökta mediet 1. ' Den enligt det i-fig. 4 visade bleekeenemet utformade anordningen för mätning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner fungerar på följande sätt.
Den bistabila vippkretsen eller multivibratorn 46 alstrar rektangelpulser, vilka överföras till en elektro- 10 15 20 25 30 35 461 751 ._25 .. nisk pulsfördelarkrets, som är uppbyggd av räknaren 84 och den med åtta utgångar försedda avkodaren 66. Em enda s.k. kontrollcykel (mätcykel) består alltså av åtta takter. Under den första takten startar en puls från avkodarens 60 första utgång- sedan den överförts över den logiska ELLER-grinden 61, den femte fördröjnings- ledningen 62 och den sjätte fördröjningsledningen 63- den första och den andra pulsgeneratorn 23 respektive 34.
För att minska inverkan av den ena mätkanalen på den andra mätkanalen är det tidsintervall, som pulserna för- dröjes av fördröjningsledningarna 62, 63 , valt ut- gående från att de tidsgerioder, under vilka den första och den andra pulsgeneratorn 23 respektive 34 är ledande (inkoppiaae), ar (viasmassigt) förskjutna i förhållande till varandra. När pulsgeneratorerna 23 och 34 är le- dande, genererar de följder av nögfrekventa elektriska svängningar med förutbestämd frekvens och varaktighet.
De strålande ultraljudomvandlarna 24 och 35 av exempelvis piezoelektrisk typ omvandlar den elektriska signalen till elastiska svängningar (svängningsrörelser) hos det medium, som de är i kontakt med.
Den första strålande ultraljudomvandlaren 24 strålar - medelst den första vågledaren 50- ultraljudsvang- ningar 2 in i det undersökta, i kärlet 49 befintliga mediet 1 i riktning mot den första mottagande, på den andra vågledaren 51 anbragta ultraljudsvängningsomvand- laren 25. Den andra strålande ultraljudomvandlaren 35 formar Lamn-vågor 3 i kärlets 49 vägg (eller i mät- plåten) medelst det första formprismat 36. Lamb-vågorna 3 överföras över det andra formprismat 38 och mottages av den andra mottagande ultraljudsvangningsomvandlaren (mottagaromvandlaren) 37.
De högfrekventa ultraljudsvängningarnas 2 dämpning vid svängningarnas 2 passage genom det undersökta mediet l i riktning från den första strålande ultraljudomvand- laren (strålaromvandlaren) 24 ända fram upp till den första mottagande ultraljudsvängningsomvandlaren 25 10 15 20 25 30 35 26 bestammes praktiskt taget endast av partikelstorleken nos den fasta fasen och koncentrationen av fasta faspartiklar i den undersökta suspensionen.
När Lamb-vågorna 3 passerar det förutbestämda avståndet 1 via (längs) väggen hos kärlet 49 med det undersökta mediet l, bestämmas dämpningen (dämpníngs- faktorn) endast av koncentrationen av den fasta fasen i den undersökta suspensionen.
De elastiska ultraljudsvangningar 2, som passerat genom det undersökta mediet l, och de Lamb-vågor 3, som passerat via(langs) väggen hos kärlet 49 med det undersökta mediet l, omvandlas till elektriska sväng- ningar medelst de mottagande ultraljudomvandlarna 25 respektive 37.
De elektriska högfrekventa svängningarna förstarkes i logaritmisk skala och detekteras av logaritmförstar- karna 26 respektive 39. Eftersom de formade pulsernas varaktighet är mycket kort, ökas den medelst pulsbred- dningskretsarna (de pulsvaraktighetsökande kretsarna) 52 respektive 53 utan att pulsamplituden ändras.
I subtraheringsenheten 47 bestámmes logaritmskill- naden mellan de mottagna signalerna, under det att den första divisionsenheten 48 beräknar s-värdet (dvs. logaritmskillnad/logaritmförhållandet).
Amplituden hos de Lamb-vågor 3, som passerat det förutbestämda avståndet l via(1ängs) väggen hos kär- let 49 med det undersökta mediet 1, representerar (ka- rakteriserar) koncentrationen av den fasta fasen i den undersökta suspensionen l, under det att s-värdet, dvs. logaritmskillnad/logaritmförhållandet represen- terar eller karakteriserar koncentrationen av den frak- tion av den undersökta suspensionens l fasta fas, som uppvisar referenspartikelstorleksfördelningen .
En puls från avkodarens 60 första utgång passerar via den första fördröjningsledningen 56 och gör det första elektroniska omkopplaren 27 ledande. Det tidsintervall, som pulsen fördröjes av den första fördröjningsledningen 56, 10 e 15 « 20 25 30 35 4-6? 751 ._27 _. bestämmes av fortplantningstiden för ultraljudsväng- ningarna 2 i det undersökta mediet l och av fortplant- ningstiden för Lamb-vågorna 3 i väggen.hos kärlet 49 med det undersökta mediet l och är valt utgående från att den första elektroniska omkopplaren 27 skall kunna bli ledande vid den tidpunkt s-värdet bestämmas i divisionsenheten 48.
Den första amplituddetektorn 70 “memorerar“-värdet se.
De andra, tredje och fjärde kontrolltakterna ut- föres analogt med den första takten, eftersom den andra, den tredje och den fjärde pulsen från avkodarens 60 andra, tredje respektive fjärde utgång medelst den logiska ELLER-grinden öl även triggar pulsgeneratorer- na 23 och 34.
Samtidigt verkar var och en av samtliga dessa pul- ser på ett sådant sätt, att den första, den andra res- pektive den tredje monostabila vippkretsen 64, 65 respektive 66 blir ledande och via den logiska ELLER- grinden 67 triggar(aktiverar) den tredje pulsgene- ratorn 68, som formar kraftiga elektriska svängningar, vilka medelst den tredje strålande ultraljudomvand- laren 69 omvandlas till elastiska svangningar hos mediet 1.
Under inverkan av de formade kraftiga ultraljudsväng- ningarna 2 alstras akustiska strömningar och ett ljud- strålningstryck (ljudstrålningens lO tryck), vilka ver- kar så, att fasta partiklar (partiklar av den fasta fasen) 1 det undersökta mediet 1 förskjutes från den tredje strålande ultraljudomvandlaren 69 i riktning mot den vägg hos kärlet 49, på vilken de till den andra mätkanalen tillhörande formprismerna 35 och 38 är fästa. _ Genom att partiklarna av det undersökta mediets l fasta fas förskjutes ändras partikelstorleksfördelnin- gen och koncentrationen av fasta partiklar i närheten av den vägg hos kärlet 49, som uppbär de till den andra mätkanalen tillhörande formprismerna 36 och 38, »samt i zonen mellan de till den första mätkanalen 46 10 15 20 25 30 35 I i 751 - 28 tillhörande vågledarna 50 och 51.
Den s.k. omfördelningsgraden för dessa parametrar (dvs. partikelstorleken eller partikelstorleksfördelnin- gen och koncentrationen av fasta partiklar) för de partiklar med lika storlek, som är belägna på det för- utbestämda avståndet från den trejde strålande ultraljud- omvandlaren 69, bestämmas endast av densiteten hos det material, som partiklarna består av.
Detta partikelmaterial utgöres, i regel, prak- tiskt taget av en kombination av några få bestånds- delar, av vilka en ar den nyttiga komponent, vars koncentration skall mätas.
Eftersom den nyttiga komponentens densitet är känd, kan man analytiskt eller genom försök bestämma det avstånd (den sträcka), som de endast av denna nyttiga komponent bestående partiklarna med känd storlek förskjutes under inverkan av de akustiska strömmin- garna av känd intensitet och strålningstrycket hos ljudstrålningen 10 med kand intensitet (det kanda ljudstrålninbstrycket).
Intensiteten av de akustiska strömningarnas och ljudstrålningstryckets inverkan (på partiklarna) ändras om de kraftiga, av den tredje strålande ultraljudomvand- laren 69 formade ultraljudsvangningarnas amplitud eller s.k. anbringningsvaraktighet ändras.
Om inverkan av de kraftiga nltraljudsvangningarna med förutbestämd amplitud har en pulsad karaktär, bestämmas den grad, i vilken de akustiska strömningar- na och ljudstrålningstrycket, vilka åstadkommas av dessa ultraljudsvängningar, inverkar på partiklarna av suspensionens fasta fas, av pulsvaraktigheten.
De av den första, den andra och den tredje mo- nostabila vippkretsen 64, 65 respektive 66 formade pulsernas varaktighet är vald utgående från att den intensitet, med vilken de akustiska strömningarna och ljudstrålningstrycket påverkar de fasta partiklarna, 10 15 20 25 30 35 461 751 _ 29 _ är tillräcklig för att man skall kunna förskjuta de par- tiklar, som tillhör till tre (eller, i det allmänna fallet, ett större antal) referenspartikelstorleksfördelnings- klasser för den aktuella suspensionens fasta fas.
Den för varje fall beräknade storheten s (sl, s inmatas- genom de andra, den tredje och den fjärde elektroniska omkopplaren 40, 54 respektive 55, vilka göres leaande medelst de pulser, som inkommer från av- kodarens 60 andra, tredje respektive fjärde utgångar och som fördröjts av fördröjningsledningarna 57, 58 res- pektive 59 - i den andra, den tredje respektive den fjärde amplitudnetektorn 71, 72 respektive 73, vilka "memorerar" (låser) respektive pulsamplitud. Det tids- 2 , s 3) intervall, som pulserna fördröjes av fördröjningslednin- garna 57, 58 respektive 59, nestammes av samma betin- gelser som anges ovan för förnröjninësledningen 56.
De pulser, som inkommer från avkodarens 60 femte, sjätte och sjunde utgångar via den femte, den sjätte respektive den sjunde monostabila vippkretsen 79, oO respektive 81, gör att den sjätte, den sjunde respek- tive den åttonde omkoppleren 75, 76 respektive 7? successivt blir ledande.
Härvid verkar var och en av de pulser, som in- kommer från avkodarens 60 femte, sjätte och sjunde utgångar via den andra logiska ELLER-grinden 82 och den fjärde monostabila vippkretsen 83, så att den femte elektroniska omkopplaren 74 överföres till ledningstill- stånd. Storheterna so och s , so och s¿ samt so och s3 inmatas parvis i den andra divisionsenheten 78, som be- räknar koncentrationen r av den nyttiga komponenten si so ïtterligare en utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning för mätning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner visas, i form av ett blockschema, i fig. 5 och innefattar även två mätkanaler.
Den första mätkanalen innefattar i serie en ï=l,2|3,nco- r: 461 10 15 20 25 30 35 751 _ 30 _ pulsgenerator 23, en effektförstarkare 85 och en strålande ultraljudomvandlare 24 samt i serie en mottagande ultraljud- svängningsomvandlare 25, en förstärkare 26 för förstärk- ning av den mottagna signalen, en elektronisk omkopp- lare 27, en logaritmomvandlare 28, en föroröjningsled- ning 56, en första amplitudbegransare 31, en första styrkrets 86 för styrning av en tidsraknare 87 och en enhet 88 för berakning av pnlsvaraktighetsskillnaden vid olika begransningsnivåer.
Mellan pulsgeneratorn 23 och den elektroniska om- kopplaren 2? ar en blockeringsoscillator 89 inkopplad, under det att en enhet 90 för val av begränsningsnivån ar inkopplad mellan logaritmomvandlaren 28 och amplitud- begränsaren 31.
Amplitudbegransarens 31 utgång ar kopplad till en seriekrets, som består av en andra amplitudbegränsare 44, en andra styrkrets 91 för styrning av en tidsraknare 92 och själva tidsráknaren 92, vars utgång ar kopplad till skillnadsberäkningsenbetens 88 andra ingång.
Mellan logaritmomvandlaren 28 och den andra amplitudbegransaren 44 är en andra enhet 93 för val av begransningsnivån inkopplad.
Den andra matkanalen innefattar i serie en pulsge- nerator 34, en effektförstarxare 94, en strålande ultraljud- omvnaldare 35, en mottagande ultraljudsvangningsomvand- lare 37, en förstärkare 39 för förstärkning av den mot- tagna pulsen, en elektrcnisk omkopplare 40, en loge- ritmomvandlare 41, en fördröjningsledning 57, en tredje amplitudbegränsare 95, en tredje styrkrets 96 för styr- ning av en tidsraknare 97» den tredje tidsräknaren 9? och en ennet 98 för beräkning av pulsvaraktignetsakill- naden vid olika begränsningsnivåer.
Mellan pulsgeneratorn 34 och den elektroniska om- kopplaren 40 är en blockeringsoscillator 99 inkopplad, under det att en tredje enhet 100 för val av begränsninge- nivån är inkopplad mellan logaritmomvandlaren 41 och den tredje amplitudbegränsaren 95. Mellan den tredje 10 15 20 25 30 35 461 751 _ 31 _ amplitudbegransaren 95 och skillnadsberäkningsenhe- ten 9o är inkopplad en seriekrets, som består av en fjärde amplitudbegransare 101, en fjärde,fÖr 'styrning av en fjärde tiasräknare 103 avsedd styrkrets 102 och tidsräxmaren 103.
Mellan logaritmomvandlaren 41 och den fjärde ampli- tudbegransaren 101 är en fjärde enbet 104 för val av begrensningsnivån inkopplad, under det att mellan en- neterna öö ocn 95 för beräkning av pulsvaraktignetsskill- naden vid olika begränsningsnivåer ar inkopplad en subtra- neringsenheu 47, vars utgång ar kopplad till den ena in- gången nos en divisionsennet 46, vars andra ingång ar kopplad till utgången från enheten 98 för beräkning av pulsvaraktignetsskillnaden vid olika begränsningsnivàer.
Mellan pulsgeneratorerna 23 och 34 är inkopplad en omkopplingsanordning 105, vars ingång ar kopplad till en bístabil vippkrets eller multivibrator 46. Den strå- lande ultraljudomvandlaren 35 uppbäres av ett formprís- ma 36, under det att den mottagande ultraljudsvangníngs- omvandlaren 3? är anbragt på ett formprisma 38. En mat- plåt 106 är anordnad att tillsluta en längsgående öpp- ning 107 i mätkärlets 49 vägg.
Den i fig. 5 visade anordningen fungerar på följande sätt.
Pulsgeneratorerna 23 och 34 formar med sinuskurvfor- made svängningar "fyllda" rektangelpulser, varvid frek- vensen hos de svangningar (de svángningspulser), som for- mas av den till den första mätkanalen I tillhörande pulsgeneratorn 23, ar vald utgående från att dessa sväng- ningars våglängd är kommensurabel (jamförbar) med parti- kelstorleken nos den fasta fasen i det undersökta me- diet 1.
De elektriska, av effektförstärkarna 85 respektive 94 förstärkta sinussvängningarna omvandlas till elastiska ultraljudsvängningar nos mediet 1 och strålas medelst den strålande ultraljudomvandlaren 24 in i det undersökta mediet l respektive införas medelst den strålande ultraläud- 461 10 15 20 25 30 35 751 _ 32 _ omvandlaren 35 och formprismat 36 i kárlets 49 väggar eller i mätplåten 106, som är anordnad att tillsluta den :Langsgàenae öppningen lo? 1 mätxärlet 49 med det under- sökta mediet 1, dar Lamb-vågorna 3 alstras.
Blockeringsoscillatorerna 89 och 99 triggas av fram- kanten hos de av pulsgeneratorn 23 respektive 24 for- made rektangelpulserna, varvid de av blockeringsoscil- latorerna 89 och 99 formade pulserna verkar så, att de elektroniska omkopplarna ¿7 respektive 40 blir ledande.
Omkopplarna 27 och 29 släpper igenom utsignalen från ïörstärkarna 26 respektive 39, som är avsedda att förstärka den respektive mottagna pulsen, under ett förntoestämt tidsintervall.
Logaritmomvandlarna 28 och 41 formar pulser, vilkas amplitud är proportionell mot logaritmen av amplituden hos de pulser, som släppts igenom av de elektroniska omkopplarna 27 respektive 40.
De mottagna pulserna överföres över fördröjnings- ledningarna 56 respektive 5? till de styrbara amplitud- begransarne 31 respektive 95. Pulsfördröjningstiden bestämmas av egenskaperna hos enheterna 90 respektive 100 för val av begransningsnivån, vilka i överensstämmelse med momentanvardet för den mottagna pulsens amplitud och det förutbestämda förhållandet mellan de mottag- na pulsernas amplitud och begransningsnivån formar begräns- ningsnivån. Begransnin¿snivåns absolutvärde andras alltså proportíonellt mot den mottagna pulsens amplitud, samtidigt som förhållandet mellan begransningsnivån och pulsamplitunen hålles konstant. Härigenom kan man eli- minera inverkan av de variationer eller ändringar i de över mediet l överförda ultraljudsvangningarnas 2 dämp- ning (dampningsfaktor), vilka förorsakats av olika fak- torer, samt inverkan av andringar i dämpningsfaktorn för de Lamb-vågor 3, som tillryggalagt det förutbestämda avstån- det 1 längs väggen hos kärlet 49 med det undersökta me- diet 1, på den mottagna pulsens varaktighet vid de formade 10 15 20 25 30 35 461 751 _ 33 _ matnivåerna.
De styrbara amplitudbegransarna 44 och 101 tillsam- mans med enheterna 93 respektive 104 för val av begräns- ningsnivån formar den andra begransningsnívàn för den mottagna pulsen. Styrkretsarna 86, 91, 96 och 102 för styrning av tidsraknaren 87, 9¿, 97 respektive 103 in- kopplar (aktiverar) tiaeraknarna ev, 9z. 97 respektive 103, samtidigt som de mottagna pulsernas amplitud börjar beg- ransas, och urkopplar tidsräknarna 87, 92, 97 respek- tive 103, nar de mottagna pulsernas amplitud börjar minskas.
Den första enheten 88 för berakning av pulsvarak- tignetsskillnaden vid olika begransningsnivåer (vid de båda begränsningsnivåerna) beräknar skillnaden c( mellan den över det undersökta mediet l överförda ultraljud- Svängningspulsens varaktighet vid den ena formade mätnivàn och den över det undersöktanmdkm 1överförda ultraljud- svangningspulsens varaktighet vid den andra formade mät- nivàn, under det att den andra enheten 98 för berakning av pnlsvaraktighetsskillnaden vid olika oegransningsnívåer (vid de både begranasningsnivåerna) beräknar skillnaden ß mellan den längs väggen hos kärlet 49 med det undersökta mediet 1 överförda Lamb-vågpulsens varaktighet vid den ena formade mätnivån ocn den längs väggen hos kär- let 49 med det undersökta mediet l överförda Lamb-våg- pulsens varaktighet vid den andra formade matniván. I subtraheringsenheten 47 bestämmas skillnadenci- .
Divisionskretsen 48 beräknar värdet (storheten) 0 -gáïwê- , som karakteriserar eller, med andra ord, representerar koncentrationen av den fraktion av snspensionens fasta fas, som uppvisar referenspartikel- storlekafördelningen (referenspartikelstorleksklassen). storheten so omvandlas till en signal, som har stan- dardiserad form och en standardiserad amplitud, medelst enheten (skalförinstallningsenheten) 104 för val av beg- ransningsnivån.
Förfarandet och anordningen enligt föreliggande S :z 461 10 15 20 751 _ 34 _ uppfinning för mätning av parametrar nos den fasta fasen i suspensioner gör det alltså möjligt att s.k. kontext- löst (beroringslöst) mata dels koncentrationen av nen fasta fasen i den undersökta suspensionen, dels kon- centrationen av den fraktion (de fraktioner) av den undersökta suspensionens fasta fas, som uppvisar refe- renspartikelstorleksfördelningen (referenspartikelstor- leksxlassen) och dels koncentrationen av den nyttiga komponenten eller beståndsdelen i den undersökta sus- pensionens referensfraktioner utan att i förvag avlägsna gasfasen från suspensionen medelst mekanisaa organ eller anordningar. Detta medverxar till att öka matnoggranhe- ten och pàlitligheten vid matning av den fasta fasens parametrar samt till att minska tillverknings- och drift- xostnaderna för anordningar för matning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner av olika slag.
Industriell anvandbarhet Eñrfarandet och anordningen enligt föreliggande upp- finning kan användas inom gruvindustri, xemdsk industri och byggnadsteknix samt inom andra industrigrenar för mätning av koncentrationen, partikelstorleken och mi- neralsammansáttningen av partimlar av finfördelat mate- rial i gasnaltiga suspensioner.

Claims (12)

35 461 751 PATENTKRAV
1. Förfarande för mätning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner, vid vilket man formar pulser av u1tra- ljudsvängningar (2), överför ultraljudsvängningspulserna via ett medium (1), som innehåller den suspension, som undersökes, mäter de via det undersökta mediet (1) överförda ultraljud- svängningspulsernas amplitud och i beroende av den uppmätta pulsamplituden bedömer koncentrationen av den fasta fasen i det undersökta mediet (1) och koncentrationen av den fraktion av det undersökta mediets (1) fasta fas, som uppvisar en förut- bestämd referenspartikelstorleksfördelning eller referenspar- tikelstorleksklass, k ä n n e t e c k n a t av att man dess- utom formar s.k. Lamb-vågor (3), låter dem fortplanta sig längs väggen hos kärlet med det undersökta mediet (1), därefter mäter amplituden hos de Lamb-vågor (3), som tillryggalagt eller fort- plantat sig en förutbestämd sträcka längs väggen hos kärlet med det undersökta mediet (1), vilken amplitud representerar koncentrationen av den fasta fasen i suspensionen ifråga, och sedan beräknar ett förhållande (9) mellan en skillnad (8) mel- lan logaritmer (6 och 7) för de över det undersökta mediet (1) överförda ultraljudsvängningarnas (2) uppmätta amplitud respek- tive för den uppmätta amplituden hos de Lamb-vågor (3), som tillryggalagt den förutbestämda sträckan längs väggen hos kär- let med det undersökta mediet (1), och en logaritm för Lamb- vågornas (3) pulsamplitud, vilket förhållande svarar mot kon- centrationen av den fraktion av suspensionens fasta fas, som uppvisar referenspartikelstorleksfördelningen.
2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t av att man dessutom i det undersökta mediet (1) formar akustiska strömningar och ett tryck för en ljudstrålning (10), vars intensitet är proportionell mot vikten hos partiklar av - suspensionens fasta fas, och därefter för några få förutbestäm- da värden för den akustiska strömningsintensiteten och ljud- stràlningstrycket bestämmer en kvot (12), som erhålles genom division av det beräknade logaritmskillnad/logaritmförhàllandet för några få förutbestämda värden (11) för den akustiska ström- ningsintensiteten och ljudstrålningstrycket med samma logaritm- 4 61 751 skillnad/logaritmförhàllande, som beräknats för det fall, att de akustiska strömningarna och ljudstrálningstrycket icke in- verkar på det undersökta mediet (1), vilken kvot är ett mått på koncentrationen av den nyttiga komponenten i den undersökta suspensionens (1) referensfraktioner.
3. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - av att man dels formar två mätníváer (13 och 14) för mätning av pulsvaraktigheten för de ultraljudsvängningar (2), som överförts över det undersökta mediet, respektive för mät- nät ning av pulsvaraktigheten för de Lamb-vågor (3), som tillrygga- lagt den förutbestämda sträckan längs väggen hos kärlet med det undersökta mediet (1), genom successiv begränsning av ultra- ljudsvängningspulserna och Lamb-vàgpulserna med avseende på amplituden, varvid mätniváerna för mätning av pulsvaraktighe- ten ändras proportionellt mot amplituden hos respektive pulser, dels mäter de mottagna pulsernas varaktighet vid de formade mätnivåerna, dels beräknar en skillnad (19) mellan de uppmätta pulsvaraktighetsvärdena för de Lamb-vågor (3), som tillrygga- lagt den förutbestämda sträckan längs väggen hos kärlet med det undersökta mediet (1), vilken skillnad är ett mått på koncentrationen av den fasta fasen i suspensionen ifråga, och dels beräknar ett skillnadsförhállande (21) mellan skill- naden (20) mellan de uppmätta pulsvaraktighetsvärdena för de ultraljudsvängningar (2), som överförts över det undersökta mediet (1), och skillnaden (19) mellan de uppmätta pulsvarak- tighetsvärdena för de Lamb-vågor (3), som tillryggalagt den förutbestämda sträckan längs väggen hos kärlet med det under- sökta mediet (1), vilket skíllnadsförhàllande (21) är ett mått på koncentrationen av den fraktion av den undersökta suspensio- nens fasta fas, som uppvisar referenspartikelstorleksfördel- ningen.
4. Anordning för mätning av parametrar hos den fasta fasen i suspensionen, vilken innefattar två mätkanaler (I och II), vilka, var och en, innefattar i serie en pulsgenerator (23 resp. 34), en ultraljudgenerator (24 resp. 35), en mot-n- tagande ultraljudsvängningsomvandlare (25 resp. 37) och en förstärkare (26 resp. 39) för förstärkning av den mottagna signalen, varvid ultraljudgeneratorn (24) och den mottagande 3, 461 751 ultraljudsvängningsomvandlaren (25) i den ena mätkanalen (I) är direkt fästa vid väggarna hos kärlet (49) med det under- sökta mediet (I), så att ultraljudgeneratorn (24) överför och den mottagande omvandlaren (25) mottar ultraljudsvängningar, vilka har passerat genom det undersökta mediet, k ä n n e - t e c k n a d av att vardera mätkanalen (I och II) dessutom innefattar dels en logaritmomvandlare (28 resp. 41), som är kopplad till utgången från förstärkaren (26 resp. 39) för förstärkning av den mottagna signalen, dels en subtraherings- enhet (47), vars ingångar är kopplade till var sin utgång från logaritmomvandlarna (28 resp. 41) i de båda mätkanalerna (I resp. II), och dels en divisionsenhet (48), vars ingångar är kopplade till subtraheringsenhetens (47) utgång respektive till utgången från logaritmomvandlaren (41) i den andra mät- kanalen (II), varvid ultraljudgeneratorn (35) och den mottagan- de ultraljudsvängningsomvandlaren (37) i den andra mätkanalen (II) är anbragta på formprismor (36 resp. 38), som är fästa vid väggen hos kärlet (49) med det undersökta mediet (1), så att ultraljudgeneratorn (35) överför och den mottagande omvandlaren (37) mottar de Lamb-vågor (3), som har fortplantat sig längs väggen i kärlet (49) med det undersökta mediet (1), varvid utsignalen från den logaritmiska omvandlaren (41) i den andra kanalen anger fastfaskoncentrationen i suspensionen och utsignalen från divisionsenheten (48) anger koncentratio- nen av den kritiska partikelstorleksfraktionen i den fasta fasen i suspensionen.
5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k - n a d av att formprismorna (36 och 38) uppbäres av en plåt (106), som är anordnad att tillsluta en längsgående öppning (107) i väggen hos kärlet (49) med det undersökta mediet (1) och är fäst vid kärlets (49) vägg. '
6. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k - n a d av att vardera mätkanalen (I, 11) innefattar en puls- breddningskrets eller pulsvaraktighetsökande krets (52 resp. 53), vars ingång är kopplad till utgången från förstärkaren (26 resp. 39) för förstärkning av den mottagna pulsen och vars utgång är kopplad till subtraheringsenheten (47), varvid 461 751 38 utgången från pulsbreddningskretsen (53) i den andra mätkana- len (II)-dessutom är kopplad till divisionskretsens (48) in- gànfa- '
7. Anordning enligt något av patentkraven 4 - 6, k ä n- n e t e c k n a d av att den dessutom innefattar dels en räk- nare (84), vars ingång är kopplad till utgången från förstär- karen (26 resp. 39) för förstärkning av den mottagna signalen i mätkanalen (I resp. II), dels en logisk ELLER-grind (61), vars utgång via var sin fördröjningsledníng (62 resp. 63) för vardera mätkanalen (I resp. II) är kopplad till pulsgcneratorns (23 resp. 34) ingång, dels en avkodare (60), vars ingångar är kopplade till râknarens (84) utgång och vars utgång är kopplad till ELLER-grindens (61) ingång, och dels en styrkrets, som är avsedd att styra mätningen och beräkningen av parametrarna hos den fasta fasen i suspensionen och att växelverka med av- kodaren (60) och ELLER-grinden (61).
8. Anordning enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k - n a d av att styrkretsen för styrning av mätningen och beräk- ningen av parametrarna hos suspensionens fasta fas innefattar i serie en andra logisk ELLER-grind (67), en tredje pulsgenera- tor (68) och en tredje ultraljudgenerator (69), som är fäst vid kärlets (49) vägg ovanför den första ultraljudgeneratorn och mottagande omvandlaren (24 och 25) och mitt emot genera- torn och omvandlaren (35 och 37), som är anbragta på formpris- morna (36 resp.38), under det att den andra logiska ELLER-grin- dens (67) ingångar via var sin monostabíla vippkrets (64, 65 resp. 66) är kopplade till respektive ingångar hos den första logiska ELLER-grinden (61) och till avkodarens (60) respektive utgångar.
9. Anordning enligt patentkravet 6 eller 7, k ä n n e - t e c k n a d av att styrkretsen för styrning av mätningen och beräkningen av parametrarna hos den fasta fàsen i suspen- sionen ifråga innefattar dels minst fyra identiska kretsar för följande, i serie med varandra kopplade kretskomponenter: en fördröjningsledning (56), en första elektronisk omkopplare (27), en amplituddetektor (70) och en andra elektronisk omkopplare (74, 75, 76, 77), och dels en andra divisionsenhet (78), vars ingångar är kopplade till respektive utgångar från samtliga 461 751 39 dessa identiska kretsar och vars utgång utgör mätanordningens informations- eller datautgång, varvid utgångarna från minst tre av samtliga dessa identiska kretsar är sammankopplade och ingångarna hos fördröjningsledningarna (56) i samtliga dessa identiska kretsar är kopplade till avkodarens (60) respektive ingångar, under det att dataíngången hos den första elektronis- ka omkopplaren i varje krets är kopplad till den första divi- sionsenhetens (48) utgång, varvid styringången hos den andra elektroniska omkopplaren (74) i den första kretsen, styringången hos den andra elektroniska omkopplaren (75, 76, 77) i de övriga kretsarna, vilkas utgångar är sammankopplade via var sin monostabila vippkrets (79, 80 resp. 81), och styringången hos amplituddetektorn (70, 71, 72, 73) i var sin krets är kopplade till avkodarens (60) respektive utgångar (styringången hos den andra omkopplaren (74) i den första kretsen är kopplad till avkodarens (60) respektive utgång via en logisk ELLER- grind (82) i serie med en monostabil víppkrets (83).
10. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k - n a d av att utgången från logaritmomvandlaren (28, 41) i vardera mätkanalen (I resp. II) är kopplad till en seriekrets, som består av en fördröjningsledning (56 res. 57), en amplitud- begränsarc (31 resp. 95), en styrkrets (86 resp. 96) och en enhet (88 resp. 98) för beräkning av pulsvaraktighetsskillna- den vid olika begränsningsnivåer, varvid utgången från var och en av samtliga dessa komponenter i seriekretsen är kopp- lad till subtraheringsenhetens (47) ingång.
11. Anordning enligt patentkravet 9, k ä n n e t e c k - n a d av att den dessutom innefattar två identiska kretsar för formning av respektive begränsningsnivà, vilka, var och en, innefattar dels en enhet (90 resp. 100) för val av respektive begränsningsnivå, vars ingång är kopplad till logaritmomvand- larens (28 resp. 41) utgång och vars utgång är kopplad till amplitudbegränsarens (31 resp. 95) styringång, och dels en till amplitudbegränsaren (31 resp. 95) kopplad seriekrets, som består av en andra amplitudbegränsare (44 resp. 101) och en styrkrets (91 resp. 102) för styrning av en tidsräknare (92 resp. 103), vars utgång är kopplad till ingången hos enheten (88 resp. 98) för beräkning av pulsvaraktighetsskillnaden. 461 751 40 _
12. Anordning enligt patentkravet 10, k ä n n e t e c k- n a d av att utgången fràn logaritmomvandlaren (28 resp. 41) i vardera mätkanalen (I resp. II) är kopplad till en andra enhet (93 resp. 104) för val av respektive begränsningsnivá, vars utgång är kopplad till den andra amplitudbegränsarens (44 resp. 101) styringáng.
SE8703260A 1986-01-31 1987-08-21 Foerfarande och anordning foer maetning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner SE461751B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SU1986/000009 WO1987004793A1 (en) 1986-01-31 1986-01-31 Method and device for measuring solid phase parameters of suspensions

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8703260D0 SE8703260D0 (sv) 1987-08-21
SE8703260L SE8703260L (sv) 1987-08-21
SE461751B true SE461751B (sv) 1990-03-19

Family

ID=21616966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8703260A SE461751B (sv) 1986-01-31 1987-08-21 Foerfarande och anordning foer maetning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPS63502298A (sv)
DE (2) DE3690687C2 (sv)
FI (1) FI873941A (sv)
FR (1) FR2599503B1 (sv)
GB (1) GB2192717B (sv)
SE (1) SE461751B (sv)
WO (1) WO1987004793A1 (sv)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE8704255L (sv) * 1987-11-02 1989-05-03 Hans W Persson Akustisk metod foer maetning av egenskaper hos ett roerligt medium
DE3891308T1 (de) * 1988-04-25 1990-04-05 Krivorozh Gornorudnyj I Verfahren zur kontrolle der parameter der festen phase einer suspension und einrichtung zur durchfuehrung desselben
DE4023977A1 (de) * 1990-07-25 1992-02-06 Thiel Wolfgang Dr Rer Nat Verfahren zur kontrolle und steuerung der konzentration von suspensionen, emolsionen und loesungen
WO2010034715A2 (en) 2008-09-23 2010-04-01 Hochschule Für Angewandte Wissenschaften Fachhochschule Coburg Method for investigating a structure and structure for receiving and/or conducting a liquid or soft medium
JP5368833B2 (ja) * 2009-03-05 2013-12-18 トヨタ自動車株式会社 塗工機
JP5358335B2 (ja) * 2009-07-28 2013-12-04 トヨタ自動車株式会社 検査装置
US11231311B2 (en) 2019-05-31 2022-01-25 Perceptive Sensor Technologies Llc Non-linear ultrasound method and apparatus for quantitative detection of materials
WO2022120074A1 (en) 2020-12-02 2022-06-09 Perceptive Sensor Technologies Llc Variable angle transducer interface block
WO2022120273A1 (en) * 2020-12-04 2022-06-09 Perceptive Sensor Technologies, Inc. Multi-path acoustic signal improvement for material detection
WO2022120265A1 (en) 2020-12-04 2022-06-09 Perceptive Sensor Technologies, Inc. In-wall multi-bounce material property detection and acoustic signal amplification
US11994494B2 (en) 2020-12-04 2024-05-28 Perceptive Sensor Technologies, Inc. Multi-bounce acoustic signal material detection
US11549839B2 (en) 2020-12-04 2023-01-10 Perceptive Sensor Technologies, Inc. Systems and methods for determining floating roof level tilt and characterizing runoff
CN116829915A (zh) 2020-12-04 2023-09-29 感知传感器技术股份有限公司 在分层环境中的声学温度测量
US11788904B2 (en) 2020-12-04 2023-10-17 Perceptive Sensor Technologies, Inc. Acoustic temperature measurement in layered environments
US11604294B2 (en) 2020-12-04 2023-03-14 Perceptive Sensor Technologies, Inc. Determining layer characteristics in multi-layered environments
WO2022120259A1 (en) 2020-12-04 2022-06-09 Perceptive Sensor Technologies, Inc. Apparatus, system, and method for the detection of objects and activity within a container
EP4271992A1 (en) 2020-12-30 2023-11-08 Perceptive Sensor Technologies, Inc. Evaluation of fluid quality with signals
WO2023154514A1 (en) 2022-02-11 2023-08-17 Perceptive Sensor Technologies, Inc. Acoustic signal detection of material composition in static and dynamic conditions
WO2024091308A1 (en) 2022-07-19 2024-05-02 Perceptive Sensor Technologies, Inc. Acoustic signal material identification with nanotube couplant

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3779070A (en) * 1971-11-23 1973-12-18 Autometrics Co Particle size and percent solids monitor
US4320659A (en) * 1978-02-27 1982-03-23 Panametrics, Inc. Ultrasonic system for measuring fluid impedance or liquid level
DE2828016C2 (de) * 1978-06-26 1983-07-07 Fischer & Porter GmbH, 3400 Göttingen Verfahren zum Messen der Konzentration einer Suspension
SU785755A1 (ru) * 1978-09-27 1980-12-07 Криворожский Ордена Трудового Красного Знамени Горнорудный Институт Устройство дл контрол размеров вкраплений полезного компонента в потоке пульпы
US4412451A (en) * 1980-05-21 1983-11-01 Outokumpu Oy Method and apparatus for the determination of the average particle size in a slurry
SU896542A1 (ru) * 1980-05-21 1982-01-07 Криворожский Ордена Трудового Красного Знамени Горнорудный Институт Ультразвуковое устройство дл контрол гранулометрического состава материалов
SU953546A1 (ru) * 1980-10-20 1982-08-23 Криворожский Ордена Трудового Красного Знамени Горнорудный Институт Устройство дл автоматического контрол основных характеристик твердых включений пульпы
US4381674A (en) * 1981-06-22 1983-05-03 Micro Pure Systems, Inc. Ultrasonic detecting and identifying of particulates
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

Also Published As

Publication number Publication date
FR2599503B1 (fr) 1988-09-16
GB2192717B (en) 1990-01-31
WO1987004793A1 (en) 1987-08-13
FI873941A0 (fi) 1987-09-11
DE3690687C2 (de) 1990-01-11
SE8703260D0 (sv) 1987-08-21
JPS63502298A (ja) 1988-09-01
GB2192717A (en) 1988-01-20
SE8703260L (sv) 1987-08-21
GB8721114D0 (en) 1987-10-14
FR2599503A1 (fr) 1987-12-04
DE3690687T1 (sv) 1987-12-10
FI873941A (fi) 1987-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE461751B (sv) Foerfarande och anordning foer maetning av parametrar hos den fasta fasen i suspensioner
Mitome The mechanism of generation of acoustic streaming
US4112740A (en) Method and apparatus for determining a change of the flow state of flowable substances from its static state to its flowing state or vice verse
US5058432A (en) Method and apparatus for measuring parameters of solid phase of slurries
Chamuel Flexural edge waves along free and immersed elastic waveguides
SU896542A1 (ru) Ультразвуковое устройство дл контрол гранулометрического состава материалов
SU948449A1 (ru) Устройство дл анализа крупности частиц в потоке ферромагнитной пульпы
JPS5633584A (en) Measurement of time delay
SU1392489A1 (ru) Способ ультразвукового контрол гранулометрического состава материалов в потоке пульпы и устройство дл его осуществлени
PL111369B1 (en) Method for determination of mean particle size or particle size distribution in a suspension or stream of material as well as a device for the same
SU723431A1 (ru) Способ контрол физических параметров жидкости
Kuroyama 3P4-4 Classification of Radial Oscillation Characteristics of Acoustic Cavitation Bubbles Measured by Laser Scattering Method
Smith Measurement of drop size in liquid—liquid dispersions
US4770051A (en) Automatic system for analysis of ground material size
Aindow et al. A narrow-band sing-around ultrasonic velocity measurement system
RU2744486C1 (ru) Способ определения массы компонента газожидкостной среды
CA1284530C (en) Method and apparatus for measuring parameters of solid phase of slurries
SU406572A1 (ru) Магнитогидродинамический способ обогащения полезных ископаемых
SU989389A1 (ru) Устройство дл определени концентрации частиц в жидкости
SU953530A1 (ru) Устройство дл измерени физических параметров взвеси
Elder et al. Acoustic streaming resulting from a resonant bubble
RU1826056C (ru) Способ диагностики технологических процессов в суперкавитационных аппаратах
Benes et al. Piezoelectric resonant sensor for sound velocity of liquids
SU871046A2 (ru) Импульсный протонно-резонансный влагомер
Davies The classification of slurries and other suspensions using ultrasonic techniques

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8703260-3

Effective date: 19920904

Format of ref document f/p: F