10 Изобретение относитс к исследовани м физических свойств веществ и может быть использовано дл измерени среднего диаметра частиц нефт ных коксов в электродном производстве , а также дл измерени среднего диаметра измельченных диэлектрических материалов в угольной, .энергетический, химической, строительной , горно-рудной и других отрасл х промьшшенности. Известен способ оценки степени дис персности материалов емкостным методом . Согласно этому способу в изме-. рительную чейку вводитс контролируемое вещество с жидкостью, в зкость и плотность которой известны, а диэлектрическа проницаемость резко отличаетс от диэлектрической проницаемости контролируемого порошка. Контролируемый материал равномерно распредел ют по объему (суспензируют), затем взвешенному в жидкости материалу дают возможность оседать под действием силы т жести. В зависимости от скорости осаждени частиц, пропорциональной их размеру, измен етс концентраци материала между электродами, и следовательно , диэлектрическа проницаемость смеси. По скорости изменени диэлектрической проницаемости суд т о дисперсности материала (ll . Известному способу присущи определенные недостатки. Во-первых, при помощи этого метода можно оценивать дисперсность порош кообразных материалов только в пределах размеров частиц 100-0,5 мк, причем дл порошков т желых веществ верхн граница понижаетс до 5020 мк, так как чем больше размер частицы , тем больше ее вес, тем быстрее она оседает и тем труднее зарегистрировать изменени в суспензии. Во-вторых, этим методом можно определить дисперсный состав только гомогенного по химическому составу матери ла. Если же контролируемый материал представл ет собой смесь частиц различных веществ, то в св зи с их различным удельньм весом не удаетс по скор ти оседани под действием силы т жести определить размеры. В-третьих, на точность измерений указанным способом вли ет температура окружающей среды. Плотность и в зкост жидкостей с изменением температуры мен ютс , это сказываетс -на значении 82 стоксовской посто нной, вследствие этого мен ютс скорости осаждени частиц. В-четвертых, этот способ нельз использовать дл автоматического непрерывного контрол в технологическом потоке, так как он по существу вл етс дискретным - необходимо определенное врем , чтобы частицы осели. Известен также способ контрол степени дисперсности материалов емкостным методом, согласно которому на поверхности изолированного электрода размещают сплошной слой контролируемого материала, толщина которого не менее чем на пор док превышает средний размер частиц, подвод т к слою потенциал и измер ют емкость между слоем контролируемого материала и электродом , а средний размер частиц определ ют по формуле d. емкость системы изолированный электрод - контролируемый материал; диэлектрическа проницаемость вакуума} 1fp - коэффициент пропорциональности ,толш 1на сло диэлектрика, диэлектрическа проницаемость диэлектрика, площадь пластины электрода. Способом можно автоматически непрерывно контролировать непосредственно в технологическом потоке гетерогенный по химическому составу материал в широком диапазоне размеров частиц 23. Однако указанный способ пригоден дл контрол степени дисперсности только токопровод щих материалов, так как в этом случае контролируемый материал должен вл тьс вторым электродом измер емой емкости. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс способ контрол степени дисперсности измельченных диэлектрических материалов , включающий измерение электрической емкости между двум электродами , межэле1 тродное цространство которых заполнено контролируемый материалом СЗ. Данным способом можно контролировать степень дисперсности измельченных диэлектрических материалов, однако точность измерени невысока, так как на диэлектрическую проницаемост смеси измельченный диэлектрический материал - воздух вли ет, кроме раз мера частиц материала, влажность ма териала, неоднородность его по хими ческому составу, температура окружающей среды. Цель изобретени - повышение точ ности измерени . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу контрол степени дисперсности измельченных диэлектрических материалов, включающему измерение электрической емкости между двум электрода1 и, межэлектродное пространство которых заполнено контролируемым материалом электрическую емкость измер ют дваж ды, причем перед вторьм измерением между, электродами помещают не менее одного сло провод щего материа и увеличивают рассто ние между элек дами на величину, равную сумме толщин слоев, а средний размер частиц определ ют по формуле t)w где Cj - емкость между электродами при отсутствии между ними слоев токопровод щего мате ала, емкость между электродами при наличии между ними сло токепровод щего материала; диэлектрическа проницаемость вакуума; диэлектрическа проницаемость воздуха; площадь электрода; число слоев провод щего ма териала коэффициент пропорцйональ ности. Благодар второму измерению емко ти измерительной чейки с контролируемым материалом при наличии сло или слоев провод щего материала меж ду электродами, реализованному размещением пластины из провод щего ма териала между электродами второго емкостного датчика, рассто ние межд которыми больше рассто ни между электродами первого емкостного датч ка на толщину пластины, по вл етс возможность получить значени элект рических емкостей, отличаюищхс дру от друга на величину, равную емкост 2п последовательно соединенных конденсаторов , у которых диэлектоиком вл етс условный воздушный промежуток . Величина емкости.этих конденсаторов зависит от микрорельефа поверхности соприкосновени измельченного контролируемого материала с поверхностью сло провод щего материала и, следовательно, вл етс функцией только размера части контролируемого материала. Предлагаемый способ включает заполнение контролируемым измельченным материалом пространства между двум электродами, измерение енкости между ними, размещение в пространстве между электродами h слоев провод щего материала, изменение рассто ни между электродами таким образом, чтобы оно стало больще прежнего на сумму толщины п слоев провод щего материала, помещенных между электродами, измерение емкости между электродами, определение по измеренным значени м емкостей среднего размера частиц контролируемого материала по формуле {1 ), На фиг.1 изображены электроды емкостного датчика 1, межэлектродное пространство которых заполнено контролируемым материалом 2, а электроды емкостного датчика 1 соединены с измерительным прибором 3, на фиг.2электроды емкостного датчика 1, межэлектродное пространство которых заполнено контролируемым материалом 2 и между которьгми помещен слой провод щего материала 4, а рассто ние между ними увеличено на толщину fc сло провод щего материала; на фиг.З - схематично представлено устройство дл контрол степени дисперсности измельченных диэлектрических материалов со средним диаметром 0,01-10 мм. Емкость Cj между двум электродами (фиг.1) можно представить как емкость трех последовательно соединенных конденсаторов с площадью пластин 5(5- площадь электрода), у двух из которых междуэлектродным изол тором (диэлектриком) служит воздушное пространство толщинойс р (условный воздушный промежуток), пропорциональный среднему радиусу частиц контролируемого материала, а у третьего (среднего) междуэлектродным изол тором вл етс смесь контролируемого материала с воздухом, тол ) ,. KOTOpoio ol равна рассто нию между гэлектродами минус 2о1„ ,,.„ .т.е. 1 , -f , -t 2 1 2d -- -)- . j,- 4 - -t- i 1 S 2 1 1 c--c;-f;r,;;;s 1Л1 где Ц: -т -- емкость конденр Р сатора, междуэлектродным изол тором которого вл етс воздушное пространство толщиной olg - емкость конден сатора, междуэлектродным изол тором которого вл етс смесь контролируемого матери ла с воздухом, толщина которо го равна (3 ЕСМ диэлектрическа проницаемость смеси контроли руемого матери ла с воздухом,i Емкость С jj между двум электродам междуэлектродное пространство которь заполнено контролируемым материалом и между которыми помещен слой провод щего материала, а рассто ние между ними увеличено на толщину t сло пр вод щего материала (фиг.2), можно представить как емкость 6-ти последовательно1 соединенных конденсаторов у 4-х из которых междуэлектродным изол тором служит воздушное пространство толщиной , а у двух смесь контролируемого материала с воздухом толщиной о1 и ( , т.е. d + cJ, .4 , ЕЕ 5 О СМ h слоев провод щего или при наличии материала где п - число слоев провод щего материала . Измерив значени емкостей Cj и С и вычита обратные их значени , полу чим 8 тем5 . вэкв же В ЭКВ в экб() . еэкб ( ) . о в см 0 в см Дл диэлектрических материалов, дл которых ..../10, членом-с в выражении (4) можно пренебречь, так как,например, при увеличении j,B 10 раз значение выра;кени (4) изменитс всего на 0,09(Fj3t 1)Емкость же С (по которой, согласно прототипу, суд т о размере частиц контролируемого материала) при увеличении 6, в 10 раз также увеличитс , т.е. Отсюда 1i. . Е 1 ) Таким образом, вычита обратное значение емкости, полученной при измерении , когда между электродами помещены слои провод щего материала, из обратного значени емкости, полученной при измерении, когда между электродами нет слоев провод щего материала, получаем величину, практически завис щую только от размера частиц и не завис щую от диэлектрической проницаемости контролируемого материала. Устройство дл контрол степени дисперсности измельченных диэлектрических материалов (фиг.З) содержит измерительную чейку 5 пр моугольного сечени из диэлектрического материала, имеющую два сквозных отверсти 6. На внутренних противоположных стенках измерительной чейки 5 расположены одна под другой две пары электродов 7 и 8 емкостных датчиков. Между электродами 8 расположена металлическа пластина 9, котора устанавливаетс в специально вырезанных на противоположных стенках измерительной чейки пазах и крепитс при помо щи эпоксидной смолы. Рассто ние между противоположными стенками измерительной чейки в месте расположени электродов 8 больше рассто ни между противоположными стенками измерительной чейки в месте располо женин электродов 7 на толщину пластины 9. Электроды 7 и 8 соединены со входами измерительной схемы-10, соединенной с вторичным показывающи прибором 11. Измерительна чейка 5 помещена в металлический корпус 1 Устройство работает следующим об разом. Часть или весь поток измельченно го диэлектрического материала, проход щий по наклонному трубопроводу технологической линии, поступает в измерительную чейку 5 устройства Величина площади выходного отверсти измерительной чейки 5 по отношению к величине площади входного отверсти экспериментально подобрана таким образом, что в измерительной чейке 5 обеспечиваетс под 188 держание требуемого уровн столба материала. В данном случае материал должен перекрывать полностью электроды 8 и электроды 7. Сигналы с емкостных датчиков с электродами 7(Cjl и 8( С,|поступают на измерительную схему 10, измер ющую ра зность обратных значений емкостей ра пропорциональна среднему размеру частиц контролируемого материала, проход щего через измерительную чейку между электродами 7 и 8. Сигнал, пропорциональный измеренной разности 1 /С,;- l/Cj , поступает на вторичньй показывающий прибор 11, на диаграммной ленте которого фиксируетс величина среднего размера частиц контролируемого материала. М JL Использование предлагаемогоспособа позвол ет осуществить непрерывный автоматический контроль грансостава диэлектрических материалов непосредственно в технологическом потоке.10 The invention relates to the study of the physical properties of substances and can be used to measure the average particle diameter of petroleum cokes in electrode manufacturing, as well as to measure the average diameter of crushed dielectric materials in coal, energy, chemical, construction, mining and other industries. x industries. There is a method for estimating the degree of dispersion of materials by the capacitive method. According to this method in the change. The target cell is injected with a controlled substance with a liquid, the viscosity and density of which are known, and the dielectric constant differs sharply from the dielectric constant of the controlled powder. The controlled material is uniformly distributed in volume (suspended), then the material suspended in the liquid is allowed to settle under the action of gravity. Depending on the deposition rate of the particles, which is proportional to their size, the concentration of the material between the electrodes, and therefore the dielectric constant of the mixture, varies. The rate of change in dielectric constant determines the dispersion of the material (ll. There are certain drawbacks to the known method. First, using this method, the dispersion of powder-like materials can be assessed only within particle sizes of 100-0.5 microns, and for powders heavy substances, the upper limit decreases to 5020 microns, since the larger the particle size, the greater its weight, the faster it settles, and the more difficult it is to register changes in the suspension. Secondly, this method can be used to determine the dispersion only a homogeneous chemical composition of the material. If the monitored material is a mixture of particles of various substances, due to their different specific gravity it is not possible to determine the dimensions by the speed of sedimentation under the force of gravity. Thirdly, the accuracy of measurements this method influences the ambient temperature. The density and viscosity of liquids change with temperature, this affects the value of 82 Stokesian constants, as a result of which the particle deposition rates change. Fourth, this method cannot be used for automatic continuous monitoring in the process stream, since it is essentially discrete — it takes a certain time for the particles to settle. There is also known a method for controlling the degree of dispersion of materials by a capacitive method, according to which a continuous layer of a controlled material is placed on the surface of an insulated electrode, the thickness of which is at least an order of magnitude larger than the average particle size, a potential is applied to the layer and the capacitance between the layer of the controlled material and the electrode is measured and the average particle size is determined by the formula d. the capacity of the system is an isolated electrode - controlled material; vacuum dielectric constant} 1fp - proportionality coefficient, thickness 1 on the dielectric layer, dielectric permittivity of the dielectric, the area of the electrode plate. The method can automatically continuously monitor directly in the process stream a material that is heterogeneous in chemical composition in a wide range of particle sizes 23. However, this method is suitable for controlling the degree of dispersion of only conductive materials, since in this case the controlled material must be the second electrode of the measured capacitance. The closest to the technical essence of the invention is a method of controlling the degree of dispersion of crushed dielectric materials, including measuring the electrical capacitance between two electrodes, the interelectrode space of which is filled with an NW controlled material. This method can control the degree of dispersion of crushed dielectric materials, however, the accuracy of measurement is low, since the dielectric constant of the mixture of crushed dielectric material — air influences, besides the particle size of the material, the moisture of the material, its heterogeneity in chemical composition, and the ambient temperature. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the method of controlling the degree of dispersion of crushed dielectric materials, which includes measuring the electrical capacitance between two electrodes1 and whose interelectrode space is filled with a monitored material, electrical capacitance is measured twice a day, and before the second measurement between, electrodes place at least one layer of wire material and increase the distance between the electrons by an amount equal to the sum of the thicknesses of the layers, and the average particle size is determined by the shape le t) w where Cj is the capacitance between the electrodes in the absence of conductive material layers between them, the capacitance between the electrodes in the presence of a layer of conductive material between them; dielectric constant vacuum; air dielectric constant; electrode area; the number of layers of conductive material is the proportionality coefficient. Due to the second measuring capacitance of a measuring cell with a monitored material in the presence of a layer or layers of conductive material between the electrodes, realized by placing a plate of conductive material between the electrodes of the second capacitive sensor, the distance between which is greater than the distance between the electrodes of the first capacitive sensor plate thickness, it is possible to obtain values of electric capacitances that differ from each other by an amount equal to the capacitance 2n of series-connected capacitors in which the dielectric is a conditional air gap. The capacitance value of these capacitors depends on the microrelief of the surface of contact between the crushed controlled material and the surface of the layer of conductive material and, therefore, is a function of only the size of the portion of the material being monitored. The proposed method includes filling the space between two electrodes with a controlled ground material, measuring the capacitance between them, placing layers of conductive material in the space between electrodes h, changing the distance between electrodes so that it becomes more than the previous by the sum of the thickness n of layers of conductive material placed between the electrodes, the measurement of the capacitance between the electrodes, the determination of the measured values of the capacitances of the average particle size of the material under test by the formula {1) 1 shows electrodes of a capacitive sensor 1, the interelectrode space of which is filled with a monitored material 2, and the electrodes of a capacitive sensor 1 are connected to a measuring device 3, in Fig.2 electrodes of a capacitive sensor 1, the interelectrode space of which is filled with a controlled material 2 and between which a layer is placed conductive material 4, and the distance between them is increased by the thickness fc of the layer of conductive material; FIG. 3 is a schematic representation of a device for controlling the degree of dispersion of crushed dielectric materials with an average diameter of 0.01-10 mm. The capacitance Cj between the two electrodes (Fig. 1) can be represented as the capacitance of three series-connected capacitors with an area of plates 5 (5 is the electrode area), for two of which an air space of thickness p (conditional air gap) serves as an inter-electrode insulator (dielectric), proportional to the average particle radius of the material being monitored, while in the third (middle) electrode insulator there is a mixture of the material being monitored with air (thickness). KOTOpoio ol is equal to the distance between the electrodes minus 2o1 ",,.". 1, -f, -t 2 1 2d - -) -. j, - 4 - -t- i 1 S 2 1 1 c - c; -f; r, ;;; s 1Л1 where C: -t is the capacitance of the capacitor of the Pa- raator, the interelectrode insulator of which is the air space of thickness olg - capacitor capacitance, the electrode electrode of which is a mixture of controlled material with air whose thickness is equal (3 ECM dielectric constant of the mixture of controlled material with air, i Capacitance Cjj between two electrodes, the interelectrode space of which is filled with a controlled material and between which is placed a layer of conductive material, and the distance between them is increased by the thickness t of the layer of a direct material (Fig. 2), can be represented as a capacitor of 6 series-connected capacitors in 4 of which the air gap is thick as an inter-electrode insulator, and the mixture of controlled material with air in two of thickness o1 and (, i.e. d + cJ, .4, EE 5 O CM, h are conductive layers or in the presence of material where n is the number of conductive material layers. Measuring the values of capacitances Cj and C and subtracting their inverse values, we obtain 8 topics. eqv the same in eq in eqb (). eekb (). o in cm 0 in cm For dielectric materials, for which .... / 10, the term-s in expression (4) can be neglected, since, for example, with increasing j, B 10 times, the expression value (4) changes only 0.09 (Fj3t 1) The capacity C (according to which, according to the prototype, the particle size of the controlled material is judged) with an increase of 6, also increases 10 times, i.e. From here 1i. . E 1) Thus, subtracting the inverse of the capacitance value obtained during the measurement, when layers of conductive material are placed between the electrodes, from the inverse capacitance value obtained in the measurement, when there are no conductive material layers between the electrodes, we obtain a value that practically depends only on particle size and independent of the dielectric constant of the controlled material. A device for monitoring the degree of dispersion of crushed dielectric materials (FIG. 3) contains a measuring cell 5 of a rectangular cross section made of a dielectric material, having two through holes 6. On the inner opposite walls of the measuring cell 5 there are one below the other two pairs of electrodes 7 and 8 of capacitive sensors. Between the electrodes 8 there is a metal plate 9, which is installed in the grooves specially cut out on the opposite walls of the measuring cell and fixed by means of epoxy resin. The distance between the opposite walls of the measuring cell at the location of the electrodes 8 is greater than the distance between the opposite walls of the measuring cell at the location of the electrodes 7 by the thickness of the plate 9. The electrodes 7 and 8 are connected to the inputs of the measuring circuit 10 connected to the secondary display device 11. The measuring cell 5 is placed in a metal case 1 The device works as follows. Part or all of the flow of crushed dielectric material passing through the inclined pipeline of the process line enters the measuring cell 5 of the device. The area of the outlet of the measuring cell 5 with respect to the area of the inlet is experimentally selected so that in the measuring cell 5 is provided under 188 keeping the required level of the material column. In this case, the material must completely overlap the electrodes 8 and electrodes 7. Signals from capacitive sensors with electrodes 7 (Cjl and 8 (C, | go to measuring circuit 10, measuring the difference of inverse capacitance values of the capacitor) are proportional to the average particle size of the material under test. through the measuring cell between the electrodes 7 and 8. A signal proportional to the measured difference 1 / С;; l / Cj enters the secondary indicating device 11, on the chart tape of which the average particle size of the control material. M JL The use of the proposed method allows continuous automatic control of the composition of dielectric materials directly in the process stream.
Фие.2Fie.2