Номер части:
Журнал

ИЗМЕРИТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ФЕРРОМАГНИТНОГО КОМПОНЕНТАВ ПОРОШКООБРАЗНОМ МАТЕРИАЛЕ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА



Науки и перечень статей вошедших в журнал:


Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Анотация:
Ключевые слова:                     
DOI:
Данные для цитирования: . ИЗМЕРИТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ФЕРРОМАГНИТНОГО КОМПОНЕНТАВ ПОРОШКООБРАЗНОМ МАТЕРИАЛЕ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА // Евразийский Союз Ученых. Технические науки. ; ():-.





Контроль технологических процессов обогащения является важнейшей составляющей процесса управления горно-обогатительным производством, поскольку качество конечного продукта в значительной степени определяется качеством исходного сырья. Основная цель контроля – измерение качественных показателей продукта. Важнейшим из таких показателей является массовая доля ценного компонента. Достоверное и своевременное знание данного показателя позволяет контролировать и регулировать технологический процесс, обеспечивая требуемое качество конечного продукта.

В настоящее время для контроля массовой доли ценного компонента в рудахиспользуют химический, рентгенофлуоресцентный или магнитометрический метод. Рентгенофлуоресцентный и магнитометрический методы требуют применения дорогостоящей громоздкой измерительной аппаратуры. Химический метод наиболее точен, но требует длительного времени для проведения анализа.

Одним из вариантов оперативного анализа содержания ценного компонента в продуктах обогащениячерной металлургии является применение измерителя на основе индуктивного преобразователя[1].Исследования, проведенные для проб магнетитовой руды различной крупности, показали высокую чувствительность индуктивного преобразователя к изменению содержания железа в материале[2].

В качестве выходной величины при измерениях удобно использовать относительное изменение индуктивности преобразователя:

На рис. 1 представлена зависимость параметра (в процентах) от концентрации железаb в порошкообразном материале различных стандартных значений крупности: 100, 74, 63, 44 и 20 мкм. Результаты получены при использовании в качестве пробоотборника стандартной медицинской пробирки, объем которой в несколько раз превышает минимально допустимый объем пробы и индуктивного преобразователя с собственной индуктивностью L0 = 7,9 мГн  и активным сопротивлением r = 52,2 Ом.

Рисунок 1. Зависимость относительного изменения индуктивности

преобразователя от массовой доли железа

Как видно из графиков, крупность материала оказывает существенное влияние на результат измерений[3].

Для построения функционально законченного прибора параметр  необходимо преобразовать в электрический сигнал. Количественную оценку такого преобразования удобно проводить на примере классической мостовой схемы переменного тока (рис. 2, а). Если включить индуктивный преобразователь вместо L1и задаться условиями L1 =L2r1= r2R3 = R4, то, при частоте питающего напряжения 1 кГц, функция преобразования измерительной схемы будет иметь вид, показанный на рис. 2, б.

Из графика видно, что приведенная простейшая измерительная схема имеет достаточно большую чувствительность. Это определяет высокую помехоустойчивость измерительного тракта и позволяет упростить схему прибора за счет исключения звена усиления сигнала.

   

а)

б)

Рисунок 2. Измерительная схема (а)и её функция преобразования (б)

Простота, надежность и высокая чувствительность индуктивного преобразователя делает перспективным создание на его основе измерителя для оперативного измерения содержания железа в порошкообразных пробах горно-обогатительного производства.

Концепция создания такого прибора предполагает простоту использования, достаточную точность и высокую надежность при эксплуатации в производственных и полевых условиях. Рациональным является построение прибора с независимым питанием и возможностью согласования с современными средствами мобильной связи и обработки информации.

На рис. 3 показан вариант структурной схемыизмерителя. Прибор работает следующим образом.

Пробоотборник с материалом помещается в индуктивный преобразователь. С помощью задатчика 7 устанавливается крупность материала пробы. Микроконтроллер 6 в зависимости от крупности выбирает режим виброподготовки и подает сигнал преобразовательному устройству 9 механического встряхивателя8. Встряхиватель обеспечивает режим механических колебаний пробоотборника, при котором происходит дезориентация намагниченных частиц порошка, а также устранение несплошностей в материале пробы.

Рисунок 3. Упрощенная структурная схема измерителя:

1 – пробоотборник с материалом; 2 – индуктивный преобразователь;

3 – измерительная схема;4 – генератор возбуждения измерительной схемы;

5 – активный выпрямитель; 6 – микроконтроллер; 7 − задатчик крупности;

8–встряхиватель; 9 – преобразовательное устройство

Режим виброподготовки обеспечивается заданием амплитуды, частоты и длительности колебаний для каждого значения крупности материала.

После виброподготовки микроконтроллер 6 включает процесс измерения, запуская генератор 4, который обеспечивает питание измерительной схемы 3 переменным напряжением. Сигнал, снимаемый с измерительной схемы, преобразуется активным выпрямителем 5 в сигнал постоянного тока, который подается на аналоговый вход микроконтроллера. Микроконтроллер, анализируя аналоговый сигнал, в соответствие с заданной крупностью, рассчитывает массовую долю ферромагнитного компонента. Расчет производится на основании аналитических зависимостей, описывающих графики, приведенные на рис. 1 и рис. 2, б. Полученное значение концентрации отображается на индикаторе 10.

Конструкция встряхивателя, схемотехника измерительной схемы, активного выпрямителя и преобразовательного устройства, алгоритм работы управляющей программы микроконтроллера определяются условиями эксплуатации прибора, минералогическим составом исследуемого материала и требованиями к точности измерений.

Представленная структура может быть аппаратно реализована в виде компактного, недорогого, простого в обращении и надежного прибора для экспресс-оценки содержания ферромагнитного компонента порошкообразных проб в цехах обогатительного производства, а также в полевых условиях горно-добывающей отрасли.

Список литературы:

  1. Вечеркин М.В., Шавакулева О.П., Емелина Е.Ю., Шевченко С.Г. О возможности применения индуктивного преобразователя для экспресс-оценки содержания железа в порошкообразном материале. Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: материалы 69-й научно-технической конференции. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2011, Т.2. − С. 28-29.
  2. Шавакулева О.П.,Вечеркин М.В.,Харрасов Д.Р., Чернов Д.В.Экспресс-оценка массовой доли железа в порошкообразных материалах. Наука и производство Урала №10, 2014. − С. 116-117.
  3. Шавакулева О.П., Вечеркин М.В. Влияние крупности ферромагнитных минералов на магнитные свойства. Горный информационный аналитический бюллетень. М.: МГГУ, 2006. №1. − С. 340-342.
    ИЗМЕРИТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ФЕРРОМАГНИТНОГО КОМПОНЕНТАВ ПОРОШКООБРАЗНОМ МАТЕРИАЛЕ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
    Обосновывается возможность применения индуктивного преобразователя для измерения массовой доли железа в продуктах добычи и обогащения железорудного сырья. Приведены экспериментальные зависимости выходной величины индуктивного преобразователя от концентрации полезного компонента и крупности материала. Показана высокая чувствительность преобразователя и измерительной схемы к изменению входной величины.Описана структура и принцип работы прибора, основанного на применении индуктивного преобразователя.
    Written by: Вечеркин Максим Викторович, Песина Юлия Александровна, Шавакулева Ольга Петровна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 03/02/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_27.06.2015_06(15)
    Available in: Ebook
Список литературы:


Записи созданы 6774

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх