[其他]干法分散水泥粒度程控激光分析裝置

無效

• 申請號: 87211407
• 申請日: 1987-08-03
• 公開（公告）號: CN87211407U
• 公開（公告）日: 1988-07-06
• 發明（設計）人: 任中京;董克敬;王少清;李兆鈺;曹杰;張學緒
• 申請（專利權）人: 山東建材學院
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;G01N15/02
• 代理公司: 山東省專利服務處
• 代理人: 陸培華,馬健

本實用新型屬于光學信息處理與粉體工程交叉技術領域。

水泥的顆粒級配對其凝結速度和水泥制品的強度有重要的影響。

目前我國水泥廠普遍采用篩分法檢測粒度，即測量80微米方孔篩的篩余，又稱為細度。篩分法的主要缺點是重復性很差，而且篩余相同的水泥顆粒級配可能相差很大，常需以透氣法測比表面積作為補充。

國標GB2939－82規定測定水泥顆粒級配使用沉降天平。沉降法的主要缺點是速度太慢，顆粒越小沉降時間越長。測量到1微米的顆粒，需要連續沉降三天三夜。

國外近十幾年出現了離心沉降法X射線沉降法，電感應計數法，圖象分析法等較先進的粒度分析法。因為這些方法對使用環境要求很高也很少為水泥行業采用。

八十年代，英、法、美、德等國相繼把衍射式粒度儀投放市場，此類儀器以其測量速度快而受到人們關注。國內至今還沒有生產此類儀器的廠家。

國外此類儀器的主要問題是結構復雜、價格昂貴均采用濕法分散技術，需要耗費無水煤油等液體作為分散劑，因此仍不便于在線檢測。

本實用新型的研制目的是：

1.提供一種快速簡便無需消耗分散劑的粉狀物料干式分散方法。

2.提供一種可用水泥生產線上實時監測水泥顆粒級配的粒度分析裝置。

本實用新型在粉末分散中采用了干法分散技術，即使用空氣作為分散介質，利用空氣與粉末混合后的氣固兩相流，流經分散器時管徑的突然擴張和形成的湍流達到顆粒間相互分散，同時保證了顆粒群的粒度組成不變。為了提高分散效率可輔以超聲發生器。經分散后的氣固兩相流在縫式噴咀前形成一個顆粒群薄層接受測量。

本實用新型在顆粒測量中采用信息光學技術與電子計算機技術相結合依靠測量水泥顆粒群的激光衍射譜來分析其顆粒的粒度分布。全部操作實現程序控制。

本實用新型全部裝置由四部分組成，見圖1。（1）－（6）為光學系統其主要功能是測量顆粒群的功率譜；（7）是電子放大系統，其主要功能是將功率譜放大與數字化并送入微機；（8）－（9）是電子計算機與打印機組成的數據處理系統，對系統實行程序控制。（10）－（16）為干式粉體采樣與分散系統。四系統的工作原理與與技術要求詳述如下：

光學系統由激光器（1）；擴束鏡（2）；針孔濾波器（3）；準直透鏡（4）；付立葉變換透鏡（5）；和陣列式光電探頭（6）組成。

光源采用氦氖氣體激光器，發出紅光波長6328，額定輸出功率2－5毫瓦。激光經擴束與高頻濾波之后由準直鏡將其變為嚴格的平面波照在待測樣品的顆粒上，被顆粒衍射的光束由付立葉變換透鏡匯聚在后焦面上，得到顆粒群的衍射圖樣。后焦面上67單元光電探測器，接收衍射圖的功率譜，并轉化為電信號。

付立葉透鏡焦距視被測物的功率譜復蓋范圍而定，對水泥可采用300毫米，針孔濾波器孔徑為10微米。國內市場有成品出售。陣列式光電探測器，各單元分布見圖2.32個半環形單元用來探測衍射圖的徑向分布。32個楔狀單元用來探測衍射圖的角分布。為了定中心，在探測器中心設置了四象限探測單元，1、2象限聯結后作為環形探測器第一單元，共67單元。

本探測器光學性能：

響應度0.2mA／mW（6328）

單元響應均勻性＜±15％

暗電流＜0.1μA

飽和電流＞1.7mA

動態范圍1－10⁴

響應時間20－200μS

反向耐壓＞5V

串接因子＜1％（電學方法）

電子放大系統（7）的功能是將陣列式光電探測器OD得到的光電信號經放大與模數轉換送入AppleⅡ計算機，本系統的硬件邏輯圖見圖3。

I／V1－67為67路電流電壓轉換放大器，它可將陣列式光電探測器OD輸出的光電流轉換為毫安級電壓信號并放大。

采樣保持器p1－67可將67路電壓信號同時保持起來，以便依次處理。采樣由兩種方式觸發：選擇開關K1置于a，由機內發觸發信號C₄；K1置于b，則通過按鈕n，由機外觸發。D為驅動器。

多路轉換開關K根據計算機發出的選路控制信號C₃，每次取出一路供處理，T為譯碼器，其作用是將機器碼轉換為控制信號。

自動變量程電路M根據采集信號的大小自動選擇1、2、4、8倍不同的量程，并把倍率信號S送入計算機。M的動作由計算機發出的自動量程控制信號C₂控制。