CC BY
98
3. Определение энергосиловых параметров процессов обработки металлов давлением косвенным методом / A.A. Радионов, Д.Ю. Усатый, A.C. Карандаев и др. - М.: 2000. Деп. в ВИНИТИ 20.04.00, № 1085-В00. 10 с.
4. Исследование энергосиловых параметров холодной прокатки листа на стане 2500 ОАО "ММК" / В.М. Салганик, A.A. Радионов,
B.А. Антипенко, В.В. Андросенко // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2000. Вып.5.
C. 114-120.
5. Исследование энергосиловых параметров холодной прокатки листа на стане 2500 ОАО "ММК" / A.A. Радионов, В.М. Салганик,
B.А. Антипенко, В.В. Андросенко // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2000. Вып. 5.
C. 114-120.
6. Разработка устройства сбора данных для исследования параметров электроприводов в промышленных условиях / С.Н. Басков, Д.Ю. Усатый, A.A. Радионов и др. - М.: 1999. Деп. в ВИНИТИ 14.12.99, № 3700-В99. - 12 с.
УДК 621.2
АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ВЛАЖНОСТИ ТВЁРДЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПОТОКЕ
Б. П. Искандаров*, П.И. Каландаров**
Азиатский Тихоокеанский университет технологии и инновации (11СТ1), Малайзия, г. Куала-Лумпур [email protected] Ташкентский государственный технический университет, Узбекистан, г. Ташкент. Polvon [email protected]
В статье рассматриваются вопросы проектирования микроволновой системы на базе сверхвысокочастотного метода, где СВЧ-модулъ предназначен для определения влажности твёрдых сыпучих материалов, транспортируемых на конвейерах.
В горнорудной отрасли на долю твёрдых сыпучих материалов, таких, как коксика и гранулированной аглошихты приходится значительный объем сырья и готовой продукции. Автоматизация таких
сложных технологических процессов требует применения высокоточных экспресс-методов контроля электрофизических параметров сыпучих материалов, оказывающих существенное влияние на качественные
показатели конечной продукции и обеспечивающих надежный эффект
-
ления.
Из [1] известна проблема построения автоматизированных систем контроля свойств и характеристик сыпучих материалов горнорудного производства, требующего решения целого комплекса задач, наиболее общими и значительными из которых являются:
- нахождение эффективных методов первичного измерительного преобразования, подлежащих автоматическому контролю электрофизических свойств материала в выходной сигнал, которые позволяли бы достигать требуемой достоверности, точности и быстродействия процесса измерения;
- приборная реализация методов, обеспечивающих надежную и
-
.
-
держки автоматизированных систем управления технологическими процессами контроля влажности СВЧ-методом для таких материалов, как коксик и гранулированная аглошихта в горнорудном производстве до настоящего времени остаются нерешенными и далекими от своего исчерпывающего завершения [2].
Для реализации системы контроля влажности в технологических
потоках коксика и аглошихты при производстве агломерата, требуется
,
-
. -
вания и реализации единого информационного обеспечения в составе
интегрированных АСУ ТП с одновременным достижением точности и
-
мации, циркулирующей в подсистеме поддержки принятия управлен-.
-
раметров СВЧ-влагомеров. Разработанные и рекомендованные принципы, методы и алгоритмы заложены в основу функционирования информационного обеспечения подсистемы АСУ ТП, в том числе автоматического контроля влажности материала. Разработана экспериментальная установка, позволяющая комплексно изучать электрофизические характеристики рассматриваемых материалов, раскрывать мно-
гофакторные зависимости "свойства исследуемого материала-электрические параметры", которые необходимы для определения со.
Анализ литературных источников [1, 3, 6-12] показал, что для класса рассматриваемых твердых сыпучих материалов, наиболее перспективны СВЧ-методы, в основу которых положено взаимодействие
электромагнитного поля с влажным материалом. Основным информа-
-
ляется величина затухания электромагнитной волны. Она в два раза чувствительнее фазового метода, и в шесть раз чувствительнее метода отражения. СВЧ влагомеры обладают лучшими метрологическими свойствами [3], более широким диапазоном по параметру преобразования, высоким быстродействием и точностью. Последнее обусловле-
-
риала, неравномерности распределения влаги в нем и неоднородности его структуры. Благодаря применению полупроводниковых генераторов и регулирующих элементов, влагомеры СВЧ, построенные на современной микроэлектронной базе, отличаются большой надежностью, малыми габаритами и невысокой стоимостью [4].
-
ношения влаги материала будет в том случае, если измерение проводить по нескольким параметрам - основному (т.е. величине затухания) и корректирующим (коэффициенту отражения и фазовому сдвигу электромагнитной волны).
Все известные влагомеры СВЧ диапазона классифицируются по различным признакам, информативному параметру, схемному разме-
.
Как в отечественной, так и в зарубежной практике при реализации
метода исходят из следующих предпосылок, ведущих к построению
:
1. Информационным параметром служит амплитуда проходящей сквозь материал волны;
2. Информация о влажности представляется в виде функции двух параметров переменных (ослаблением АА СВЧ энергии и фазовым
).
-
, -
держать СВЧ-генератор, делитель мощности, передающую и приемную антенны, кювету с крышкой для размещения исследуемого мате-
риала, управляемый аттенюатор, коммутатор, детектор, усилитель, перемножитель, генератор тока и индикатор.
Однако использование известного устройства для измерения влажности аглошихты в технологическом потоке связано с определенными трудностями, обусловленными отсутствием определенности в режиме управления кюветой с исследуемым материалом, точного времени запуска работы СВЧ генератора и включения в реверсирование двигателя для приведения устройства в исходное положение.
Предложенная схема проектируемой системы для определения влажности в технологическом потоке твердых сыпучих материалов представлена на рис.1.
9
Рис.1. Блок-схема системы для определения влажности аглошихты в технологическом потоке: 1 - СВЧ-модулъ, 2 - измерительная станция, 3 - контролируемый образец, 4 - вычислительное устройство, 5 - блок индикации, б - блок управления загрузкой и разгрузкой пробоотборника, 7 - регулируемая подвеска с измерительной камерой, 8 - шаговый привод для регулирования по высоте, 9 - ленточный конвейер.
Известно [5,6], что в основу использования СВЧ метода измерения влажности заложена зависимость параметров взаимодействующей с контролируемым материалом электромагнитной волны, от его диэлектрических характеристик. При этом наиболее влияющими величинами при измерении влажности являются плотность и температура рассматриваемого материала. Плотность определяет количество сухого материала и влаги в контролируемом объеме, поэтому от неё зави-
.
Влияние температуры материала на его диэлектрические свойства обусловлено тем, что колебание температуры () приводят к изменению энергии связи влаги с материалом и к перераспределению влаги между компонентами материала. Поэтому изменение диэлектрических параметров зависит от средней энергии связи влаги с материалом, т.е. от его влажности (¡Vм )• В этом случае также необходимо произвести
расчетные операции по определению оптимальной зависимости АА и А(р от Жм с учетом ЬЛ°м .
Анализ работ [1,6,7], подтверждает, что СВЧ-модель обеспечивает
повышение степени автоматизации процесса измерения и получения
-
ющих факторов плотности (давления) и температуры материала. Она достигается оперативным вводом этих параметров в вычислительное устройство и использованием их в математической модели процесса измерения, при расчете значений влажности [{' м исследуемого мате.
--
ка и аглошихты рекомендуется реализация приборно-аппаратурного
обеспечения системы с применением СВЧ-модуля со следующими
:
- диапазон измерения влажности 5-18%;
:
- при крупности составляющих шихты 0-1 мм (± 0,5-0,75%);
- при крупности составляющих шихты 1-5 мм (± 0,1%);
- время измерения 90-120 с.
-
ров необходимо разработать методику оценки их качества. В основу
,
включающий в себя доминирующие единичные показатели: точность,
.
Список литературы:
1. Кричевский Е.С. и др. Контроль влажности твердых и сыпучих материалов. -М.: Энергоиздат,1987, -136 с.
2. Каландаров П.И., Искандаров Б.П, Абдримов Ф.А. Автоматизированная система контроля параметров технологических процессов в производстве аглошихты. XYII - Международная научно-практическая конференция Инновация-2012.Ташкент, 2012. С.203-205.
3. Исматуллаев П.Р., Каландаров П.И. Сверхвысокочастотная вла-гометрия и проблемы метрологического обеспечения. //Приборы. 2011 -№7. - С.40-44.
4. Каландаров П.И., Собиров З.А. Информационно-измерительные системы приборов контроля технологических параметров. //Стандарт. 2010. -№1. - С.35-36.
5. Kalandarov P.I., P.R. Ismatullaev, H.A. Usmanova, "The control of information transfer reliability in intellectual control system on the basis of statistical redundancy". // "Sixth World Conference on Intelligent Systems for Industrial Automation -WCIS-2010". Tashkent. 2010. -p.67-69.
6. Исматуллаев П.Р., Тургунбаев А., Машарипов Ш.М. Преимущество сверхвысокочастотного метода измерения влажности хлопка-сырца. //Вестник ТашГТУ. Ташкент. -2011. -№1-2. -С.47-49.
7. Берлинер М.А., Иванов В.А. Характеристики влагомеров СВЧ. Приборы и системы управления. 1997. -№3. - С.27-30.
8. Бензарь В.К. Техника СВЧ влагометрии. Минск. Высшая школа, 1974.-349 с.
9. Сайтов Р.И. СВЧ-влагометрия продуктов сельского хозяйства. -Уфа, 1999.-52 с.
10. Дмитриев А. Федюнин П.А., Казьмин А.И. Неразрушающий
-
лов/ А. Дмитриев, //Вестник ТГТУ. - Тамбов: ТГТУ. - 2008. -№2. -С.299 -309.
11. Патент №2330268, МПКЛ G01N22/04 СВЧ способ контроля влажности твёрдых материалов/ П.А. Федюнин, Д.А. Дмитриев, А. Дмитриев, Н.П. Фёдоров (РФ). - №2006130341. Заявл. 22.08.06, 0публ.27.07.08. Бюл. №21.
12. Панов A.A. Микроволновая интроскопия при неразрушающем
/
А.А.Панов, П.А.Федюнин, Д. А. Дмитриев//Вестник ТГТУ. - 2007. №7. - С.34-38.
