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" D' L4 w- j9 m6 T d; a9 h摘要:针对国内粉末生产过程中粒度分布检验的滞后性，提出了在线颗粒分析仪智能控制系统设计。通过1 O7 u4 y2 ~' z- A9 [# r
控制采样速度和喂料速度实现样品的在线分析，并实现分析数据的实时采集和传输，实现在线监控。实验结果! I. t+ ]" \- J4 C" N1 N1 S% C
表明，该系统测试范围达到4 ~300um，可持续工作8小时，延时小于1分钟，测试准确度、重复性均达到在线控
; c3 }$ r3 F! g1 [0 B# ]# ^. T% o制的需要。
' O) g5 `1 L% O: O, _' ]. Q1 s' m1 {& j7 v3 T2 W. `! r( C7 z
关键词:智能控制:粒度分析:喂料;单片机2 ]' X' ], }' T ^' g4 |; U0 o B
5 f8 @" h, S" H& T6 _ n, c) T, Q0引言8 M1 t5 w! t! l9 k3 L/ ~
在. [农业生产和科学研究中很多原料和产品都是以) u2 D* O5 l( g
粉体形态存在的，如水泥、碳制品、金属颗粒、磨料
# {0 F6 W. J6 z, M* c- w等，粉体加工涉及冶金、化工、医药、食品、文物保护
# J6 L8 k: b* H: T; c# F. D等诸多领域。粉体检测的第一指标是粒度，粒度分布对8 u5 @- n: f, i' R
产品的质量和性能起着重要作用，比如水泥的强度和凝7 }" I1 n3 m& Y4 v) H
结时间、金属颗粒的生产与烧结质量、各种矿物填料的
" U- f0 ^/ o4 x; @* a1 ~质量和性能等都与相应的粒度分布直接相关.因此，在0 x5 h K1 [! S% a7 L
粉体生产中如何有效控制和测量粒度分布情况对提高产
) h% p9 y# q6 P! n/ V1 J8 l# n品质量、降低能源消耗、控制环境污染、保护人类健康! j; U% P, @2 D
都具有重要意义“。
9 w0 K6 m% \) z4 o8 X/ T7 q粉末生产过程中实时了解颗粒粒度分布对于控制工
, ~9 M! C* W9 A% @' {$ W艺、指导生产都是非常重要的。而以往的实验室控制往
- w8 f. t5 a# o; ]& l往是滞后的，这种离线颗粒检测方法已经越来越不能满7 s ?" L' n$ _4 Z! s
足实际需求，实时的在线颗粒分析技术已变得非常迫
- M( T) s$ d" T! ?切。目前国内尚无有效的在线测试方法，而国外在线产7 m C x+ q7 H* d5 R
品价格均在百万元，因此急需我们研发出自己的经济实 d4 C2 a6 z$ }, ]+ D7 S/ Z
用的在线颗粒分析仪智能控制系统。
$ e. b+ n- _! U系统前端检测方法
6 ?! r. `' {3 }, `$ U1 p' \目前，国内外常用的粒度测试方法主要有筛分法、5 z& m, j: e' }! m! S% A5 L
沉降法、超声波测量法、激光法等。其中，筛分法对小' K$ K) B. J% ?- I( k' L$ G
于44 μ m的颗粒很难测定，沉降法虽使用较广泛，但不仅
; I3 ?9 s; w* }) y' n测量时间长，月测量结果常取决于操作人员的技术水0 r3 ]9 K' A* x6 S
平，这就不能实现对生产的在线实时控制2。itui 超卢波测/ q$ C3 s; V% C3 H$ v
量法也存在着对工作环境和传感器要求很高，探头装置) `( Y. L) i* e: u. l$ v
需要经常标定，给维护带来困难等问题。
0 B* q; V ~8 c! P% N2 m比较而言，激光衍射法测量速度快，测量过程自动- ^! X4 T8 C7 Z
化程度高，衍射谱仅与颗粒大小有关的优点而得到了广
/ w# C) u% l; m r7 \: q, k0 z) x泛的应用。本分析仪前端检测正是基于这种技术进行工
, g! D, u5 D1 \1 G$ r: F1 `5 X/ l作的。这种技术根据夫琅和费衔射原理设计，由氦氖激.
, j; ]0 ~! s+ i, c光器发出单色光，经滤波和扩束后获得平行光束，当该平
0 P) N, K; J4 y. S* j行光照射到样品窗中的颗粒群时便会产生光的衍射现.
) j: Z# k6 G. I. U |象，衛射光的强度分布与测量区中被照射的颗粒直径和.
% n$ w; a- Z) H; A0 ?1 r6 b, g颗粒数有关，在样品窗的后面放置个由多个同心半圆 I3 S9 |7 F' M2 F+ ~2 L
环组成的多元光电探测器，将照射到每个环面上的衍射/ r4 O W v7 ?0 T
光能量转换成电信号输出8。' _4 G& u! {" x c
2) v0 {& R5 f; B% O3 y' Y3 x
系统硬件设计! \ c7 T# @) y8 r/ K+ e; q
在线颗粒分析仪智能挖制系统是指通过控制采样速
$ J3 b O# H& y+ q% w. j6 z度和喂料速度实现样品的在线分析，并实现分析数据的
, R- f4 U# ], t. c实时采集和传输，实现在线监测。本设计硬件部分包括% k# m7 W& ]6 _1 H1 P
两大模块，分别为智能采样控制模块和数据采集传输模
: o, ^( d+ _3 ~& \9 {" K* s' s块。智能采样控制模块实现采样电机的可调速采样和喂; ]0 g1 u; M8 O( E; [; y8 M
料线圈的可调速喂料。9 r$ y5 u. y* v! r
' D2 {' o0 Z6 d9 V! P' t附件下载：
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发表于 2020-1-20 17:03
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