專利名稱：：超聲粒度儀的超聲波換能器頻率確定方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種在線檢測儀器的使用方法，具體說就是采用超聲衰減原理檢測粒度選擇超聲波換能器頻率的方法。技術背景礦石磨選是礦石加工作業(yè)工藝中關鍵工序，尤其其中的選別作業(yè)對礦漿的粒度有嚴格的要求，因為不同的產品在礦石中有不同的嵌布粒度，為實時掌握在線礦漿粒度的變化，通常在連續(xù)生產工藝上安裝超聲波粒度儀進行在線粒度檢測。理論研究和工程實踐都已證明，超聲波在固液兩相流介質中的傳輸衰減是超聲波頻率、介質濃度和粒度的多元復雜函數。有的超聲波粒度儀采用計算衰減方程的方法，但由于過于復雜并且受多種介質參數的影響，實際上效果并不好。目前尚未有使用方便，效果好的超聲粒度儀的超聲波換能器頻率確定方法的報道。
發(fā)明內容針對超聲粒度儀的超聲波換能器頻率確定存在的技術困難，本發(fā)明提供一種使用方便、效果好的確定超聲波換能器頻率的方法。實現上述發(fā)明目的具體技術措施是一種超聲粒度儀的超聲波換能器頻率確定方法，其特征在于按照以下步驟進行1、確定粒度數據從工藝數據調査表或現場勘察測量取得粒度數據并制成粒度分布圖表，分布圖橫坐標為粒度，縱坐標為累積百分比。獲取如下數據最大濃度(『max)、最低濃度(Wmin)、目標濃度(『target)、最粗粒度(Smax)、目標粒度(Starget)。2、確定最高工作頻率從粒度分布數據圖表找出最大粒度(/)max)，使用現有的粒度與頻率關系圖即"PSM原理圖"，根據最大粒度(Z)max)確定最高工作頻率(Fmax);3、確定零粒度靈敏度頻率使用已有的歸一化濃度下粒徑變化的衰減曲線圖(TN圖)確定零粒度靈敏度頻率(凡0);4、制作頻率設計表根據常用超聲換能器頻率，加上最高工作頻率和零粒度靈敏度頻率，制作頻率設計表，頻率設計表中包括超聲波換能器頻率、歸一化濃度下衰減系數(衰減值)i^/T.cm(dB/『cm)、最大衰減系數血ax(dB/cm)。5、査出最高工作頻率下要測量粒度的靈敏度最粗粒度；目標磨礦粒度；最細粒度。6、預測超聲衰減系數使用TN圖預測超聲衰減系數在最高工作頻率和最粗磨礦粒度、最大濃度時的衰減系數、在各常用頻率和最粗磨礦粒度、最大濃度時的衰減系數。7、確定通道頻率按照下面規(guī)則確定兩個通道的頻率1)在最壞的情況下，(總衰減)不能超過65dB。2)目標磨礦的靈敏度應大于15。3)最細的標定粒級的靈敏度應大于5，除非違反規(guī)則1和2。4)通道B應取滿足上述準則的最低頻率。5)當目標磨礦粒度小于53um(270目)，中心頻率可選大于4800kHz。6)當礦漿10%篩上物(P90)大于208um(65目)時，通道B的間距等于2cm或更大。7)通道A頻率應低于零粒度靈敏度頻率凡0。8)通道A間距的設置應保持總衰減大于10dB，小于65dB。本發(fā)明采用分段處理的方法，即用戶在購置超聲波粒度儀時，提供所應用工藝流程的礦漿目標粒度、目標濃度等礦漿性質方面的參數數據，制造廠根據礦漿相關數據計算換能器工作頻率，配置一定頻率的超聲波換能器進行超聲衰減測量并建立標定模型，然后用現場取樣篩分數據來進行標定，可以取得良好的使用效果。本發(fā)明的有益效果按照本發(fā)明提供的方法，可以確保在所計算出超聲波換能器工作頻率內滿足某一磨礦工藝流程中不同粒度分布范圍的礦漿粒度檢測的應用。即使工藝流程礦漿性質超出一定范圍內的變化，按本發(fā)明所提供方法確定的超聲波換能器工作頻率也能適合工藝變化，無須更換超聲波換能器或更換測量裝置，確保磨礦工藝質量控制，提升精礦品位，創(chuàng)造出更大的經濟效益。圖1是歸一化濃度衰減曲線2是粒度與頻率關系3是本發(fā)明具體實施方式中磨礦粒度分布圖。具體實施方式選定一個磨礦實例按照本發(fā)明方法確定超聲波換能器頻率。超聲粒度儀檢測要求粒度分布、溫度、礦物相對密度、礦漿濃度等符合規(guī)范要求。a)、粒度P8(K290um。符合要求。b)、工作溫度—1(TC+5(TC。符合要求。c)、礦漿固體物百分比濃度<60%。符合要求。d)、礦物相對密度2.05.5。符合要求。以下按照本發(fā)明方法程序進行頻率選擇1確定粒度數據從工藝數據調査表或現場勘察取得粒度數據并制成圖表。從工藝調查得到的數據是礦漿固體物百分比濃度最大52%，最小48%。粒度最大0-10%+60目，最小35-55%-200目；經過現場實際測量和分析，積累前期實測的大量數據,得出礦漿固體物百分比濃度平均值是51%，；粒度的平均值是56.8%-200目，并確定最大濃度Wmax=55%，最低濃度Wmin=47%，目標濃度Wtarget=50%，最粗粒度Smax=50%-200目目標粒度Starget=55%-200目。以這些礦槳基本參數作為設計依據。磨礦粒度分布，幾個樣品進行多級篩分，取其接近目標磨礦粒度者數據如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>據此篩分數據做出粒度分布曲線，見圖3。粒度分布曲線用對數擬合，公式F=27.3311n(X)-62.017，相關系數7=0.998。從理論分析和以往的經驗看這個粒度分布基本符合實際情況。從中査出P90-260fim，尸80-18(Vm。2確定最高工作頻率從粒度分布和磨礦數據圖表找出最大粒度Z)max，使用通用的粒度與頻率關系圖即"PSM原理圖(比率特性F1/F2)"，見圖2，根據最大粒度Dmax確定最高允許工作頻率Fmax為2700kHz;3確定零粒度靈敏度頻率使用按公知方法制作的歸一化濃度下粒徑變化的衰減曲線圖(TN圖)見圖1，確定零粒度靈敏度頻率(凡O)650kHz;4制作頻率設計表根據能提供的常用超聲換能器頻率，加上最高工作頻率和零粒度靈敏度頻率，列成頻率設計表。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>5査出最高工作頻率下要測量粒度的靈敏度應用頻率設計表査出最高工作頻率下要測量的粒度的靈敏度:最粗粒度60.03，目標磨礦粒度7.24，最細粒度0.95。6預測超聲衰減系數使用TN圖預測超聲衰減情況。包括在最高工作頻率和最粗磨礦粒度、最大濃度時的衰減系數dB/cm。在各常用頻率和最粗磨礦粒度、最大濃度時的衰減系數dB/cm。最高工作頻率-2700kHz;最粗粒度=50%-200目最大濃度=55%;最小濃度=47%;對應洳ax-509G+200目的曲線，查出(或計算)在5hiax=50%+200粒度、最高工作頻率二2700kHz時的歸一化濃度衰減系數為PF/^=0.3225dB/cm，最大濃度55%的衰減系數是『max'100=0.3225X55=17.74dB/cm依次査出(或計算)各常用頻率和最粗磨礦粒度時的i^/^，并計算相應的最大濃度時的衰減系數，方法同上。將結果記錄在頻率設計表相應欄目中(Fmax以上頻率可不必列出)。7確定通道頻率按照下面的規(guī)則確定兩個通道的頻率1)在最壞的情況下，(總衰減)不能超過65dB。2)目標磨礦的靈敏度應大于15。3)最細的標定粒級的靈敏度應大于5，除非違反規(guī)則1和2。4)通道B應取滿足土述準則的最低頻率。5)只有當目標磨礦粒度小于53um(270目)，中心頻率可選大于4800kHz。6)當礦漿10%篩上物(P90)大于208um(65目)時，通道B的間距等于2cm或更大。7)通道A頻率應低于零粒度靈敏度頻率凡O。8)通道A間距的設置應保持總衰減大于10dB但小于65dB。由頻率設計表可得出，滿足總衰減〈65dB，即dB/cm<26的頻率是2800kHz，但最高工作頻率2700kHz是不允許超過的，因此選擇2700kHz為通道B最高頻率，中心頻率取2250kHz,下邊頻是1800kHz(中心頻率±20%)。間距2.5cm。在此頻率下目標磨礦的靈敏度大于15。通道A頻率，在此情況下別無選擇，只能取中心頻率為500kHz，上鄰頻600kHz，下鄰頻400kHz。間距確定為10cm。最終結果整理成下表，再按上述規(guī)則檢查，確定無誤，結束。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>本發(fā)明方法中"零粒度靈敏度頻率確定"步驟，是本發(fā)明獨有的方法。研究發(fā)現，在一定頻率范圍內，對于不同特性礦漿均存在一個特定超聲波頻率，在此頻率下超聲衰減僅受礦漿濃度的影響，而基本不受粒度變化的影響，因此稱這個頻率為零粒度靈敏度頻率(以下簡稱LFO)。在LFO以外的其它頻率下超聲衰減既受濃度影響，又受粒度影響，工作頻率離LFO越遠，超聲衰減受粒度變化影響越大。并且工作頻率高于LFO則粒度越粗超聲衰減越大;工作頻率低于LFO則粒度越粗超聲衰減越小。因此找出LFO，就可以配置粒度儀的工作頻率。該頻率的確定方法也可以作為準確地確定超聲波濃度計工作頻率的方法。權利要求1一種超聲粒度儀的超聲波換能器頻率確定方法，其特征在于按照以下步驟進行1、確定粒度數據從工藝數據調查表或現場勘察測量取得粒度數據并制成粒度分布圖表，分布圖橫坐標為粒度，縱坐標為累積百分比；獲取如下數據最大濃度(Wmax)、最低濃度(Wmin)、目標濃度(Wtarget)、最粗粒度(Smax)、目標粒度(Starget)；2、確定最高工作頻率從粒度分布數據圖表找出最大粒度(Dmax)，使用現有的粒度與頻率關系圖即“PSM原理圖”，根據最大粒度(Dmax)確定最高工作頻率(Fmax)；3、確定零粒度靈敏度頻率使用已有的歸一化濃度下粒徑變化的衰減曲線圖(TN圖)確定零粒度靈敏度頻率(FL0)；4、制作頻率設計表根據常用超聲換能器頻率，加上最高工作頻率和零粒度靈敏度頻率，制作頻率設計表，頻率設計表中包括超聲波換能器頻率、歸一化濃度下衰減系數(衰減值)PF/W.cm(dB/W.cm)、最大衰減系數Amax(dB/cm)；5、查出最高工作頻率下要測量粒度的靈敏度最大粒度；目標磨礦粒度；最細粒度；6、預測超聲衰減系數使用TN圖預測超聲衰減系數在最高工作頻率和最粗磨礦粒度、最大濃度時的衰減系數、在各常用頻率和最粗磨礦粒度、最大濃度時的衰減系數；7、確定通道頻率按照下面規(guī)則確定兩個通道的頻率1)在最壞的情況下，(總衰減)不能超過65dB；2)目標磨礦的靈敏度應大于15；3)最細的標定粒級的靈敏度應大于5，除非違反規(guī)則1和2；4)通道B應取滿足上述準則的最低頻率；5)當目標磨礦粒度小于53μm(270目)，中心頻率可選大于4800kHz；6)當礦漿10％篩上物(P90)大于208μm(65目)時，通道B的間距等于2cm或更大；7)通道A頻率應低于零粒度靈敏度頻率FL0；8)通道A間距的設置應保持總衰減大于10dB，小于65dB。全文摘要本發(fā)明一種超聲粒度儀的超聲波換能器頻率確定方法，是采用超聲衰減原理檢測粒度選擇超聲波換能器頻率的方法。其步驟包括確定粒度數據、最高工作頻率、零粒度靈敏度頻率、制作頻率設計表、預測超聲衰減系數、確定通道頻率。按照本發(fā)明提供的方法，可以確保在所計算出超聲波換能器工作頻率內滿足某一磨礦工藝流程中不同粒度分布范圍的礦漿粒度檢測的應用。即使工藝流程礦漿性質超出一定范圍內的變化，按本發(fā)明所提供方法確定的超聲波換能器工作頻率也能適合工藝變化，無須更換超聲波換能器或更換測量裝置，確保磨礦工藝質量控制，提升精礦品位，創(chuàng)造出更大的經濟效益。文檔編號G01N29/04GK101241064SQ20081001000公開日2008年8月13日申請日期2008年1月2日優(yōu)先權日2008年1月2日發(fā)明者單淑娟,崔祜林,李士偉,李少華,李明東,健楊,熊向前,純白,羽白,蘇應新,郭衍斗,陳立永申請人:丹東東方測控技術有限公司