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+ S7 G. o+ d% O4 V# y$ t
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9 L. }* O/ H. B; R/ N h
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
8 ~; m, {& k6 ?8 v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5 h: P \+ N# }5 }" F8 l1 I
制的需要。
6 @# p! Z" F' h7 W9 ]8 G; Q& Q9 {2 b5 [6 r- @
关键词:智能控制:粒度分析:喂料;单片机
! q3 _. K7 Q$ D! l$ m/ J
7 R3 A& t2 ^* v0引言
; {" ~4 g! ^/ ?2 `" z在. [农业生产和科学研究中很多原料和产品都是以
. I# J9 P1 w- Y' L2 G粉体形态存在的，如水泥、碳制品、金属颗粒、磨料* C4 e( D& g! |" r7 h
等，粉体加工涉及冶金、化工、医药、食品、文物保护
+ g- ~% e; V' [, P) n9 t/ ~等诸多领域。粉体检测的第一指标是粒度，粒度分布对% Y+ v( T8 Z# D7 k" L: ^( l# t
产品的质量和性能起着重要作用，比如水泥的强度和凝
* ^& T6 N$ f& a% A% C结时间、金属颗粒的生产与烧结质量、各种矿物填料的
# ~; ?5 n, u$ {% F; m* t/ U质量和性能等都与相应的粒度分布直接相关.因此，在7 m/ J2 z1 R& B2 u) c" W! K
粉体生产中如何有效控制和测量粒度分布情况对提高产# U% V6 N; r6 |4 m) B6 p7 _
品质量、降低能源消耗、控制环境污染、保护人类健康
$ `" w0 c e; A. U }+ E: [& Y都具有重要意义“。
) A+ w: ]8 F( p. u% M5 n粉末生产过程中实时了解颗粒粒度分布对于控制工
6 A; l+ p( I6 j3 `. Z; M艺、指导生产都是非常重要的。而以往的实验室控制往0 u9 Q, y/ V- z6 K, u b" d5 e
往是滞后的，这种离线颗粒检测方法已经越来越不能满
y% W* [" C) x& S足实际需求，实时的在线颗粒分析技术已变得非常迫
4 I+ L: @5 W" I u6 j切。目前国内尚无有效的在线测试方法，而国外在线产
" `3 f9 V" @$ x0 x3 m6 }* F1 {品价格均在百万元，因此急需我们研发出自己的经济实
: r7 C, v# c7 E. `; Y1 |用的在线颗粒分析仪智能控制系统。
9 o' o: a0 B$ F1 h; {6 N6 O+ f系统前端检测方法0 I8 L/ g, J! E, K- f
目前，国内外常用的粒度测试方法主要有筛分法、
1 E& d) A1 B+ E4 t( m0 o沉降法、超声波测量法、激光法等。其中，筛分法对小' t% I0 [/ B5 R5 O; H* c; h$ ^+ J
于44 μ m的颗粒很难测定，沉降法虽使用较广泛，但不仅
; V3 k( D3 r" R! d测量时间长，月测量结果常取决于操作人员的技术水5 M+ k3 D# j( H! |$ I% ^' t( s
平，这就不能实现对生产的在线实时控制2。itui 超卢波测 W3 G0 F6 X* s' ^7 d- }9 l
量法也存在着对工作环境和传感器要求很高，探头装置' U6 i4 w+ H" m; h! S7 I+ W
需要经常标定，给维护带来困难等问题。, @! r Z5 I& ?: r
比较而言，激光衍射法测量速度快，测量过程自动
) ~8 d* A2 L5 N0 y6 I1 Z8 F化程度高，衍射谱仅与颗粒大小有关的优点而得到了广
$ D, C" P' l; Z4 {' p; r泛的应用。本分析仪前端检测正是基于这种技术进行工
{; I5 a' q: `, g/ `% J+ ?( [" W作的。这种技术根据夫琅和费衔射原理设计，由氦氖激.; o7 Z# X* K0 {% n$ J. ^! B
光器发出单色光，经滤波和扩束后获得平行光束，当该平9 q5 I- B/ r A* o4 Q
行光照射到样品窗中的颗粒群时便会产生光的衍射现.
9 I; K& @- r0 r2 |象，衛射光的强度分布与测量区中被照射的颗粒直径和. e, K- v9 Y; J1 J3 e1 y( y
颗粒数有关，在样品窗的后面放置个由多个同心半圆% [( f/ P& i, O
环组成的多元光电探测器，将照射到每个环面上的衍射
6 `8 p! B0 y, q* N光能量转换成电信号输出8。5 A7 H# d2 n( |7 q
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$ h& P. `: R) ~系统硬件设计5 r# E8 e1 ~9 n% K8 r/ i9 ^
在线颗粒分析仪智能挖制系统是指通过控制采样速# C0 c6 ]" s% y8 ^* s+ v2 p
度和喂料速度实现样品的在线分析，并实现分析数据的
6 e* F3 r$ J5 U! K实时采集和传输，实现在线监测。本设计硬件部分包括
2 c) R# P' H" n两大模块，分别为智能采样控制模块和数据采集传输模& G) v: A; d' T+ ^& G
块。智能采样控制模块实现采样电机的可调速采样和喂
. A7 R; c' u7 u7 h' h料线圈的可调速喂料。$ D0 E: c2 ]: q
0 I0 _3 B( v- e4 `8 @+ t% f( Y& Y附件下载：
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发表于 2020-1-20 17:03
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