超声波矿浆浓度检测系统的设计与研究

发布时间：2021-05-11 21:02

　　在铁精粉的生产中,越来越多的选矿厂采用干排法来处理主要的废弃物—尾矿。在尾矿干排流程中,为了提高沉淀效率,选矿厂往往会在沉淀池中安装絮凝剂添加系统。但是流入沉淀池中的矿浆浓度是时刻变化的,为了节约成本、减少浪费,就必须在线检测矿浆浓度,以此来控制絮凝剂添加系统的阀门开口度。本课题基于尾矿干排的背景,以测量排入沉淀池中的矿浆浓度为实际应用,以超声波衰减法为理论基础,通过MATLAB进行数值分析,最后设计实验平台并进行实验验证,以理论与实验的方法来表明超声波法测量矿浆浓度的可行性。本文首先简要叙述了选题的研究背景和研究现状,并且对当今测量固液两相流浓度的方法进行了阐述,选取了超声法作为本次课题的测量方法。接着分析了超声波衰减的类型,利用MATLAB软件对散射衰减、黏滞衰减、热传导衰减进行了数值分析,通过控制变量法探讨了频率、粒径、浓度等因素对超声波衰减系数的影响。其次,对实验平台进行了设计和搭建。提出了两种实验方法,选取了直射式的方案。整个超声波矿浆浓度检测系统主要由单片机系统、直流偏置电路、功率放大电路、示波器、发射换能器和接收换能器组成,对设计过程中遇到的问题加以探究和解决。搭建后的实... 

【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 超声波浓度检测的发展现状
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
    1.3 矿浆浓度的检测方式
        1.3.1 离线测量矿浆浓度方法
        1.3.2 在线测量矿浆浓度方法
        1.3.3 浓度检测方式选择
    1.4 本文主要研究的内容
2 超声波检测技术的理论基础
    2.1 超声检测的方法选择
    2.2 超声波衰减理论
        2.2.1 超声波的衰减类型
        2.2.2 超声波的衰减公式
    2.3 超声波换能器
        2.3.1 超声波换能器的结构组成及作用
        2.3.2 超声波换能器的选取原则
        2.3.3 超声波换能器的参数
3 超声波在矿浆中的衰减特性数值分析
    3.1 引言
    3.2 MATLAB在浓度检测中的应用
    3.3 散射衰减系数数值分析
    3.4 黏滞衰减系数数值分析
    3.5 热传导衰减系数数值分析
    3.6 结果分析
4 实验平台的设计
    4.1 实验平台的设计要求
    4.2 超声波换能器的安装方式
    4.3 信号发生器的选择
        4.3.1 信号源激励形式的选择
    4.4 直流偏置电路
    4.5 功率放大电路
    4.6 示波器
    4.7 供电电源
    4.8 实验中用到的其他器材
5 实验验证及误差分析
    5.1 引言
    5.2 实验平台的搭建
    5.3 实验步骤
    5.4 静态浓度测量实验
    5.5 动态浓度测量实验
        5.5.1 探究流速对超声波衰减的影响
        5.5.2 动态浓度测量实验数据分析
    5.6 其他因素对超声波衰减系数的影响
        5.6.1 粒径对超声波衰减系数的影响
        5.6.2 温度对超声波衰减系数的影响
        5.6.3 气泡对超声波衰减系数的影响
    5.7 实验误差分析
        5.7.1 超声波换能器造成的误差
        5.7.2 波形误差
        5.7.3 其他误差
6 检测系统的设计
    6.1 检测系统的安装
        6.1.1 检测系统的安装原则
        6.1.2 检测系统的安装方式
    6.2 检测系统的原理设计
    6.3 标定方式
        6.3.1 两点标定
        6.3.2 三点标定
        6.3.3 系数修正
    6.4 检测系统的维护和清洗
结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3182101