SE509447C2 - Utrustning för undersökning av partiklar i lösa material - Google Patents

Description

509 447 2 nya möjligheter, framförallt vad gäller snabbhet i anlysen, men också kan ytterligare annan information erhållas än enbart partiklarnas storlek. Dessutom kan exaktheten liksom säkerheten i analysen ökas, och material grövre än 5 cm kan lätt analyseras.

Provningen med uppfinningen kan ske med mobil utrustning, t.ex. vid produktionsplatsen, vilket ytterligare minskar den totala väntetiden för analysen. Genom teknikens utformning bör alla mer finkorniga prover undersökas i vatten, vilket helt eliminerar standardmetodens problem med fuktiga prover som mäste torkas, eller leriga prover som mäste tvättsiktas. Vattnet kan utan hinder tillsättas med fryspunktssänkande medel, sä att därmed analys kan ske utomhus också i kall väderlek. Grova prover kan analyseras valfritt vàtt eller torrt.

Ett prov kan analyseras flera gånger för uppnàende av ökad kontroll, och flera prover ur ett visst material kan analyseras i snabb följd för att därmed öka analyssäkerheten. Stort dimensionerade utrustningar kan analysera mycket stora prover; alltsammans resulterar i högre analysnoggrannheten än med SS 13 21 12. Ett och samma prov kan analyseras med olika utformade galler/nät, och därmed erhålles ökad information om materialets egenskaper, t.ex. medelelongation.

Gallret/nätet kan utformas med runda eller liksidigt fyrkantiga maskor, eller med avlånga hál, eller i form av parallella stavar vilka är oliklànga och därmed ger ökad spaltbredd längre bort fràn trummans vägg.

Uppfinningen kan mäta antal, storlek och elongation hos partiklar större än 0.5 mm, samt ge information om ljud- hastigheten i partiklar större än 10 mm, i ett material.

Undersökning kan alltsa utföras pà t.ex. jordarter, material för vägbyggnad, material för tillverkning av betong, men även andra material i vilka någon av ovanstående partikelegenskaper kan behöva undersökas, sà som spannmål och trindsäd, eller tekniska produkter så som blyhagel.

Figur 1 visar utrustningen. För ett naturgrusmaterial med exempelvis partikelstorlek upp till 20 mm, kan den cylindriska trumman(1) ha måtten: längd en meter och diameter 3 dm.

Pà flera ställen fästs mikrofoner(2) med ledningar(3,4) till ett chips eller en liten dator(5), som fästs pà trumman. Trumman är antingen öppen i kortändarna eller öppningsbar/förslutningsbar genom en lucka(6). Invändigt sitter ett galler/nät(7) ut från trummans vägg. Gallret/nätet kan vara proportionsvis kort eller sà långt att det fäster mot motstàende vägg. Gallret/nätet kan ha runda, fyrkantiga eller avlånga häl. För analys av fördelningen av kornens storlek har gallret/nätet smà häl nära fästet mot trummans vägg och större hål längre ut fràn fästet.

Det kan finnas en serie olika grova galler till en viss mätutrustning, sa att gallret/nätet kan anpassas till materialet.

Trumman hängs upp längs mittaxeln, med möjlighet att vrida den runt, antingen manuellt eller motordrivet. Längs något parti kan trumman vara försedd med ojämnheter invändigt. Det finns möjlighet att konstruera trumman av ljudledande material som delas upp av tvärgàende skikt med ljudisolerande material, för att därmed varje enskild ljudimpuls lättare skall kunna identifieras. 3 509 447 För grova material kan trumman göras stor; de finns ingen egentlig begränsning i detta avseende. Avén utrustningar i betydligt mindre skala än standardfallet är tekniskt möjliga.

Provet läggs ner i trumman och denna fylls eventuellt med vatten, varpå den försluts. För t.ex. undersökning av en jordart, vrids trumman först nägra varv för att provet skall fördela sig, finmaterialet skall slammas upp i vattnet och klumpar lösas upp.

Därefter vrids det ytterligare några varv under vilka mätningen sker. När trumman vrids runt, kommer provet att kasa längs bottnen tills gallret tar emot. Detta lyfter upp provet tills det lyfts så högt att det börjar sila ner genom gallret/nätets hál, först med finkornigt material, så successivt grövre. Nedslaget av t.ex. en sandpartikel karaktäriseras alltså av att det sker tidigt, och nära gallret/nätet, samt också utgör en lätt ljudimpuls i motsats till en grövre partikel. Partiklarna kan alltså räknas genom att antalet ljudimpulser räknas, och dessutom kan ljudimpulsens tidsläge i sekvensen av ljud, liksom ljudimpulsens amplitud och frekvens registreras exakt. De flesta mikrofonerna är monterade på utsidan av det parti av trumman där invändigt nedslagen sker.

När de tyngsta stenpartiklarna slår ner erhålles ljud som mäts också med mikrofoner på motsatt sida av trumman. Dessa ljud dämpas med en ökande slamhalt i vattnet, sä därmed kan vattnets halt av uppslammat finmaterial uppskattas, genom att det ljud som följer metalltrumman jämförs med ljudet som går genom det slammiga vattnet.

Genom byte till olika galler med olika utformning vad gäller placering, storlek och form hos hålen, erhålles för respektive material karaktäristiska sekvenser av nedslagljud, genom t.ex. att ett material med hög genomsnittlig elongation fàr ett annat mönster av nedslagsljud än ett kubiskt, i fall galler används med avlånga häl.

Då materialet hasar runt på bottnen av trumman uppkommer för varje materialtyp karaktäristiska ljud när partiklarna gnuggar mot varandra, griper och frigör sig. Det för ett visst material karaktäristiska mönster kan förstärkas genom ojämnheter pà trummans insida.

Partiklar större än 10 mm har nedslagsljud för vilka analys kan göras av ljudhastigheten i partikeln, vilket kan ge information om kvalitetsegenskaper hos materialet.

Sekvensen av nedslagsljud, liksom hela mönstret av ljud som erhålles fràn ett visst material, utgör alltså en mycket innehållsrik information som lämpar sig för datorbearbetning.

Claims (5)

509 447 9 PATENTKRAV

1. l. Utrustning för undersökning av partiklar bestående av en trumma (1), i vilken ett material för provning kan placeras och med mikrofoner (2) samt ett chips eller dator (5) för registrering av de ljud partiklarna i trumman åstadkommer då trumman vrids, k ä n n e t e c k n a d a v, att ett galler eller nät (7) gör att partiklarna vid vridning av trumman ej kasar längs bottnen utan tvingas upp längs trummans sida och slutligen faller genom gallret/mätets hål och därefter fritt ner mot trummans botten varvid nedslagsljuden kan registreras av mikrofoner, vilka förmedlar ljudimpulserna eller information om dessa till ett chips eller en dator, och denna eller någon annan dator kan bearbeta informationen om dessa ljudimpulsers antal, deras placering längs trumman, styrka, frekvens, tidpunkt i förhållande till andra nedslagsljud, så att en partikelanalys erhålles.

2. Utrustning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a V, att gallret eller nätet är utbytbart och att det kan finnas flera olikgrova och eljest olika utformade galler/nät till trumman, vilka sinsemellan eller pá ett och samma galler/nät kan ha likstora eller olikstora hål, som kan vara runda, fyrkantiga eller avlånga, eller ha annan form, och i fall hålen är olikstora, att de är anordnade med mindre hål närmare och större häl längre ifrån gallret/nätets fäste vid trummans vägg.

3. Utrustning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d a V, att mikrofonerna kan placeras på valfritt sätt på trumman.

4. Utrustning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v, att en trumma har ojämnheter invändigt, vilka har effekt pà sådant partikeluppdelat material som ligger inne i trumman, så att vid vridande av denna tvingas materialet att hasa över ojämnheterna på sådant sätt att ljud därvid uppkommer, vilket kan mätas med mikrofoner placerade på utsidan av trumman.

5. Utrustning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d a V, att trumman kan konstrueras i ett enhetligt material eller av två komponenter, Varav den ena täcker ytan till övervägande del och har hög ledningsförmàga för ljud, och den andra isolerar mot ljud.