Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для оценки флотационной активности реагентов, находящихся в групповом химическом составе

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для измерения поверхностного натяжения и оценки влияния реагентов на процесс флотации.

Известно устройство для автоматического измерения флотационной активности реагентов (пат. РФ №130079, МПК G01N 13/02, 2013 г.), состоящее из виброустойчивого основания, на котором расположена ванна, накрытая неподвижным барьером, жестко соединенным с кареткой, которая кинематически связана с реверсивным двигателем и на которой закреплены весы с измерительным элементом.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности расчета доли вклада отдельных групп реагентов в общую флотационную картину.

Наиболее близким к предполагаемому является устройство для измерения поверхностного натяжения жидкости и оценки флотационной активности реагента (пат. РФ №2349899, МПК G01N 13/02, 2009 г.), содержащее оптический микроскоп, держатели сидящего пузырька, систему освещения пузырька, цифровой фотоаппарат, блок вычисления величины поверхностного натяжения, блок вычисления параметров флотационной активности реагентов, ОЗУ видеоданных, ОЗУ выходных данных, контроллер цифрового фотоаппарата, контроллер шины, счетчик времени, схему управления блоками.

Оценка флотационной активности реагентов основана на вычислении поверхностного натяжения по цифровому изображению пузырька газа в жидкости с помощью блока вычисления параметров флотационной активности реагентов (БВПФА).

Недостатком данного устройства является высокая вычислительная сложность расчетов, связанная с вычислением поверхностного натяжения по контуру пузырька газа в жидкости. Также недостатком является необходимость создания подходящих условий для фотографирования пузырька, что не позволяет в режиме реального времени снимать показания поверхностного натяжения.

Технической задачей изобретения является повышение точности расчета доли вклада отдельных групп реагентов в общую флотационную картину в режиме реального времени.

Задача решается тем, что в устройство, содержащее виброустойчивое основание, на котором расположена ванна, накрытая неподвижным барьером, с расположенными на нем концевыми выключателями, и подвижным барьером, жестко соединенным с кареткой, на котором закреплен измерительный элемент, введен модуль управления подвижным барьером, модуль фильтрации, буфер входных данных, центральный модуль управления, модуль вычисления релаксационных кривых, оперативное запоминающее устройство выходных данных, модуль индикации, причем вход модуля управления подвижным барьером соединен с четвертым выходом центрального модуля управления, выход модуля фильтрации соединен с входом буфера входных данных, первый вход центрального модуля управления соединен с первым выходом буфера входных данных, второй выход буфера входных данных соединен с первым входом модуля вычисления релаксационных кривых, второй выход модуля вычисления релаксационных кривых соединен с первым входом оперативного запоминающего устройства выходных данных, второй вход центрального модуля управления соединен с первым выходом модуля вычисления релаксационных кривых, первый выход центрального модуля управления соединен со вторым входом модуля вычисления релаксационных кривых, первый выход центрального модуля управления соединен со вторым входом модуля вычисления релаксационных кривых, первый вход модуля индикации соединен с третьим выходом модуля вычисления релаксационных кривых, третий выход центрального модуля управления соединен с третьим входом модуля индикации, выход оперативного запоминающего устройства выходных данных соединен со вторым входом модуля индикации, второй выход центрального модуля управления соединен со вторым входом оперативного запоминающего устройства выходных данных.

Изобретение может быть использовано для анализа расчета доли вклада отдельных групп реагентов в общую флотационную картину.

Сущность изобретения поясняется фигурой 1, где показана структурная схема устройства для оценки флотационной активности реагентов, находящихся в групповом химическом составе.

Устройство содержит модуль управления подвижным барьером 1 (МУПБ 1), модуль фильтрации 2 (МФ 2), буфер входных данных 3 (БФД 3), центральный модуль управления 4 (ЦМУ 4), модуль вычисления релаксационных кривых 5 (МВРК 5), ОЗУ выходных данных 6 (ОЗУ ВД 6), модуль индикации 7 (МИ 7), причем вход МУПБ 1 соединен с четвертым выходом ЦМУ 4, выход МФ 2 соединен со входом БВД 3, первый вход ЦМУ 4 соединен с первым выходом БВД 3, второй выход БВД 3 соединен с первым входом МВРК 5, вход МФ 2 предназначен для получения входного сигнала и его фильтрации, второй выход МВРК 5 соединен с первым входом ОЗУ ВД 6, второй вход ЦМУ 4 соединен с первым выходом МВРК 5, первый выход ЦМУ 5 соединен с вторым входом МВРК 5, первый выход ЦМУ 4 соединен со вторым входом МВРК 5, первый вход МИ 7 соединен с третьим выходом МВРК 5, третий выход ЦМУ 4 соединен с третьим входом МИ 7, третий вход ЦМУ 4 предназначен для подключения внешнего устройства, выход ОЗУ ВД 6 соединен с вторым входом МИ 7, второй выход ЦМУ 4 соединен с вторым входом ОЗУ ВД 6.

МФ 2 предназначен для фильтрации входных значений поступающих от измерительного элемента, БВД 3 предназначен для временного хранения и передачи входных данных в ЦМУ 4 и МВРК 5, МВРК 5 обеспечивает вычисление релаксационных кривых и нахождение точек отсечения экспоненты на графике, координаты точек которого передаются по линии связи в ОЗУ ВД 6, МИ 7 предназначен для индикации состояния анализа флотационной активности, МУПБ 1 предназначен для управления двигателем вращающим вал с кареткой на которой установлен измерительный элемент, ЦМУ 4 предназначен для выдачи управляющих сигналов в МУПБ 1, МИ 7, МВРК 5, ОЗУ ВД 6.

Устройство работает следующим образом. От внешнего устройства на вход ЦМУ 4 поступает сигнал, который инициирует начало процесса анализа, ЦМУ 4 формирует управляющий сигнал для модуля МУПБ 1. МУПБ 1 формирует выходной сигнал для запуска движения каретки, МФ 2 начинает свою работу по включению питания на устройстве позволяя исключить значения поверхностного натяжения, которые отличаются от последних 100 значений более чем на 50%, при этом МФ 2 работает с частотой передачи 1000 показаний в секунду. Отфильтрованные значения по линиям связи поступают в БВД 3 откуда их считывает МВРК 5. Значения поступившие на МВРК 5 на данном этапе представляют собой координаты точек зависимости показаний измерительного элемента от времени. Известно, что кривая зависимости поверхностного натяжения во время изменения площади поверхности является суммой некоторого числа экспонент. Числовые значения коэффициентов экспоненты количественно характеризуют флотационную активность реагента. Определение значений коэффициентов осуществляется путем разложения кривой зависимости поверхностного натяжения от времени на сумму элементарных экспонент [Мелик-Гайказян В.И., Емельянова Н.П., Драганов А.В. К инструментальной оценке флотационной активности аполярных реагентов и их сочетаний с различными веществами, используемыми при пенной флотации. / Обогащение руд 6 (236), 1994]. Результатом работы МВРК 5 являются координаты точек начала результирующих экспонент и значения коэффициентов экспоненты количественно характеризующие вклад отдельных групп реагентов. Количественными характеристиками реагента являются полученные значения, переданные МВРК 5 в ОЗУ ВД 6. Также МВРК 5 формирует управляющий сигнал для ЦМУ 4 и МИ 7 об окончании процесса анализа. ЦМУ 4 формирует управляющий окончания процесса анализа для МУПБ 1, который в свою очередь формирует сигнал останова движения каретки. ЦМУ 4 формирует сигнал разрешения чтения данных для МИ 7 предназначенного для индикации анализа флотационной активности, результирующих коэффициентов и количества точек отсечения с их количественной характеристикой. Для реализации МИ 7 могут быть использованы дисплеи, такие как TFT LCD 128x128. ЦМУ 4 реализуется на микросхеме Atmel ATmega328 или аналогичной. МВРК 5 реализуется на контроллере с микроархитектурой ARM Cortex-А7.

Использование изобретения позволяет определять параметры, характеризующие вклад отдельных групп ПАВ находящихся в групповом составе, в величину флотационной активности реагентов.