181990. lajstromszámú szabadalom • Eljárás csővezetékben szállított vagy tartályban tárolt, szilárd anyagot tartalmazó zagy sűrűségének mérésére és mérési elrendezés az eljárás megvalósítására
3 181990 4 Ismeretes olyan módszer is, amely a zagy sűrűségét a leülepedett zagy, ill. a tiszta szállító folyadék villamos vezetőképességének összehasonlítása útján méri (498 543 lajstromszámú szovjet szabadalom). E módszer alkalmazásához speciális kialakítású, a mérés elvéből következően szigetelő anyagból készült mérő edény szükséges, amelybe a vizsgálandó zagyot betöltik és leülepítik. A mérő edény egy-egy szakaszát egy-egy transzformátor primer tekercs veszi körül, a szekunder tekercset a folyadékoszlop alkotja; az edény úgy van kialakítva, hogy az egyik szekunder „tekercs” a leülepedett zagy, a másik a szállító folyadék. A két transzformátor szekunder „tekercsének” közős pontjaira elhelyezett két elektród között mérhető feszültségkülönbség a zagy koncentrációjára ad fölvilágositást. Ez az elrendezés azonban ugyancsak a vizsgálandó zagyból vett minták mérésén alapul, tehát szakaszos üzemű és nagy tömegű zagyot szállító folyamatos üzemű ipari berendezések üzemének önműködő vezérlésére vagy szabályozására nem alkalmas. A fentiek miatt igen fontos olyan eljárás és az eljárás megvalósítására alkalmas mérési elrendezés kialakítása, amelylyel a zagy sűrűségét a szállító berendezés különböző pontjain megbízhatóan és egyszerűen mérni lehet, továbbá a mérés eredményétől függő logikai vagy analóg jelet a szállító berendezés vezérlő és/vagy szabályozó berendezésének befolyásolására elő lehet állítani. A találmány célja ilyen eljárás és az eljárás megvalósítására alkalmas mérési elrendezés létrehozása. Ennek megfelelően a találmány egyrészt eljárás csővezetékben szállított vagy tartályban levő vagy keverőberendezésben előállított, szilárd anyagot tartalmazó zagy sűrűségének mérésére és/vagy a mérés eredményének kijelzésére és/vagy a technológiai berendezéshez tartozó vezérlő és/vagy szabályozó berendezés működésének a mérés eredményétől függő befolyásolására, ahol a zagy villamos vezetőképessége a zagy sűrűségével egyértelmű összefüggésben van. A találmány abban van, hogy egymástól elkülönítve mérjük a zagy és a zagy egyik alkotórészét képező szállító folyadék villamos vezetőképességét, megállapítjuk a szállító folyadék és a zagy vezetőképessége közötti eltérést és az eltérés mértékétől függő analóg jelet adunk kijelző és/vagy a technológiai berendezéshez tartozó vezérlő és/vagy szabályozó berendezés megfelelő bemenetére, ill. az eltérés meghatározott értékénél logikai jelet adunk a kijelző és/vagy a vezérlő és/vagy a szabályozó berendezés megfelelő bemenetére. Másrészt a találmány mérési elrendezés az előbb ismertetett eljárás megvalósítására, amely csővezeték és a kijelző és/vagy csővezetékhez tartozó vezérlő és/vagy szabályozó berendezés közé van iktatva, továbbá amelynek a szállított zaggyal érintkező elektródjai vannak. Itt a találmány abban van, hogy az elektródok tápegység kapcsaira vannak kötve, az elektródokkal áram/jel átalakító van sorbakapcsolva és/vagy feszültség-jel átalakító van párhuzamosan kapcsolva, amely(ek) kimenete(i) közvetlenül vagy vezetőképesség jeladó közbeiktatásával egy szűrő és egy további szűrő bemenetére csatlakozik(nak), a szűrő és a további szűrő kimenete egy műveleti erősítő egy-egy bemenetével, a műveleti erősítő kimenete pedig a kijelző és/vagy a csővezetékhez tartozó vezérlő és/vagy szabályozó berendezés egy bemenetével van összekötve. A találmányt célszerű olyan elektródelrendezéssel megvalósítani, amelynél a vezetőképesség mérés helyén megszakított cső két részét alkotó két csőszakasz közé legalább öt gyűrű van beiktatva, amelyek közül az első és az utolsó gyűrű villamosán szigetelő anyagból van, az egymás után következő gyűrűk pedig fölváltva villamosán szigetelő anyagból, ill. villamosán vezető anyagból, célszerűen fémből vannak, a fémből készült gyűrűk közül legalább kettő a villamos vezetőképesség mérésére szolgáló elektródokként van kialakítva. A találmány szerinti eljárás azon a fölismerésen alapul, hogy a szállító folyadékból, általában vízből, továbbá valamilyen szilárd anyag szemcséiből álló zagy villamos vezetőképessége szignifikánsan eltér a szállító folyadék vezetőképességétől; a zagy vezetőképessége a zagy sűrűségével egyértelmű összefüggésben van. Másrészt a találmány azon a további fölismerésen alapul, hogy a zagy vezetőképessége nem csupán a zagy sűrűségétől, hanem magának a szállító folyadéknak, általában víznek a vezetőképességétől is függ. A víz vezetőképessége azonban csak viszonylag állandó, azaz a gyakorlatban használt zagyszállító berendezések üzeme közben gyors változásoknak nincs ugyan kitéve, de jelentős mértékű lassú változások föllépnek pl. a víz hőmérsékletének, a fölhasznált friss víz és a technológiából visszanyert víz arányának és egyéb körülményeknek a változásai miatt. Ezért a zagy sűrűségének jellemzésére nem lehet egyszerűen a villamos vezetőképesség abszolút értékét, vagy valamilyen meghatározott állandó értéktől való eltérését fölhasználni, hanem a mért villamos vezetőképességet olyan vonatkoztatási értékhez keli viszonyítani, amelyet a zagy vezetőképességétől elkülönítve mérünk és amely a víz vezetőképességére jellemző. A zagy és víz vezetőképességének elkülönített mérése különbözőképpen történik attól függően, hogy a technológiai berendezés, amelyben a zagy sűrűségét mérni kell, milyen jellegű. Vannak olyan berendezések, amelyekben a zagy sűrűsége egy adott, a mérés szempontjából fontos helyen periodikusan változik, pontosabban: az adott helyen periodikusan váltakozva zagy, ill. szállító folyadék, általában víz található. Itt az elkülönítés jól megoldható olyan módon, hogy a vezetőképességet jellemző villamos jelet két, párhuzamosan elrendezett aluláteresztő szűrőn bocsátjuk át. Az egyik aluláteresztő szűrő viszonylag kis időállandójú, a jelből tehát csak a különböző eredetű zavarokat szűri ki, a szűrt jel tehát követi a vezetőképesség változásait, amely változások amiatt állnak elő, hogy az adott helyen periodikusan váltakozva zagy, ill. szállító folyadék található. A másik aluláteresztő szűrő viszonylag nagy időállandójú, a jelből tehát azokat a változásokat is kiszűri, amelyek abból adódnak, hogy az adott helyen periodikusan váltakozva zagy, ill. szállító folyadék található; a szűrt jel tehát a vezetőképesség hosszú idejű átlagértékének felel meg, csak azokat az igen lassú változásokat követi, amelyek a szállító folyadék, általában víz hőmérsékletének vagy származási helyének változásából adódnak. Vannak továbbá olyan berendezések, amelyekben a mérés szempontjából fontos helyen normális üzemállapotban mindig zagy található, szállító folyadék pedig csak ritkán, rövid ideig, éppen akkor, amikor a berendezéshez tartozó vezérlő és/vagy szabályozó berendezésnek ezen állapot megszüntetése érdekében be kell avatkoznia. Másrészt vannak olyan berendezések is, amelyekben a mérés szempontjából fontos helyen mindig zagy található, a zagy sűrűsége azonban a technológiai paraméterektől függően változik; a berendezéshez tartozó vezérlő és/vagy szabályozó berendezésnek itt általában az a feladata, hogy az adott helyen a zagy sűrűségét előírt állandó értéken tartsa vagy előírt módon változtassa. Ilyen esetben nem alkalmazhatjuk a két különböző időállandójú szűrés módszerét, hanem két különböző helyen kell a vezetőképességet mérnünk; az egyik helyen mérjük a zagy, a másik helyen a szállító folyadék vezetőképességét. Az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
