本文關鍵詞： 超聲波 粒度 濃度 衰減理論 線性疊加　出處：《燕山大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：超聲法測量顆粒粒度與其他顆粒測量技術相比具有測量范圍廣、適合高濃度測量、能夠實現(xiàn)在線測量等優(yōu)點。在選礦作業(yè)中利用超聲波測粒儀能夠同時實現(xiàn)濃度和粒度的在線檢測,提高選礦質量,降低生產成本。然而國內超聲測粒技術的發(fā)展比較落后,測量顆粒粒度的精確性、可測量顆粒濃度范圍和超聲衰減理論模型的適用性等方面都存在一定的局限性。針對以上問題,本文基于對超聲波傳輸特性和衰減機理的深入探討,對比分析多種超聲波衰減理論模型的適用性;在對超聲波衰減規(guī)律進行仿真分析的基礎上,提出多模型線性疊加理論;設計并搭建了超聲波檢測礦漿粒度和濃度的實驗系統(tǒng),進行相關實驗,得出了較好的實驗結果。本文主要研究內容如下:(1)研究超聲波的物理特性和超聲波的傳播特性。基于對超聲波的聲速、聲壓、聲強等特征量的探討,分析超聲波在固液兩相介質面上的傳輸特性和超聲波在介質中的波動規(guī)律,在此基礎上深入研究超聲波在非均勻介質中的衰減機理。(2)對比分析現(xiàn)有超聲波衰減理論模型的適用性,基于對模型參數(shù)和建立模型顆粒體系的研究,針對單一模型適用性較低問題,提出了多模型線性疊加理論;并且應用Matlab軟件對超聲波頻率、顆粒體積濃度和介質溫度對衰減量的影響規(guī)律進行了仿真分析。(3)基于直接測量超聲波渡越時間的固液兩相流中聲速測量方法,構建了超聲波檢測礦漿粒度和濃度的測量實驗系統(tǒng),可以同時完成超聲波速度和衰減系數(shù)的測量。實驗系統(tǒng)由超聲波發(fā)射和接收裝置,測量槽,數(shù)據(jù)采集、處理及測量系統(tǒng)軟件等部分構成。(4)設計系統(tǒng)實驗,控制單一變量分別研究超聲波聲速和衰減量的變化規(guī)律,實驗結果和理論分析相符;根據(jù)實驗獲得的超聲波速度和衰減值數(shù)據(jù),采用非線性反演算法計算顆粒粒度大小,實驗結果表明針對質量濃度為10%~50%的石英石懸濁液,線性疊加模型和單一模型相比適用性更強,測量精度更高。
[Abstract]:Compared with other ultrasonic measurement of particle size measurement technique has wide measuring range, suitable for high concentration measurement, can realize on-line measurement. In mineral processing by ultrasonic can realize online detection of concentration and size particle sizer, improve processing quality, reduce the production cost. However, the domestic development of ultrasonic particle detection technology comparison behind the accuracy of measuring the particle size, particle concentration measurement range and the theory of ultrasonic attenuation model applicability etc. there are some limitations. In view of the above problems, this paper discusses on the ultrasonic wave propagation and attenuation mechanism based on the applicability analysis of various theoretical model of ultrasonic attenuation of ultrasonic attenuation in contrast; the law is on the basis of simulation analysis, proposed model of linear superposition theory; design and build the ultrasonic detection of pulp particle size and concentration. Inspection system, related experiments, obtained good results. The main research contents of this paper are as follows: (1) the propagation characteristics of physical properties and ultrasonic study of ultrasonic. The sound pressure of ultrasonic velocity, based on acoustic intensity characteristics, transmission characteristics and Analysis on fluctuation of ultrasonic in the solid-liquid two-phase medium surface in the medium, further study on the mechanism of ultrasonic attenuation in inhomogeneous medium. (2) based on the analysis of applicability of the existing theoretical model of ultrasonic attenuation contrast research on model parameters and establish the model of particle system based on the applicability of the model for a single low problem, this paper presents a multiple model linear superposition theory application of Matlab software; and the effects of ultrasonic frequency, particle concentration and temperature on the attenuation was simulated and analyzed. (3) based on the direct measurement of ultrasonic transit time The solid-liquid two-phase flow velocity measurement method, constructs the measurement system of ultrasonic detection of pulp particle size and concentration can be measured at the same time, the ultrasonic velocity and attenuation coefficient. The experimental system is composed of ultrasonic transmitting and receiving device, measuring tank, data acquisition, processing and measuring system software parts. (4) design experiment changes of ultrasonic velocity and attenuation of a single variable control, consistent with the experimental results and theoretical analysis; according to the ultrasonic velocity and attenuation values obtained in the experiment data, calculate the particle size by the nonlinear inversion algorithm, the experimental results show that the mass concentration of 10%~50% quartz suspension, linear superposition model and single model compared to the more suitable and higher measurement accuracy.

【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD925

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本文編號：1461695