СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВЕННЫХ И КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО МАТЕРИАЛА В КУЗОВЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1996 года по МПК G01F17/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения качественных и количественных параметров железорудного сырья в транспортных средствах, загрузочные емкости которых имеют примерно равные длину и ширину.

Известен способ измерения качественного параметра железорудного материала магнитной восприимчивости путем измерения индукционным зондом значений ЭДС, возбуждаемой вторичным полем железорудного материала /1/.

Способ позволяет с достаточной для технологического процесса точностью разделить транспортируемый железорудный материал по сортам или же направить его в отвал как пустую породу.

К недостаткам способа следует отнести недостаточную информативность /дает только качественную оценку транспортируемого материала/ и необходимость изменения в процессе измерения высоты зондового устройства.

Известно устройство для измерения магнитной восприимчивости движущегося железорудного материала /2/, которое реализует способ измерения указанного параметра путем измерения текущих значений ЭДС двух индукционных зондов и их отношения.

Способ позволяет с высокой степенью точности определить магнитную восприимчивость железорудного материала, т. к. фиксирует указанный параметр в точке максимальной чувствительности зондового устройства и автоматически поддерживает зондовое устройство на оптимальном расстоянии от поверхности железорудного материала.

К недостаткам следует отнести сложность устройства, реализующего способ, и его малую информативность, которая ограничивается получением только одного качественного параметра.

В технологическом процессе горного производства, особенно на его начальном этапе добыче и доставе железорудного материала на горно-обогатительные фабрики наиболее ценными информативными параметрами являются качество и количество транспортируемого сырья, причем качество не в смысле точного измерения содержания полезного компонента, в данном случае магнитного железа, а в смысле отнесения транспортируемого материала к руде или породе и определения сорта руды. Для этой цели высокая точность определения содержания является излишней, т.к. она может быть осуществлена с меньшими трудозатратами на других технологических операциях. Количественный параметр транспортируемого сырья объем транспортируемого материала позволяет контролировать степень загрузки транспортных средств, добычу руд по сортам и т.д.

С учетом сказанного, задачу, решаемую изобретением, можно сформулировать следующим образом: расширение функциональных возможностей известных способов контроля параметров транспортируемых железорудных материалов.

Задача решается тем, что в способе контроля, включающем определение кажущейся магнитной восприимчивости путем измерения текущих значений ЭДС двух индукционных зондов и их отношения транспортное средство перемещают под стационарно установленным зондовым устройством, непрерывно определяют расстояние от зондового устройства до поверхности железорудного материала как функцию отношения текущих значений ЭДС двух индукционных зондов, фиксируют минимальное значение этого расстояния и определяют объем V железорудного материала, находящегося в кузове транспортного средства пo формуле

где V_o паспортный объем кузова, м³;
В ширина кузова, м;
Д длина кузова, м;
Φ угол естественного откоса железорудного материала, град;
h_min минимальное значение расстояния от зондового устройства до поверхности материала, находящегося в кузове, м;
h_o расстояние от зондового устройства до поверхности материала предельно груженого кузова, м.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, заключается в повышении информативности способа и снижении общих трудозатрат на получение информативных показателей.

Основой для разработки предлагаемого способа явились следующие предпосылки.

Авторами экспериментально установлена функциональная зависимость расстояния от зондового устройства, включающего два индукционных зонда с различными геометрическими факторами, до поверхности железорудного материала, находящегося в кузове транспортного средства от отношения значений ЭДС, возбуждаемой в каждом зонде. Указанная функциональная зависимость при длине зондов L₁= 1,44 м и L₂=0,72 м представлены на фиг.1. Практическое значение данной зависимости состоит в том, что она позволяет известными техническими средствами для определения магнитной восприимчивости железорудного материала измерить информативный параметр для последующего определения количественного показателя железорудного материала, в данном случае объема находящегося в кузове материала. Определение этого информативного показателя минимального расстояния от зондового устройства до поверхности материала, находящегося в кузове, может быть выполнено и другими известными средствами, но ценность предлагаемого способа состоит в том, что он не требует установки дополнительных технических средства для измерения указанного расстояния, а предлагает для этой цели средства, используемые обычно только для определения качественного показателя магнитной восприимчивости железорудного материала.

Авторы провели статистическую обработку большого числа измерений геометрической формы расположения в кузове транспортного средства поверхности железорудного материала. С достаточной для практических расчетов точностью форма поверхности материала может быть представлена как параболоид вращения (фиг. 2). В конкретных условиях /для конкретного транспортного средства и высоты подвески зондового устройства/ определено минимальное расстояние от зондового устройства до поверхности материала предельно груженого кузова транспортного средства h_o. В каждом отдельном случае загрузка транспортного средства будет либо равна предельной, либо меньше ее. В последнем случае минимальное расстояние от зондового устройства до поверхности материала, находящегося в кузове, h_min будет меньше величины h_o. Зная постоянную для конкретного вида транспорта величину h_o и измерив при прохождении его под зондовым устройством величину h_min, можно по предложенной формуле определить объем материала, находящегося в кузове.

Следует отметить, что определение качественного параметра магнитной восприимчивости материала в данном случае производят не на оптимальном расстоянии от поверхности /не в точке максимума геометрических факторов индукционных зондов/. Однако, зная расстояние, при котором происходит запись показания кажущейся магнитной восприимчивости /это величина h_min/ и зависимость выходного сигнала зондов от расстояния до поверхности железорудного материала, вводят корректировку в показания измеряемого параметра. По сравнению с прототипом точность определения несколько снижается, но отвечает требованиям, как уже было сказано выше, предъявляемым технологическим процессом.

На фиг.1 представлена зависимость расстояния от зондового устройства до поверхности железорудного материала от отношения ЭДС индукционных зондов; на фиг. 2 взаимное расположение транспортного средства и зондового устройства при замере параметров /а вид спереди, в вид сбоку/
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Зондовое устройство 1 с двумя индукционными зондами устанавливают на консольной конструкции 2. Высота H подвески зондового устройства над верхней кромкой кузова 3 должна обеспечить беспрепятственный проезд под ним предельно груженого транспортного средства и может быть рассчитана по формуле

где В ширина кузова транспортного средства, м;
Φ угол естественного откоса железорудного материала, град.

Предельно груженый кузов транспортного средства имеет контур поверхности 4 железорудного материала в виде параболоида вращения. Минимальное расстояние h_o от этой поверхности до зондового устройства для конкретного типа транспорта и железорудного материала является величиной постоянной. Положение реальной геометрической формы поверхности железорудного материала 5, как правило, отличается от таковой для предельного груженого кузова. Минимальное расстояние от зондового устройства до этой поверхности h_min является информативным параметром для определения объема железорудного материала в кузове транспортного средства.

Транспортное средство с малой скоростью перемещают под стационарно установленным на консольной конструкции зондовым устройством 1.

На табло оператора станции контроля непрерывно поступают значения расстояния от зондового устройства 1 до поверхности 5 железорудного материала как функции отношения текущих значений ЭДС двух индукционных зондов, устройство, реализующее способ, фиксирует минимальное значение этого расстояния h_min и выдает этот информационный параметр в вычислительную машину для решения задачи вычисления объема железорудного материала с использованием заявляемой формулы. Одновременно с этим происходит измерение кажущейся магнитной восприимчивости и отнесение транспортируемого материала к тому или иному сорту.

Конкретный пример реализации способа для автосамосвала БелАЗ-7519 грузоподъемностью 110 т.

Для данного типа транспортного средства исходные данные, являющиеся постоянными величинами, составляют: В 5,2 м; Д 6,3 м, паспортный объем кузова V_o 48 м³; угол естественного откоса транспортируемого рудного материала Φ = 36^°; минимальное расстояние от зондового устройства до поверхности материала предельно груженого кузова h_o 0,95 м; при прохождении транспортного средства под зондовым устройством последнее зафиксировало величину h_min 1,3 м. Объем предельно груженого кузова автосамосвала должен составить величину V_пр 52 м³.

Расчетный объем по предлагаемой формуле составит

Измерение качественного параметра кажущейся магнитной восприимчивости осуществляют известным способом и корректируют значение на отклонение расстояния от зондового устройства до поверхности материала от его оптимального значения, соответствующего максимуму геометрических факторов зондов.

Использование: для измерения качественных и количественных параметров железорудного сырья в кузове транспортных средств. Сущность изобретения: способ предназначен для измерения качественных и количественных параметров железорудного сырья в кузове транспортных средств. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей известных способов контроля качественных характеристик железорудного материала в кузове транспортных средств. С помощью зондового устройства с двумя индукционными зондами различной длины определяют кажущуюся магнитную восприимчивость материала. Кроме того, измеряют этим устройством минимальное расстояние от устройства до поверхности железорудного материала, находящегося в кузове. Затем расчетным путем определяют объем V материала, находящегося в кузове, по формуле , где V_o - паспортный объем кузова транспортного средства; В - ширина кузова; Д - длина кузова; Φ - угол естественного откоса железорудного материала; h_min - минимальное расстояние от зондового устройства до поверхности материала, находящегося в кузове; h_o - минимальное расстояние от зондового устройства до поверхности материала предельно загруженного кузова. 2 ил.

Способ контроля качественных и количественных параметров железорудного материала в кузове транспортного средства, включающий определение кажущейся магнитной восприимчивости путем измерения текущих значений ЭДС двух индукционных зондов и их отношения, отличающийся тем, что транспортное средство перемещают под стационарно установленным зондовым устройством, непрерывно определяют расстояние от зондового устройства до поверхности железорудного материала как функцию отношения текущих значений ЭДС двух индукционных зондов, фиксируют минимальное значение этого расстояния и определяют объем V железорудного материала, находящегося в кузове транспортного средства, по формуле
,
где V_o паспортный объем кузова транспортного средства, м³;
В ширина кузова м;
D длина кузова, м;
Φ угол естественного откоса железорудного материала, град.

h_min минимальное расстояние от зондового устройства до поверхности материала, находящегося в кузове;
h_o минимальное расстояние от зондового устройства до поверхности материала предельно груженого кузова, м.