СПОСОБ И СИСТЕМА СОРТИРОВКИ АЛМАЗОВ Российский патент 2023 года по МПК G01N23/83 B07C5/34 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Данное изобретение относится к сортировке алмазов и, в частности, относится к основанным на применении рентгеновских датчиков способах и системах идентификации и сортировки частично/полностью высвобожденных алмазов в кимберлите.

Уровень техники

[0002] Сортировка алмазов (и других драгоценных камней) необходима для отделения синтетических материалов от натуральных. Известные в настоящее время рентгеновские системы и способы сортировки алмазов представляют собой автоматы на основе рентгеновского сканирования на просвет (XRT) Tomra, технологии De Beers (XRT и рентгенолюминесценции - XRL) и Bourevestnik (XRL и XRT). Все такие системы, существующие в настоящее время, основаны на углеродной сигнатуре с использованием атомной плотности в качестве способа обнаружения.

[0003] В настоящее время две упомянутые технологии сортировки (XRT и XRL) применяются взаимоисключающим образом по следующим причинам. Во-первых, измерения XRL подвержены влиянию самопоглощения в случае крупных алмазов, например, крупнее 10 мм, и явление самопоглощения усугубляется при высокой энергии рентгеновского излучения. Измерения XRL обычно применяются для алмазов размером менее 10 мм, обычно от 1,25 мм до 8 мм. Во-вторых, измерения XRT отличаются низкой контрастностью для частиц в диапазоне размеров от 1,25 мм до 8 мм, что затрудняет обнаружение частиц в данном классе. Как правило, XRT отрицательно сказывается на извлечении алмазов в диапазоне размеров менее 8 мм.

[0004] Кроме того, для сортировки крупных материалов размером от 1,25 мм до 100 мм существующие способы обычно требуют двух автоматов, т.е. одного автомата XRT и одного автомата XRL, что может существенно увеличить затраты на сортировку.

[0005] Соответственно, существует потребность в системе, которая решает рассмотренные выше проблемы самопоглощения и контрастов, а также в недорогом решении для сортировки.

Раскрытие изобретения

[0006] Данное изобретение относится к сортировке массы частиц на желательные и нежелательные фракции. В одном применении изобретения оно может использоваться для сортировки массы частиц руды на желательные и нежелательные фракции. Одно конкретное применение изобретения состоит в сортировке на алмазы или алмазосодержащий материал и неалмазный или неалмазосодержащий материал.

[0007] Настоящее изобретение направлено на создание решения всех вышеуказанных проблем путем создания интегрированной системы для сортировки/идентификации алмазов.

[0008] Согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения предложена система для сортировки алмазов. Система содержит транспортную систему, содержащую конвейерную ленту для транспортировки образца материала, включающего в себя алмазы. Кроме того, система содержит источник рентгеновского излучения, выполненный с возможностью излучения рентгеновского излучения на образец материала. Кроме того, система содержит детектор рентгенолюминесценции (XRL), размещенный вокруг конвейерной ленты, выполненный с возможностью измерения интенсивности испускаемого рентгеновского излучения от образца материала. Кроме того, система содержит детектор пропускания рентгеновского излучения (XRT), размещенный под конвейерной лентой, выполненный с возможностью измерения интенсивности пропускаемого рентгеновского излучения через образец материала. Также система содержит процессор, который выполнен с возможностью: приема измерений интенсивности испускаемого излучения и интенсивности пропускаемого излучения от детектора XRL и детектора XRT, соответственно; обработки интенсивности испускаемого излучения и интенсивности пропускаемого излучения для определения эквивалентного коэффициента поглощения; и идентификации образца материала или части образца материала, как алмаза на основании сравнения эквивалентного коэффициента поглощения и заранее сохраненного коэффициента поглощения эталонного образца.

[0009] Процессор может быть выполнен с возможностью обработки измерений интенсивности испускаемого излучения и интенсивности пропускаемого излучения путем инвертирования каждого из измерений интенсивности испускаемого излучения и интенсивности пропускаемого излучения.

[0010] Источник рентгеновского излучения может быть выполнен с возможностью излучения рентгеновского излучения в заданной зоне обнаружения на конвейерной ленте. Источник рентгеновского излучения может быть выполнен с возможностью излучения рентгеновского излучения в заданную зону обнаружения с одним уровнем энергии.

[0011] Система может дополнительно содержать генератор рентгеновского излучения, причем генератор рентгеновского излучения выполнен с возможностью подачи последовательности сигналов ступенчато повышаемого напряжения на источник рентгеновского излучения. Источник рентгеновского излучения может быть выполнен с возможностью излучения рентгеновского излучения в заданную зону обнаружения с множеством уровней энергии, соответствующих последовательности сигналов ступенчато повышаемого напряжения. Множество уровней энергии может соответствовать последовательности уровней энергии в диапазоне от 1 кэВ до 150 кэВ.

[0012] Чтобы идентифицировать образец материала как алмаз, процессор может быть выполнен с возможностью определения того, что результат сравнения между эквивалентным коэффициентом поглощения и заранее сохраненным коэффициентом поглощения эталонного образца находится в заданном диапазоне.

[0013] Система может дополнительно содержать пневматический эжектор, причем пневматический эжектор выполнен с возможностью выброса в координате (х, у) конвейерной ленты в ответ на идентификацию образца материала как алмаза.

[0014] Изобретение распространяется на способ сортировки алмазов, причем способ содержит этапы, на которых:

транспортируют посредством транспортировочной системы, содержащей конвейерную ленту, образец материала, включающий в себя алмазы;

излучают рентгеновское излучение посредством источника рентгеновского излучения на образец материала;

измеряют посредством детектора рентгенолюминесценции (XRL), размещенного вокруг конвейерной ленты, интенсивность

испускаемого рентгеновского излучения от образца материала;

измеряют посредством детектора пропускания рентгеновского излучения (XRT), расположенного под конвейерной лентой, интенсивность пропускаемого рентгеновского излучения через образец материала; и

принимают посредством процессора измерения интенсивности испускаемого излучения и интенсивности пропускаемого излучения от детектора XRL и детектора XRT, соответственно;

обрабатывают посредством процессора измерения интенсивности испускаемого излучения и интенсивности пропускаемого излучения для определения эквивалентного коэффициента поглощения; и

идентифицируют образец материала или часть образца материала как алмаз на основании сравнения эквивалентного коэффициента поглощения с заранее сохраненным коэффициентом поглощения эталонного образца.

Краткое описание чертежей

[0015] Некоторые варианты выполнения настоящего изобретения проиллюстрированы в качестве примера и не ограничены схемами или измерениями на сопровождающих чертежах, на которых аналогичные условные обозначения могут указывать на аналогичные элементы, и на которых:

[0016] На Фиг. 1 изображена система 100 идентификации и сортировки частично/полностью высвобожденных алмазов в кимберлите в соответствии с различными вариантами выполнения настоящего изобретения.

[0017] На Фиг. 2 изображена сегментированная конвейерная лента в соответствии с некоторыми вариантами выполнения настоящего изобретения.

[0018] На Фиг. 3 изображена проекция рентгеновского излучения на элементы обнаружения в соответствии с некоторыми вариантами выполнения настоящего изобретения.

[0019] На Фиг. 4 изображена временная диаграмма для проекции рентгеновского излучения на элементы обнаружения в соответствии с некоторыми вариантами выполнения настоящего изобретения.

[0020] Фиг. 5 иллюстрирует способ идентификации и сортировки частично/полностью высвобожденных алмазов в кимберлите в соответствии с различными вариантами выполнения настоящего изобретения.

[0021] Фиг. 6 иллюстрирует примерный компьютерный программный продукт, который выполнен с возможностью обеспечения сортировки/идентификации алмазов, в соответствии с различными вариантами выполнения настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

[0022] Теперь настоящее изобретение будет описано с обращением к прилагаемым чертежам, представляющим примерные варианты выполнения.

[0023] Теперь с обращением к чертежам будет описано несколько примерных аспектов настоящего изобретения. Слово «примерный» используется в данном документе в значении «служащий в качестве примера, экземпляра или иллюстрации». Любой аспект, описанный в данном документе как «примерный», не обязательно должен быть истолкован как предпочтительный или обладающий преимуществами по сравнению с другими аспектами.

[0024] В соответствии с различными вариантами выполнения настоящего изобретения материал (например, кимберлитовая порода), который, как предполагается, содержит алмазы и пустую породу, поступает в устройство для сортировки алмазов через желоб для перемешивания/подачи. Назначение желоба для перемешивания/подачи состоит в том, чтобы гарантировать, что никакие две частицы не находятся одна поверх другой. Частицы свободно падают в желоб для перемешивания/подачи и достигают скорости, равной скорости конвейерной ленты системы. Это делается для того, чтобы исключить подскоки частиц с возможностью достижения ими зон обнаружения, когда между ними и конвейером еще имеет место относительное движение. Конвейерная лента транспортирует частицы в зону обнаружения.

[0025] Зона обнаружения состоит из детектора рентгенолюминесценции (XRL) с множеством датчиков, покрывающих все поперечное сечение конвейерной ленты, и детектора пропускания рентгеновского излучения (XRT) с множеством датчиков, покрывающих все поперечное сечение ленты. Детектор XRL размещен под подходящим углом над конвейерной лентой или размещен под прямым углом к траектории свободного падения материала. Детектор пропускания размещен непосредственно под конвейерной лентой.

[0026] Источник рентгеновского излучения размещен вертикально над детектором XRT, в то время как детектор XRL расположен под подходящим углом от нормали между детектором XRT и источниками рентгеновского излучения. Каждый из двух детекторов захватывает интенсивность излучения от образца. Если геометрия не позволяет из-за физических размеров корпуса устройства, можно использовать два источника рентгеновского излучения таким образом, что каждый детектор связан со своим собственным источником. Измеренные интенсивности от двух детекторов инвертируются для получения эквивалентного коэффициента поглощения путем использования алгоритма в блоке обработки. Далее результаты инвертирования в блоке обработки суммируются для получения итогового вычисленного коэффициента поглощения.

[0027] Перед началом работы выполняется последовательность измерений с использованием настоящих алмазов для получения измеренного коэффициента поглощения в процессе калибровки. Во время калибровки на образцы излучается рентгеновское излучение с энергией в диапазоне от 1 кэВ до 150 кэВ. Результатом являются эквивалентные измерения интенсивности в режимах люминесценции и пропускания. Значения сохраняются в памяти процессора для использования в качестве эталона для сравнения. Данные значения называются коэффициентом поглощения эталонного образца. Коэффициенты поглощения для двух эталонных образцов объединяются посредством нелинейного сложения, и результат используется в качестве базовой линии для определения того, что является алмазом, а что - нет.

[0028] Во время работы образцы подаются в зону обнаружения, и выполняется вычисление коэффициента поглощения от упомянутых двух датчиков. Объединенный измеренный коэффициент поглощения сравнивается с сохраненными калиброванными данными для определения уровня подобия. Если корреляция составляет 65%-100% для любой конкретной частицы, то эта частица может быть классифицирована как алмаз, и ее перемещают в сборную камеру или желоб для сбора продукта, где она позже будет отсортирована сортировщиками-людьми. Если уровень подобия составляет менее 65%, то материал в зоне обнаружения может рассматриваться как пустая порода (или не алмаз), и ему позволяют поступать в поток отбраковки или в желоб для отбраковки продукта.

[0029] Поскольку качество и характеристики алмазов могут различаться из-за количества присутствующих примесей, для оптимизации добычи выполняется процесс калибровки для конкретной алмазной трубки. Минимальное ограничение по подобию оптимизируется на основании уровня доходности, приемлемого для владельца. Система имеет два рабочих режима сортировки, включающие в себя монохроматическую и полихроматическую сортировку. Используя значения, измеренные при облучении образцов энергией рентгеновского излучения в диапазоне от 1 кэВ до 150 кэВ, можно определить точку оптимальной энергии, которая позволяет сортировщику работать на одном уровне энергии (монохроматическом). Этот режим доступен пользователю в случае, если есть преимущество в работе с высокой пропускной способностью без ущерба для качества сортировки. Сортировщик также может работать в полихроматическом режиме, в котором все отображаемые значения от 6 кэВ до 150 кэВ для эталонного образца сравниваются с измеренными значениями для образца в том же диапазоне.

[0030] На Фиг. 1 изображена система 100 идентификации и сортировки частично/полностью высвобожденных алмазов в кимберлите в соответствии с различными вариантами выполнения настоящего изобретения. Система 100 содержит корпус/оболочку 102, загрузочный желоб 104, конвейерную ленту 108, двигатель и приводной шкив 110, хвостовой шкив 112, привод 114 с переменной скоростью, устройство 134, контроллер 116, процессор 118 сигналов, генератор 120 рентгеновского излучения, источник 122 рентгеновского излучения, детекторы 124 и 126, желоб 128 для сбора продукта, желоб 130 для отбраковки продукта и пневматический эжектор 132.

[0031] Система 100 заключена в корпус/оболочку 102. Корпус/оболочка 102 может быть выполнена из материала, который обеспечивает физическую защиту оборудования системы 100 от внешней среды и ослабляет рентгеновское излучение, тем самым ограничивая любое радиационное воздействие на пользователя/оператора во время работы системы 100. Корпус/оболочка 102 может быть спроектирована в соответствии с правилами/предписаниями страны, в которой должна эксплуатироваться система 100. В соответствии с примерным вариантом выполнения настоящего изобретения корпус/оболочка 102 представляет собой металлический корпус, который может ограничивать воздействие системы 100 на человека во время нормальной работы.

[0032] Для дополнительной безопасности и защиты в отношении любого воздействия радиации на человека все двери, панели или точки доступа (не показаны) системы 100 могут контролироваться одним или более датчиками (не показаны), и рентгеновское излучение не может формироваться генератором 120 рентгеновского излучения до тех пор, пока датчики не обнаружат полное закрытие корпуса/оболочки 102. Один или более датчиков могут быть соединены с возможностью осуществления связи с контроллером 116, который, в свою очередь, управляет работой генератора 120 рентгеновского излучения. Кроме того, во время работы системы 100 система 100 может быть выполнена с возможностью подсветки стробоскопа (не показан), который обеспечивает индикацию того, что формируется рентгеновское излучение, и что система 100 находится в состоянии работы.

[0033] Система 100 может быть соединена с системой подачи (не показана), содержащей загрузочный желоб 104 для подачи материала 106a/106b (например, кимберлита), включающего в себя алмазы, для идентификации и/или сортировки частично/полностью высвобожденных алмазов из подаваемого материала 106а/106b. В примерном варианте выполнения настоящего изобретения система подачи может представлять собой, например, но, не ограничиваясь, вибрационный чашеобразный питатель или сетчатый питатель для обеспечения непрерывной подачи материала 106а/106b на конвейерную ленту 108. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что загрузочный желоб 104 может быть выполнен с возможностью перемешивания материала 106а/106b по конвейерной ленте 108, чтобы предотвратить нахождение частиц материала 106а/106b одна поверх другой. Кроме того, загрузочный желоб 104 выполнен с возможностью предотвращения относительного движения между частицами материала 106а/106b и подающей лентой к моменту приближения частиц приближаются к зоне 136 обнаружения конвейерной ленты 108.

[0034] Система 100 может дополнительно содержать транспортировочную систему, которая включает в себя конвейерную ленту 108, двигатель и приводной шкив 110, хвостовой шкив 112 и привод 114 с переменной скоростью. Транспортировочная система выполнена с возможностью функционирования с опорной скоростью, которая принимается в виде сигнала на приводе 114 с переменной скоростью от контроллера 116. Кроме того, система 100 содержит устройство 134 (например, тахометр) для измерения текущей скорости конвейерной ленты 108. Устройство 134 передает измеренную скорость конвейерной ленты 108 обратно в контроллер 116, а контроллер 116, в свою очередь, контролирует, чтобы конвейерная лента 108 приводилась в действие со скоростью, желаемой для надлежащих операций. Непрерывное измерение/контроль скорости конвейерной ленты 108 устройством 134 также гарантирует отсутствие проскальзывания конвейерной ленты 108. В случае обнаружения проскальзывания конвейерной ленты 108 работа системы 100 немедленно останавливается контроллером 116.

[0035] Согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения конвейерная лента 108 может быть по существу сегментирована в определенном положении у посредством разделения x_i на равные длины с целью идентификации положения каждого образца материала, подаваемого на конвейерную ленту 108. Зона 136 обнаружения имеет пиксельные или отдельные зоны обнаружения, достаточные для покрытия всего участка ленты в поперечном направлении, поскольку движение конвейерной ленты 108 происходит в направлении y. Эта сегментация может быть воображаемой в том, что касается конвейерной ленты 108. В примерном варианте выполнения настоящего изобретения сегментация может быть обеспечена на камере линейного сканирования, размещенной под или над или на 90°. Фактический размер зоны 136 обнаружения в длину зависит от наименьшего размера частиц, который предполагается обнаруживать. Это явным образом показано на Фиг. 2. Образец материала будет представлен в зону 136 обнаружения, когда образец достигнет координаты (x_i, y). Как может быть понятно специалисту в данной области техники, при том, что на Фиг. 2 показан образец, присутствующий на одном из конкретных делений длины x_i, образец может перекрывать любое количество x_i в соответствии с другими вариантами выполнения настоящего изобретения.

[0036] Система 100 может дополнительно включать в себя генератор 120 рентгеновского излучения, включающий в себя трансформатор высокого напряжения (не показан). В примерном варианте выполнения настоящего изобретения трансформатор высокого напряжения может быть выполнен с возможностью приема входного переменного тока 220 В на стороне низкого напряжения трансформатора и вывода ступенчато повышаемого напряжения, предпочтительно, но не ограничиваясь, порядка 1 кэВ - 150 кэВ. Выходное ступенчато повышаемое напряжение подается на источник 122 рентгеновского излучения. Уровень усиления через трансформатор высокого напряжения достигается посредством устройства переключения отводов. Управление устройством переключения отводов обеспечивается посредством сигнала, принимаемого от контроллера 116. Сигнал представляет собой быстроимпульсный сигнал, функция которого заключается в переключении состояния устройства переключения отводов с низкого на максимальное.

[0037] Воксель ν(x,y)=I(Е,х,у)=<100>, где<100>- набор данных, содержащий 100 точек наблюдения по мере увеличения напряжения от 6 кэВ до 150 кэВ. Для завершения точки наблюдения I(E_i,x,y) требуется время t_Ei, в то время как время для изменения состояний с E_i на E_i+1 составляет 2t_s, во время t_s-t_Ei процессор 118 выполняет вычисление μ(E_i,ν(x,y)) и сохраняет его. В то время как количество точек наблюдения определено равным 100, специалисту в данной области техники будет понятно, что количество точек наблюдения может быть любым заданным числом, и система 100 может быть конфигурирована соответственно.

[0038] Более конкретно, образец может быть по существу сегментирован по пикселям камеры линейного сканирования, как пояснено выше. В точке х,у может быть взят прямоугольный разрез образца, который называется вокселем.

ν(x,y)≡I(Е,х,у)=<100>.

[0039] Для каждого прямоугольного сечения некоторое количество образцов может быть облучено рентгеновским излучением в диапазоне от 1 кэВ до 150 кэВ. Интервал 1 кэВ - 150 кэВ будет разделен на 100 небольших подразделов. В примерном варианте выполнения настоящего изобретения напряжение будет ступенчато повышаться с шагом от 1,5 кэВ до 150 кэВ. Это рентгеновское излучение испускается в этом одном точечном вокселе ν(x,y) или просто координате (x,y). Таким образом, для каждого одного точечного вокселя имеется 100 точек данных. Соответственно, в данном случае для набора I_i={I₁, I₂…I₁₀₀} каждый детектор 124 и 126 будет производить измерения на своем выходе I₀={I_o1, I_o2…I_o100}.

[0040] Следует отметить, что μ∝I₀/I₁, следовательно будет по 100 значений μ для каждого из (х,у). Цель этого облучения и сбора данных состоит в выполнении определения эквивалентного коэффициента поглощения X протяженной тонкой структуры рентгеновского спектра поглощения (EXAFS) в полихроматическом режиме. Как описано выше, полихроматический режим определяется тем, что система работает на различных уровнях энергии, создаваемых путем повышения напряжения от 1 кэВ до 150 кэВ.

[0041] Основная цель данного действия заключается в решении следующего уравнения:

где k - уровни напряжения/энергии от 1 кэВ до 150 кэВ.

Задача настоящего изобретения состоит в получении 100 выборок χ(k) путем воздействия на образец 100 значениями напряжения и/или энергии рентгеновского излучения в диапазоне от 1 кэВ до 150 кэВ и измерения соответствующих выходных интенсивностей для соответствующих уровней напряжения и выполнения сравнения для получения ста значений χ эквивалентного коэффициента поглощения EXAFS.

[0042] На основании собранных/определенных 100 значений χ выполняются следующие этапы:

- сравнение графа χ от неизвестного образца и χ_m, где χ_m - набор из 100 значений, сохраненных в памяти, измеренных для известного образца (в данном случае алмаза). Система 100 откалибрована на настоящих алмазах. χ_m может быть получен облучением алмазов с энергией рентгеновского излучения в диапазоне от 1 кэВ до 150 кэВ;

- также может быть выполнено преобразование Фурье χ, и его результат будет состоять из двух точек или графов;

- информация об амплитуде пропорциональна ƒ_j(k) и информации о фазе 2kr_j+δ_j(k) и 2kr_j+δ_j(k) являются уникальными для образца атомов j (алмазы в настоящем изобретении);

- также необходимо сравнение с тенденциями ƒ_m(k) и 2kr_m+δ_m(k) моделей атомов, которые также будут получены посредством процесса калибровки на настоящих алмазах.

[0043] Система 100 дополнительно содержит источник 122 рентгеновского излучения/трубку, выполненный с возможностью импульсной работы посредством ускоряющих напряжений в диапазоне от 1 кэВ до 150 кэВ. В свою очередь, источник 122 рентгеновского излучения выполнен с возможностью формирования/излучения рентгеновского излучения в соответствующем диапазоне от 1 кэВ до 150 кэВ. Источник 122 рентгеновского излучения/трубка может охлаждаться от тепла, формируемого при столкновении фотоэлектронов с анодом.

[0044] Система 100 дополнительно содержит по меньшей мере два детектора, т.е. детектор 124 и детектор 126. Детектор 124 может быть датчиком XRT, который выполнен с возможностью захвата рентгеновского излучения, пропускаемого через образец. Согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения детектор 124 может включать в себя устройство с зарядовой связью. Согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения детектор 124 может включать в себя сцинтилляционный массив ячеек, которые возбуждаются, выделяя ток при взаимодействии с рентгеновским излучением. Датчик XRT может иметь некоторое количество выводов, которые отображаются в каждую из координат (x_i,y) на движущейся конвейерной ленте 108. Интенсивность XRT для частицы в (x_i,y) для уровня энергии E_j может составлять I_T(E_j,x_i,y). Этот сигнал может быть собран на выходе i детектора 124 и передан в контроллер 116 по i-му каналу шины (не показана) между детектором 124 и контроллером 116.

[0045] Детектор 126 может быть датчиком XRL, который выполнен с возможностью захвата рентгеновского излучения люминесценции от образца 106b в зоне 136 обнаружения. Согласно различным вариантам выполнения настоящего изобретения детектор 126 или датчик XRL может включать в себя либо сцинтилляционный массив ячеек, либо устройства с зарядовой связью. Массив ячеек может быть выполнен с возможностью вывода тока при взаимодействии с рентгеновским излучением люминесценции, принятым от образца 106b в зоне 136 обнаружения. Выходные сигналы датчика могут быть отображены в координаты (x_i,y) на движущейся конвейерной ленте 108. Интенсивность XRT для частицы в (x_i,y) для уровня энергии E_j может составлять I_L(E_j,x_i,y). Этот сигнал может быть собран на выходе i детектора 126, и он передается в контроллер 116 по i-му каналу шины (не показана) между детектором 126 и контроллером 116.

[0046] Система 100 дополнительно содержит процессор 118 сигналов, который выполнен с возможностью выполнения компенсации проекции рентгеновского излучения по нормали к плоскости элементов 124 и/или 126 детектора, как показано на Фиг. 3.

[0047] Интенсивность излучения в 90°, направленного на образец, равна I₀.. Если, например, в пределах зоны 136 имеются 2N+1 зон обнаружения, считая от первого пикселя либо влево, либо вправо, средний пиксель будет находиться в пикселе N+1, и интенсивность пропускаемого излучения, связанная с этой точкой, будет равна I_N+1T:→I₀,, (измеренная интенсивность в N+1 обусловлена I₀). Таким образом, поток рентгеновского излучения, проникающего в материал, имеет интенсивность падающего излучения I₀.. Однако для рентгеновского излучения под углом θ к I₀, пусть единичный вектор нормали, параллельный потоку I₀, равен k₀, кроме того, если определено, что I_θ - пучок рентгеновского излучения, параллельный единичному вектору k_θ, поток рентгеновского излучения, перпендикулярный пикселю, будет равен:

[0048] Таким образом, для пикселя в θ от нормали образца соответствующая интенсивность потока падающего излучения равна I₀cosθ. Это более подробно поясняется ниже.

[0049] Следует отметить, что как для люминесценции, так и для пропускания коэффициент поглощения χ измеряется относительно I₀, где угол к нормали пикселя обнаружения коллинеарен углу падающего потока фотоэлектронов от источника 122 рентгеновского излучения. Все остальные пиксели регистрируют падающий поток фотоэлектронов под углом.

[0050] Поток φ любого поля F, проходящего через единичную поверхность dS, определяется как:

φ=F⋅dS=|F||dS|cos(θ)

[0051] Аналогичным образом, здесь F=I₀ - падающий поток фотоэлектронов, и dS=dS(x,y) - пиксель в положении (х,у),

Для случая, когда I₀ и dS коллинеарны, θ=0,

Тогда φ=|I₀||dS|cos(0)=I₀

Но если θ≠0,

φ=|I₀||dS|cos(0)=I_ocos(θ)

Для люминесценции

В порядке компенсации, вместо использования I₀ как в приведенном выше уравнении, для пикселей, образующих угол с источником, I₀ заменяется на I_ocos(θ).

[0052] То же самое относится и к сигналу пропускания,

Как отмечено выше, одна из задач настоящего изобретения состоит в получении μ(Е) путем решения уравнений (3) и (4) и совместного использования результатов.

[0053] Следует отметить, что

μ(Е)=μ_o(1+χ(E))

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения, впоследствии определяется χ(E) (что представляет собой уравнение EXAFS). Таким образом, по существу, данные EXAFS получены из измерений люминесценции и пропускания, которые, в свою очередь, получены от детекторов 124 и 126.

[0054] Согласно варианту выполнения настоящего изобретения, если результаты люминесценции по данным EXAFS определены как χ_L(E), а результаты измерений пропускания по данным EXAFS определены как χ_T(E), то эквивалентный коэффициент поглощения (окончательные данные EXAFS) будет равен:

χ(Е)=χ_L(E)+χ_T(Е).

[0055] Согласно примерному варианту выполнения настоящего изобретения, рентгеновское излучение, падающее и коллинеарное нормали центрального пикселя/сцинтиллятора/канала, представляет собой χ_N, и все остальное рентгеновское излучение отклоняется под углом {φ} к нормали к плоскости сцинтиллятора. Процессор 118 сигналов выполняет компенсацию чтобы обеспечить приведение к базовой линии всего рентгеновского излучения.

[0056] Массив представляет собой интенсивность рентгеновского излучения, испускаемого импульсами из Е=6 кэВ - 80 кэВ.

Процессор 118 сигналов выполняет два взаимодополняющих теста. В некоторых вариантах выполнения настоящего изобретения для выполнения желаемой программы сортировки для идентификации алмазов из образца 106а/106b материала достаточно одного теста. Первый тест представляет собой сравнение с {I₀(Е=60 кэВ)}. Второй тест включает в себя сравнение массива {I_φi(Е)} с массивом для эталонного образца, заранее сохраненным в процессоре 118 сигналов, таким как массив эталонного образца для (алмаза).

[0057] В первом тесте, который является монохроматическим тестом, критерии теста определяются:

{I_φi(Е)}={I_φƒ(E)/I₀(Е)}+{1п{I₀(Е)/I_φТ(Е)}}

[0058] Во втором тесте, полихроматическом тесте, критериями являются:

(EXAFSα|EXAFSm),

где (x|y) - коэффициент взаимной корреляции данных х и у. Где подстрочный индекс α относится к фактическим измеренным данным, а подстрочный индекс m представляет собой откалиброванные данные для целевого образца в наборе {E}.

[0059] Процессор 118 сигналов может быть откалиброван с использованием эталонных данных EXAFS для углерода (алмаза) как по люминесценции, так и по пропусканию. В этом варианте выполнения полученные данные EXAFS могут представлять собой арифметическую сумму данных люминесценции и данных пропускания, принятых от детекторов 124 и 126.

[0060] Измерения интенсивности I_φTi(Е) и I_φƒi(Е) инвертируются, соответственно, в данные EXAFS образца/частицы. Числовая сумма итоговых данных EXAFS коррелируется с полученными эталонными данными EXAFS.

[0061] Заданный критерий/пороговое значение для подобия между итоговыми данными EXAFS и эталонными данными EXAFS может быть сохранен в процессоре 118 сигналов. Согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения могут быть построены графики для итоговых данных EXAFS и эталонных данных EXAFS, и получается индекс подобия, основанный на сравнении двух данных. Пороговое значение для индекса подобия может быть задано и сохранено в контроллере 116 и/или процессоре 118 сигналов. Результат тестов может быть сравнен с заданным критерием/пороговым значением. Если критерий/пороговое значение для теста (тестов) достигнуто, алмазы сортируются/идентифицируются. Например, если индекс подобия превышает заданное пороговое значение в 65%, образец 106а/106b материала может быть идентифицирован как алмаз.

[0062] В другом примерном варианте выполнения настоящего изобретения тест может быть осуществлен путем использования критерия Колмогорова-Смирнова для количественной оценки расстояния между двумя эмпирическими наборами данных EXAFS. Если расстояние очень мало, то подобие является хорошим. Аналогичным образом,

Подобие=1-D_KS

[0063] D_KS (расстояние по критерию Колмогорова-Смирнова) измеряется между двумя данными EXAFS. Кроме того, образец 106а/106b материала может быть идентифицирован как алмаз, если D_KS получается около нуля, и, таким образом, подобие получается около 1. Как понятно специалисту в данной области техники, D_KS конфигурируется пользователем.

[0064] Сигнал, соответствующий результату, может быть отправлен из процессора 118 сигналов/контроллера 116 на пневматический эжектор 132. В частности, когда результат соответствует обнаружению алмаза в образце материала в координате (х, y) конвейерной ленты 108, пневматический эжектор 132 производит выброс в указанной координате, тем самым превращая алмазы в метаемые тела в лотке 128 для сбора продукта. Таким образом, на основании положительного результата и соответствующего сигнала алмазы выбрасываются в желоб 128 для сбора продукта. Аналогичным образом, на основании отрицательного результата и соответствующего сигнала система выполнена с возможностью отсутствия выброса из пневматического эжектора 132, и образец 106а/106b материала автоматически выбрасывается в желоб 130 для отбраковки продукта. Специалисту в данной области техники будет понятно, что пневматический эжектор 132 может быть выполнен с возможностью выброса в случае отрицательного результата, т.е. когда не обнаружено, что образец 106а/106b материала является алмазом, чтобы обеспечить сбор образца 106а/106b материала в желоб 130 для отбраковки продукта.

[0065] Система 100 дополнительно содержит контроллер 116, который выполнен с возможностью передачи и приема сигналов между различными элементами системы 100. На основании сигналов, переданных и принятых контроллером 116, система 100 выполняет различные необходимые функции, как описано в настоящем документе.

[0066] Различные сигналы, поступающие в контроллер 116 и из него, могут быть классифицированы главным образом на входные и выходные сигналы. Кроме того, входные сигналы могут включать в себя сигналы от детектора 124 через N-канальную шину (не показана) через плату аналогового ввода (не показана) в качестве исходных текущих данных; сигналы от детектора 126 через N-канальную шину (не показана) через аналоговую плату (не показана) в качестве исходных текущих данных; сигналы от процессора 118 сигналов для инструкций по общему управлению системой 100; сигнал от устройства 134; сигналы от генератора 120 рентгеновского излучения; и сигналы от VSD 114. Аналогичным образом, выходные сигналы могут включать в себя сигнал на генератор 120 рентгеновского излучения; сигналы на пневматически приводимый в действие эжектор/селектор 132; сигнал опорной скорости на VSD. В некоторых вариантах выполнения настоящего изобретения заданное значение и управление конвейерной лентой 108 могут быть запрограммированы в VSD 114. В других вариантах выполнения настоящего изобретения общий контур управления регулируется контроллером 116.

[0067] В зависимости от желаемой конфигурации контроллер 116/процессор 118 сигналов может быть любого типа, включая, но, не ограничиваясь, микропроцессор (μР), микроконтроллер (μС), цифровой процессор сигналов (DSP) или любое их сочетание. Контроллер 116/процессор 118 сигналов может включать в себя один или более уровней кэширования, такие как кэш первого уровня и кэш второго уровня, ядро процессора и регистры. Пример ядра процессора может включать в себя арифметико-логический блок (ALU), блок с плавающей точкой (FPU), ядро цифровой обработки сигналов (ядро DSP) или любое их сочетание. Примерный контроллер памяти может также использоваться с контроллером 116/процессором 118 сигналов, или в некоторых реализациях контроллер памяти может быть внутренней частью контроллера 116/процессора 118 сигналов.

[0068] В зависимости от желаемой конфигурации системная память может быть включена в контроллер 116/процессор 118 сигналов. Системная память может быть любого типа, включая, но не ограничиваясь, энергозависимую память (такую как ОЗУ), энергонезависимую память (такую как ПЗУ, флэш-память и т.д.) или любое их сочетание. Системная память может включать в себя операционную систему, одно или более приложений и программные данные. Системная память может дополнительно включать в себя алгоритм оценки взаимодействия с документом, который выполнен с возможностью выполнения функций, описанных в настоящем документе, включая функции, описанные в отношении системы 100 по фиг. 1.

[0069] Системная память может быть реализована посредством съемных запоминающих устройств и несъемных запоминающих устройств, которые являются примерами компьютерных носителей данных. Компьютерные носители данных включают в себя, не ограничиваясь, оперативную память, ROM, EEPROM, флэш-память или другую технологию памяти, CD-ROM, цифровые универсальные диски (DVD) или другие оптические носители, магнитные кассеты, магнитную ленту, накопитель на магнитном диске или другие магнитные запоминающие устройства, или любой другой носитель, который может использоваться для хранения желаемой информации и к которому может быть осуществлен доступ контроллером 116/процессором 118 сигналов. Любой такой компьютерный носитель данных может быть частью контроллера 116/процессора 118 сигналов.

[0070] Система 100 дополнительно содержит пневматический эжектор 132. Пневматический эжектор 132 или система выброса могут включать в себя средства блока электромагнитных пневмоклапанов. Геометрически один электромагнитный клапан может перекрывать N каналов, или в некоторых вариантах выполнения, особенно для систем с крупными частицами, один или два электромагнитных клапана предназначены для определенного положения (x_i,y). Электромагнитные клапаны, назначенные для (x_i,у), приводятся в действие выходным сигналом i контроллера по шине между контроллером 116 и пневматическим эжектором 132.

[0071] Система 100 дополнительно содержит желоб 128 для сбора продукта и желоб 130 для отбраковки продукта. Эти два желоба 128 и 130, соответственно, выполнены с возможностью транспортировки отсортированных алмазов и остального материала из образца 106а/106b материала. Желоб 128 может вести к станции сортировки вручную человеком (не показана), где происходит дальнейшая обработка отсортированных/идентифицированных алмазов. Аналогичным образом, желоб 130 может быть выполнен с возможностью транспортировки материала в другую систему ленточных конвейеров, в которой остальной материал/образец 106а/106b материала может быть переработан.

[0072] В процессе работы система 100 принимает входной образец 106а/106b материала из системы подачи (не показана). Образец 106а/106b материала поступает на конвейерную ленту 108 через загрузочный желоб 104. Затем образец 106а/106b материала транспортируется в зону 136 обнаружения. Скорость конвейерной ленты регулируется двигателем 110, приводимым в действие приводом 114 с переменной частотой, который принимает сигнал, соответствующий скорости, от контроллера 116. Кроме того, текущая скорость ленты непрерывно измеряется/контролируется устройством 134 (например, тахометром) и передается контроллеру 116 посредством соответствующего сигнала. Система 100 может быть дополнительно выполнена с возможностью остановки своей работы, если устройство 134 не выдает сигнал, соответствующий текущей скорости. Контроллер 116 управляет повышением ускоряющего напряжения путем усиления трансформатора, включенного в генератор 120 рентгеновского излучения, который, в свою очередь, подает на источник 122 рентгеновского излучения высокое напряжение для формирования рентгеновского излучения от 6 кэВ до примерно 80 кэВ. Формируемое рентгеновское излучение пропускается через образец 106а/106b материала в зоне 136 обнаружения.

[0073] Кроме того, данные или измерения люминесценции, соответствующие люминесценции, создаваемой образцом 106а/106b материала в зоне обнаружения в ответ на пропускание рентгеновского излучения, захватываются посредством детектора 126. Также детектор 124 захватывает данные или измерения пропускания, которые соответствуют рентгеновскому излучению, пропущенному через образец 106а/106b материала в зоне 136 обнаружения. Процессор 118 сигналов выполнен с возможностью сохранения пороговых критериев для того, что является алмазом, а что - нет. Более конкретно, процессор сигналов может быть выполнен с возможностью хранения двух различных типов критериев данных, как то монохроматических данных и полихроматических данных. Процессор 118 сигналов выполняет проекцию рентгеновского излучения на нормаль к плоскости детектора, компенсируя сигналы от любого из детекторов, и вычисляет результат сложения коэффициента прямого контраста люминесценции и обратного логарифма данных пропускания в монохроматическом пространстве. Затем фактические данные сравниваются с заранее сохраненными данными/критерием. Рентгеновское излучение увеличивается с 1 кэВ до 80 кэВ в цикле, который гарантирует захват данных выборки, их анализ и определение наличия алмаза в образце 106а/106b материала таким образом, чтобы в выборке не оставалось материальных промежутков между тактовыми периодами. Значения данных при 60 кэВ выбираются из всего массива, чтобы обеспечить монохроматическое тестирование. Входные калиброванные данные сохраняются в процессоре 116, что включает в себя тенденции EXAFS эталонного элемента (например, углерода) при различных величинах энергии. Выполняется корреляция фактической тенденции для образца и эталонного элемента для установления уровня подобия и, тем самым, идентификации алмазов. Выполняется статистическая оценка, и выполняется определение на основании уровня подобия.

[0074] Согласно различным вариантам выполнения настоящего изобретения, данный подход использует вариации измеренной интенсивности излучения как для люминесценции I_L, так и для пропускания I_T и определяет новый параметр, который является суррогатным коэффициентом поглощения материала, путем выполнения нелинейного сложения соотношения следующих соотношений (рассмотренных ниже), которое не зависит от толщины и энергии. Кроме того, описанный выше подход применим как для монохроматической, так и для полихроматической сортировки, рассмотренных в настоящем документе. При полихроматической сортировке измерения EXAFS получаются из I_o в сравнении с I_L и I_o в сравнении с I_T. Настоящее изобретение включает в себя обеспечение полихроматического источника 122 рентгеновского излучения, в котором одна точка данных может использоваться для монохроматической сортировки, и весь набор может использоваться для полихроматической сортировки.

[0075] Исходя из задачи управления самопоглощением, для большого образца 106а/106b материала могут учитываться данные о люминесценции при 150 кэВ, в противном случае другие диапазоны размеров образцов материала будут облучаться с любой энергией от 1 кэВ до 150 кэВ.

[0076] МОНОХРОМАТИЧЕСКАЯ СОРТИРОВКА - коэффициент люминесценции и коэффициент пропускания используются для определения нового параметра μ. Это вытекает из следующего:

что является уравнением для интенсивности люминесценции на детекторе 126. Приведенное выше уравнение должно быть решено для μ_χ(Е), но μ_tot(E) также является функцией от μ_χ(Е), что делает это уравнение трансцендентным уравнением, которое трудно решить непосредственно за исключением использования подхода Ньютона-Рапсона. Как правило, для решения приведенного выше уравнения принимаются во внимание допущения, упрощающие устройство, которые основаны на двух аспектах.

Толщина t - состав образца 106а/106b материала, т.е. является ли образец чистым, имеет ли он сбалансированную концентрацию или является разбавленным.

«Чистый» означает μ_tot/(E)=μχ(E),

«сбалансированный» означает μ_tot(E)=μχ(E)+μ_other(E), где μ_other(E) означает примеси.

Предположения о толщине - согласно различным вариантам выполнения настоящего изобретения энергия рентгеновского излучения используется при 60 кэВ, что является оптимальным значением, при котором образцы 106а/106b материала имеют выраженный коэффициент поглощения.

Тонкие образцы,

т.е. значения t, из которых получается произведение

когда это так, экспонента

может быть оценена как

Что позволяет переписать уравнение (5) в виде:

Упростим до

Или

Инвертируя уравнение (6) для получения μ_χ(Е), коэффициент люминесценции в диапазоне тонких образцов может быть определен как:

Затем может быть измерено в то время как 4π/∈ΔΩ представляют собой свойства детектора, которые сами по себе могут быть оптимизированы для наилучшего измерения μχ(Е).

Следствие вышеуказанного условия:

е^-х=1-х для х<0.4

Для извлечения алмазов в виде частиц, 70% из которых составляют алмазы, а 30% - отходы, это дает:

μ_tot(E₆₀)=μχ(E₆₀)+μ_other(E₆₀)=0,4933

х=0,4933t<0,4,

t<0,8190 см=8,2 мм

Другое крайнее значение получается из аппроксимации

е^-х≈0

Это происходит, когда x>1,616 (это дает t>32 мм, для μ_tot(E=60 кВ)=0,4933

Это означает, что уравнение (5) может быть оценено как

Но компонент является функцией энергии Е и вызывает уменьшение, что обуславливает явление, называемое самопоглощением.

Наилучшее значение энергии рентгеновского излучения, которое дает наилучшее измерение интенсивности под толстым образцом, равно E=150 кэВ. Это определяется как важная характеристика для уменьшения самопоглощения при измерении интенсивности люминесценции.

Геометрическая конфигурация детектора XRL.

Здесь необходимо, чтобы член в был таким, что

Согласно различным вариантам выполнения настоящего изобретения, θ, то есть падающее рентгеновское излучение должно быть перпендикулярным образцу, и φ, угол выхода, должен быть очень малым, π/12. Таким образом обеспечивается коррекция самопоглощения для измерения XRL.

Согласно различным вариантам выполнения настоящего изобретения, данный вывод обеспечивает следующее:

t<8 мм и t>32 мм, неучтенный интервал 10-32 мм. XRL хорошо работает для образцов размером менее 10 мм, в то время как XRT - нет, а также XRT хорошо работает для образцов размером более 10 мм.

[0077] СОРТИРОВКА ПО XRT

Уравнение для сортировки по XRT

Сортировка, основанная на градиенте интенсивностей для всего диапазона от 1,25 мм до 100 мм. Тонкие образцы

I_T≈I_o

Подразумевая, что в данной области недостатком XRT является плохой контраст ввиду что создает случай плохого различения. Таким образом, в XRT для хороших измерений без влияния контраста желательно, чтобы:

I_T≤0.5I_o

Тонкий образец также определяется как меньший, чем 10 мм. Это условие требует, чтобы минимально возможная толщина для измерений XRT составляла 10 мм.

Наборы для обнаружения

[0078] СПОСОБ ГРАДИЕНТНОЙ СОРТИРОВКИ

Согласно некоторым вариантам выполнения настоящего изобретения выполняются некоторые производные уравнений XRT и XRL:

что больше нуля, но уменьшается в зависимости от t,

Путем определения нового параметра Dμ_x(E) как

может быть определено, что:

Если является постоянной для всех t, то

Dμ_x(E)=I_oμ_x(E)Ks

или

Dμ_x(E)=Ioμ_x(E)Ks

Таким образом, комбинированная производная Dμ_x(E} уникальна для каждого образца 106а/106/b материала, поскольку μ_Х(Е) и Ks уникальны для каждого материала, таким образом в данном документе разработан способ сортировки, в котором одновременно используется измерение люминесценции и пропускания, и который охватывает весь диапазон сортировки (от 1,25 мм до 100 мм), что позволяет справиться с ограничениями самопоглощения и плохой контрастности.

[0079] Фиг. 5 иллюстрирует способ 200 идентификации и сортировки частично/полностью высвобожденных алмазов в кимберлите в соответствии с различными вариантами выполнения настоящего изобретения. Способ может быть выполнен посредством контроллера 116/процессора 118 сигналов.

[0080] На этапе 202 может быть принят входной сигнал для инициирования работы системы 100. Входной сигнал может вводиться в контроллер 116 и/или процессор 118 сигналов, которые выполнены с возможностью непосредственного взаимодействия с пользователем через вычислительное устройство. Примеры вычислительного устройства могут включать в себя, не ограничиваясь, сервер, компьютер, портативный компьютер, планшетный компьютер и т.д.

[0081] На этапе 204 может быть сформирован и передан сигнал опорной скорости. Сигнал опорной скорости может быть сформирован на основании заданной конфигурации системы 100. Сформированный сигнал опорной скорости может быть передан на привод 114 с переменной скоростью для приведения в действие конвейерной ленты 108 посредством двигателя и приводного шкива 110 и хвостового шкива 112. В альтернативном варианте выполнения сигнал опорной скорости может формироваться только в ответ на обнаружение того, что все дверцы, панели или точки доступа (не показаны) системы 100 полностью закрыты. Как описано выше, закрытие может быть обнаружено одним или более датчиками, и соответствующий сигнал может быть принят контроллером 116/процессором 118 сигналов.

[0082] На этапе 206 может быть принят сигнал, соответствующий текущей скорости конвейерной ленты 108. Сигнал, соответствующий текущей скорости, может быть принят от устройства 134 ввода (например, тахометра). Принятый сигнал, соответствующий текущей скорости, может быть сравнен с сигналом опорной скорости, переданным на этапе 204, и, если разность между двумя сигналами превышает заданную пороговую величину, в привод 114 с переменной частотой может быть передан сигнал для остановки работы. Кроме того, сигнал для остановки работы также может быть передан, если сигнал, соответствующий текущей скорости, не принят.

[0083] На этапе 208 может быть передан сигнал для инициирования и увеличения ускоряющего напряжения. Сигнал увеличения может быть передан на генератор 120 рентгеновского излучения, который, в свою очередь, питает источник 122 рентгеновского излучения для формирования рентгеновского излучения.

[0084] На этапе 210 могут быть приняты входные сигналы данных или измерения, соответствующие обнаруженной люминесценции и пропусканию рентгеновского излучения. В соответствии с различными вариантами выполнения настоящего изобретения данные о люминесценции и пропускании рентгеновского излучения могут приниматься от детекторов 124 и 126 на основании пропускания рентгеновского излучения через образец 106а/106b материала.

[0085] На этапе 212 выполняется обработка входных сигналов данных. Обработка выполняется путем выполнения проекции рентгеновского излучения на нормаль к плоскости детектора, компенсации сигналов от любого из детекторов 124 и 126, и путем вычисления результата сложения коэффициента прямого контраста люминесценции и обратного логарифма данных пропускания в монохроматическом пространстве.

[0086] На этапе 214 выполняется определение того, соответствуют ли обработанные сигналы алмазам, за счет чего идентифицируются/сортируются алмазы в образце 106а/106b материала. Этапы 212 и 214 могут в совокупности включать в себя все этапы, рассмотренные выше в отношении Фиг. 1 для обработки сигналов. На основании обработки на этапе 212 фактические данные сравниваются с заранее сохраненными данными/критерием. Рентгеновское излучение увеличивается с 1 кэВ до 80 кэВ в цикле, который гарантирует захват данных выборки, их анализ и определение наличия алмаза в образце 106а/106b материала таким образом, чтобы в выборке не оставалось материальных промежутков между тактовыми периодами. Значения данных при 60 кэВ выбираются из всего массива, чтобы обеспечить монохроматическое тестирование. Входные калиброванные данные сохраняются в процессоре 116, что включает в себя тенденции EXAFS эталонного элемента (например, углерода) при различных величинах энергии. Выполняется корреляция фактической тенденции для образца и эталонного элемента для установления уровня подобия и тем самым идентификации алмазов. Выполняется статистическая оценка, и выполняется определение на основании уровня подобия.

[0087] На этапе 216 один или более сигналов могут быть переданы на пневматический эжектор в соответствии с различными вариантами выполнения настоящего изобретения для сортировки материала в желоб 128 для сбора продукта и желоб 130 для отбраковки продукта.

[0088] Фиг. 6 иллюстрирует примерный компьютерный программный продукт, который выполнен с возможностью обеспечения сортировки/идентификации алмазов, в соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами выполнения, описанными в настоящем документе. Компьютерный программный продукт 600 может соответствовать программному продукту, сохраненному в форме исполняемых процессором инструкций в контроллере 116/процессоре 118 сигналов.

[0089] Компьютерный программный продукт 600 может включать в себя носитель 604 сигнала. Носитель 604 сигнала может включать в себя одну или более инструкций 602, которые при выполнении, например, процессором или контроллером могут обеспечивать описанные выше функциональные возможности для сортировки/идентификации алмазов из образца 106а/106b материала.

[0090] В некоторых реализациях носитель 604 сигнала может включать в себя машиночитаемый носитель 608, такой как, не ограничиваясь, жесткий диск, компакт-диск (CD), цифровой видеодиск (DVD), цифровую ленту, память и т.д. В некоторых реализациях носитель 604 сигнала может включать в себя записываемый носитель 610, такой как, не ограничиваясь, память, CD с возможностью чтения/записи (R/W), DVD R/W и т.д. В некоторых реализациях носитель 604 сигнала может включать в себя среду 606 связи, такую как, не ограничиваясь, цифровая и/или аналоговая среда связи (например, волоконно-оптический кабель, волновод, проводная линия связи, беспроводная линия связи и т.д.). Таким образом, например, программный продукт 600 может быть передан контроллеру 116/процессору 118 сигналов посредством радиочастотного (RF) носителя 604 сигнала, причем носитель 604 сигнала передается посредством среды 606 беспроводной связи (например, среды беспроводной связи, соответствующей стандарту IEEE 802.11).

[0091] Также следует отметить, что операционные этапы, описанные в любом из примерных аспектов в настоящем документе, описаны для обеспечения примеров и обсуждения. Описанные операции могут выполняться во множестве различных последовательностей, отличных от проиллюстрированных последовательностей. Кроме того, операции, описанные на одном операционном этапе, на самом деле могут выполняться на множестве различных этапов. Кроме того, один или более операционных этапов, описанных в примерных аспектах, могут быть объединены. Следует понимать, что операционные этапы, проиллюстрированные на блок-схемах, могут подвергаться множеству различных изменений, что будет очевидно специалисту в данной области техники. Специалистам в данной области техники также будет понятно, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любых из множества различных технологий и приемов. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и элементарные сигналы, которые могут быть упомянуты во всем приведенном выше описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, или любым их сочетанием.

[0092] Вышеприведенное описание изобретения приведено, чтобы позволить любому специалисту в данной области техники изготовить или использовать изобретение. Специалистам в данной области техники будут очевидны различные изменения изобретения, и общие принципы, определенные в данном документе, могут быть применены к другим вариантам. Таким образом, изобретение не предполагается ограниченным примерами и конструкциями, описанными в настоящем документе, но оно должно иметь наиболее широкий объем, соответствующий принципам и новым признакам, раскрытым в настоящем документе.

Использование: для сортировки алмазов. Сущность изобретения заключается в том, что транспортируют посредством транспортировочной системы, содержащей конвейерную ленту, образец материала, включающий в себя алмазы; излучают рентгеновское излучение посредством источника рентгеновского излучения на образец материала; измеряют посредством детектора рентгенолюминесценции (XRL), размещенного вокруг конвейерной ленты, интенсивность испускаемого рентгеновского излучения от образца материала; измеряют посредством детектора пропускания рентгеновского излучения (XRT), расположенного под конвейерной лентой, интенсивность пропускаемого рентгеновского излучения через образец материала; и принимают посредством процессора измерения интенсивности испускаемого излучения и интенсивности пропускаемого излучения от детектора XRL и детектора XRT, соответственно; обрабатывают посредством процессора измерения интенсивности испускаемого излучения и интенсивности пропускаемого излучения для определения эквивалентного коэффициента поглощения; и идентифицируют образец материала или часть образца материала как алмаз на основании сравнения эквивалентного коэффициента поглощения с заранее сохраненным коэффициентом поглощения эталонного образца. Технический результат: повышение достоверности обнаружения алмазных частиц. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система сортировки алмазов, причем система содержит:

транспортировочную систему, содержащую конвейерную ленту для транспортировки образца материала, включающего в себя алмазы;

источник рентгеновского излучения, выполненный с возможностью излучения рентгеновского излучения на образец материала;

детектор рентгенолюминесценции (XRL), размещенный вокруг конвейерной ленты, выполненный с возможностью измерения интенсивности испускаемого рентгеновского излучения от образца материала;

детектор пропускания рентгеновского излучения (XRT), размещенный под конвейерной лентой, выполненный с возможностью измерения интенсивности пропускаемого рентгеновского излучения через образец материала; и

процессор, выполненный с возможностью:

приема измерений интенсивности испускаемого излучения и интенсивности пропускаемого излучения от детектора XRL и детектора XRT, соответственно;

обработки измерений интенсивности испускаемого излучения и интенсивности пропускаемого излучения для определения эквивалентного коэффициента поглощения; и

идентификации образца материала или части образца материала как алмаза на основании сравнения эквивалентного коэффициента поглощения с заранее сохраненным коэффициентом поглощения эталонного образца.

2. Система по п. 1, в которой процессор выполнен с возможностью обработки измерений интенсивности излучения и интенсивности пропускания путем инвертирования каждого из измерений интенсивности излучения и интенсивности пропускания.

3. Система по п. 1, в которой источник рентгеновского излучения выполнен с возможностью излучения рентгеновского излучения в заданной зоне обнаружения на конвейерной ленте.

4. Система по п. 3, в которой источник рентгеновского излучения выполнен с возможностью излучения рентгеновского излучения в заданной зоне обнаружения с одним уровнем энергии.

5. Система по п. 3, дополнительно содержащая генератор рентгеновского излучения, причем генератор рентгеновского излучения выполнен с возможностью подачи последовательности сигналов ступенчато повышаемого напряжения на источник рентгеновского излучения.

6. Система по п. 5, в которой источник рентгеновского излучения выполнен с возможностью излучения рентгеновского излучения в заданную зону обнаружения с множеством уровней энергии, соответствующих последовательности сигналов ступенчато повышаемого напряжения.

7. Система по п. 6, в которой множество уровней энергии соответствует последовательности уровней энергии в диапазоне от 1 кэВ до 150 кэВ.

8. Система по п. 1, в которой, чтобы идентифицировать образец материала как алмаз, процессор может быть выполнен с возможностью определения того, что результат сравнения между эквивалентным коэффициентом поглощения и заранее сохраненным коэффициентом поглощения эталонного образца находится в заданном диапазоне.

9. Система по п. 1, дополнительно содержащая пневматический эжектор, причем пневматический эжектор выполнен с возможностью выброса в координате (х, у) конвейерной ленты в ответ на идентификацию образца материала как алмаза.

10. Способ сортировки алмазов, причем способ содержит этапы, на которых:

транспортируют посредством транспортировочной системы, содержащей конвейерную ленту, образец материала, включающий в себя алмазы;

излучают рентгеновское излучение посредством источника рентгеновского излучения на образец материала;

измеряют посредством детектора рентгенолюминесценции (XRL), размещенного вокруг конвейерной ленты, интенсивность испускаемого рентгеновского излучения от образца материала;

измеряют посредством детектора пропускания рентгеновского излучения (XRT), расположенного под конвейерной лентой, интенсивность пропускаемого рентгеновского излучения через образец материала; и

принимают посредством процессора измерения интенсивности испускаемого излучения и интенсивности пропускаемого излучения от детектора XRL и детектора XRT, соответственно;

обрабатывают посредством процессора измерения интенсивности испускаемого излучения и интенсивности пропускаемого излучения для определения эквивалентного коэффициента поглощения; и

идентифицируют образец материала или часть образца материала как алмаз на основании сравнения эквивалентного коэффициента поглощения с заранее сохраненным коэффициентом поглощения эталонного образца.