Способ фотометрической сепарации кусковых материалов Советский патент 1983 года по МПК B03B13/06 

Изобретение относится к способам фотометрической сепарации кусковых материалов и может быть использовано в технологии и в устройствах для раз деления минерального сырья. Фртометрическая сепарация основана на использовании различий разделя емых компонентов полезных ископаемых или любых других предметов в их отра жательной способности. Для этого све ,-товой поток от источника света напра ляют на .какую-либо поверхность (фон) а диффузно отраженный от нее свет ре гистрируют фотодатчиком. При внесении сепарируемых кусков в пространство между фотодатчиком и фоном изменяется значение отраженного светового потока и величина электрического сигнала с датчика. Известен способ фотометрической сепээации с использованием лазера в качестве источника света и быстродей ствующей сканирующей Системы. Сканирующая система обеспечивает осмотр монослоя кусков руды, располагающихся на плоской конвейерной ленте, дви жущейся через камеру осмотра. Лента является также фоном, на котором про изводится определение наличия куска и его.размера. Отраженный от кусков световой FIOTOK улавливается фотоэлементами и преобразуется в э.лектричес кий сигнал, характеризующий отражательную способность участка поверхности куска. Этот сигндл поступает в электронно-вынислительную машину (ЭВМ. ЭВМ обрабатывает всю полученную информацию о каждом куске, т.е. его местоположение на ленте, размер, отражательную способность отдельных участков и всей его поверх ности, расчитывает место и время схода куска с ленты и принимает решение о необходимости его выделения на основе заранее заложенных в программу критериев. Информация о каждом куске сохраняется в памяти ЭВМ ДО момента выделения куска исполнительным механизмом Cl Недостатком известного способа яв ляется сложность электронной и механической частей устройства, что обус лавливает его высокую стоимость. Известен способ, включающий подачу кусков в зону осмотра, измерение отражательнрй способности кусков на фоне поверхности отражения .и разделе :ние кусков на сорта по величине их отражательной способности. Для подДержания стандартных отражательных свойств поверхности отражения использована лента, которая постоянно промывается с помощью брызгал и очищается вращающейся щеткой 2}. Способ обладает существенными недостатками, снижающими точность определения отражательной способности поверхности кусков и их последующего разделения. Один из недостатков заключается в том, что величина сигнала, поступающая от .освещенного куска, зависит не только от его отражательной способности, но и от его размера. Так, Ъигналы, полученные от двух кусков, один из которых имеет меньшую отражательную способность, чем другой, но большую площадь, могут оказаться оди- . наковыми по величине. Второй недостаток заключается в том, что величина сигнала зависит от расстояния между куском и фотодатчиком. Куски, находящиеся ближе к фотодатчику, будут создавать сигналы большие, чем куски такого же размера и с такой же отражательной способностью, находящиеся дальше от фотодатчика. Третий недостаток заключается в том, что рассматриваемый способ не позволяет из смеси кусков с различной величиной отражательной способности (от минимальной до .максимальной )выделять за одну операцию куски с промежуточной величиной отражательной способности. Выделение таких кусков приходится проводить в две стадии: впервой - выделять куски с большей отражательной способностью, а во второй - с меньшими, производя для этого смену фоновых поверхностей. Целью изобретения является повышение точности разделения за счет устранения отрицательного влияния различия крупности сепарируемых кусков, влияния ориентации кусков относительно датчика, а также расширения функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что производят второе измерение отражательной способности кусков на фоне второй поверхности отражения, которая параллельна первой и отличается от нее по отражательной способности, регистрируют сигналы, пропорциональные изменения отражательных способностей обоих поверхностей отражения в моменты прохода по ним куска, а разделение кусков на сорта производят по величине отношения зарегистрированных сигналов. На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - схема зоны измерения, а на фиг. 3 пример условного распределеЬия .значений отражательной способноети (коэффициентов диффузного отражения ) кусков минеральной смеси и показаны эпюры сигналов от них, полученные с фотодатчиков. Устройство содержит загрузочный бункер 1, вибрационный питатель 2 гравитационный питатель 3, фоноьые поверхности f и 5, источник 6 света, фотодатчики 7 и 8, блок 9 задержки сигнала, блок 10 логической обработки сигналов, исполнительное устройство П и сборники 12 и- 13 продуктов сепарации. Пусть, например, необходимо из смеси минеральных кусков, имеющих условные коэффициенты отражения 0,2; 0,3; О, 0,5; 0,6; 0,7 и 0,8, выделить куски, имеющие коэффициенты отражения О,А; 0,5 и 0,6 иЛи одиниз них. Производят загрузку в бункер t и вибропитателем 2 и гравитационным питателем 3 подают куски 14 по одному в зону измерения. В зоне измерения под траекторией движения кусков устанавливают последовательно две фоновые поверхности 4 и 5 парал лельные друг другу и имеющие коэффициенты отражения соответственно 0,7 и 0,3. Фоновые поверхности освещаются рассеянным светом, создаваемым источником 6 света Измерение диффуз но отраженного от фоновых поверхностей k и 5 светового потока осуществляется соответственно фотодатчиками 7 и 8, установленными на одинаковом расстоянии от фонов и 5 и имею щими одинаковую чувствительность.с линейной характеристикой в рабочем диапазоне световых сигналов. При перемещении кусков в простран стве, между фоновыми поверхностями Ц 5 и фотодатчиками 7 8 от каждого из них будет зарегистрировано два различных, по амплитуде сигнала. Амплитуда сигналов определится цветом кус ка, его размером и ориентацией относительно фотодатчиков 7 и 8. Куски одинакового размераj но име , ющие различные коэффициенты отражеия, при перемещении по одной траектоии создадут сигналы, представленные таблице и на эпюре (фиг. 3/. Как идно из данных таблицы, куски с коэфициентами отражения 0,, 0,5 и 0,6 оздадут в фотодатчиках 7 и 8 сигналы ротивоположных электрических знаков по этому признаку логическим блоом 10 и исполнительным механизмом 11 огут быть отделены от других минеальных кусков. Различная крупность усков вызовет пропорциональное сниение или увеличение амплитуды сигнаов без изменения их электрического знака. Для отделения кусков с заданными нами коэффициентами отражения 0,4, 0,5 и 0,6 необходимо ввести задержку сигнала фотодатчика 7 на время, необходим ое для перемещения анализируемого куска или его части в зону измерения фотодатчиком 8 и провести определение отношения полученных сигналов в логическом блоке 10. Величины 3,0, 1,0 и 0,33, равные отношению величин сигналов от фотодатчиков 7 и 8, будут соответственно характерны для кусков с коэффициентами отражения 0,4, 0,5 и 0,6. Лобая из этих величин, соответствующая заданному нами даранёе в логическом блоке 10 уровню, может быть использована для управления работой исполнительного устройства 11 и выделения кусков с определенным коэффициентом отражения в сборник 13. Отношения величин сигналов измерений отражательной способности кусков может быть получено как при делении величины первого сигнала на величину второго сигнала, так и наоборот, в зависимости от задания. Возможны и другие варианты реализации способа. Например, с применением одного фотодатчика. В этом случае, электронными средствами запоминается сигнал, полученный от куска при его прохождении мимо первой фоновой поверхности 4, а через промежуток времени, необходимый для прохождения куска мимо второй фоновой поверхности 5, производится анализ первого сигнала совместно со вторым.

51036383

Изменение сигналов фотодатчика при прохождении кусков с различными коэффициентами отражения света

Использование способа фотометрической сепарации по сравнению с руществующими обеспечивает увеличение точности определения отражательной способности куска за счет снижения влияния его размера и ориентации от/носительно фотодатчикаJ расширение диапазона крупности обрабатываемых на одном сепараторе продуктов, что упрощает предшествующие сепарации те нологические операции; выделение куг ков с заданными коэффициентами отражения за одну операцию, даже при наличии кусков с большими и меньшими коэффициентами отражения, что уменьшает количество технологических операций и снижает себестоимость фотометрической сепарации, снижение треб ваний к питающим устройствам, которы в значительной мере определяют габариты, металлоемкость и себестоимость сепараторов. Увеличение точности определения отражательной способности ( цветаj кусков, при снижении стоимости оборудования и уменьшении количества технологических операций, позволяет расширить область применения фотометрической сепарации. Экономические преимущества способа, обеспеченные технологическими возможностями, выразятся в снижении стоимости сепараторов на 30-50% и снижении расхода воздуха на 50-801, от сокращения числа срабатываний электропневматических устройств за счет увеличения точности определения цвета кусков и сокращения количества технологических операций, что особенно важно при извлечении редко встречающихся драгоценных и полудрагоценных минералов. Способ может быть использован также и для сортировки томатов, лимонов, рыбы ,по ее окраске )и многих других сельскохозяйственных и пищевых продуктов, а также для сортировки или отбраковки изделий электронной и машиностроительной промышленности.

Черный

Фиг.З