Способ автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК B03B13/06 

Изобретение относится к автоматической сортировке минерального сырья, а точнее к способам и устройствам контроля и регулирования чувст вительности рентгенорадиометрических сепараторов. Известен способ стабилизации при измерении потока излучения, основанный на вьщелении из входного (измеряемого) сигнала двух контрольных сигналов и регулировании чувствитель ности с помощью этих сигналов. В качестве контрольных сигналов используют сигнал, существенно зависящий от изменения чувствительности, например сигнал, пропорциональный интенсивности измеряемого потока из- лучения (основной сигнал), и сигнал зависящий от измерения интенсивности в значительно меньшей степени, например сигнал, пропорциональный плотности измеряемого потока излучения (контрольный сигнал) L1 J. Известно устройство для стабилиза ции при измерениипотока излучения, которое содержит детектор излучения усилитель, блок сигнала интенсивности и блок измеряемого потока излучения (например, интегратор стандартизированных импульсов), блок сравнения и регулятор. В этом устрой стве детектор соединен с усилителем выход кбторого подключен на входы блоков сигналов интенсивности и измеряемого потока излучения, связанные с входами блока сравнения.Выход блока сравнения соединен с входом регулятора, подключенного выходом к управляющему входу усилителя детекто j. Недостаток способа и устройства заключается в низкой чувствительности сигнала рассогласования для регулирования и жесткой стабилизации положений (амплитуд) аналитических линий (пиков) в аппаратурном спектре измеряемого излучения, обусловленной сравнением основного и контрольного сигналов в интегральной форме (весь .спектр излучений) без вьщеления дифференциальных участков в спектре сравниваемых сигналов. Известен способ автоматической стабилизации чувствительности спектр метрического тракта, включаюпщй регистрацию основного и реперного сигналов, выделение сигнала рассогласования и использование его для регули рования, чувствительности спектрометрического тракта 2. Известно устройство для автоматической стабилизации чувствительности спектрометрического тракта, содержащее источник излучения, мишень-репер и последовательно соединенные детектор и усилитель, к выходу которого подключены входы двух дифференциальных дискриминаторов, выходы которых соединены с входами блока сравнения, а к выходу последнего подключен вход регулятора, а также интегрирующее устройство и управляемый высоковольтный преобразователь . Недостатком известн згх способа и устройства является низкая эффективность использования для автоматической стабилизации чувс1 вительности рентгенорадиометрического сеператора, что вызвано следующими факторами: 1.Ухудшением качества основного сигнала при постоянном или одновременном воздействии реперного сигнала. В этом воздействие реперного сигнала (регистрация детектором, например, флоуресцентного рентгеновского излучения какого-либо элемента - репера или монохроматического излучения реперного гамма-источника) увеличивает импульсную загрузку детектора, .что приводит к ухудшению его спектрометрических характеристик и чувствительности по основному сигналу. 2.Недостаточной точностью стабилизации амплитуд аналитических ли- , НИИ в аппаратурном спектре регистрируемого излучения, так как в этом случае невозможно регулирование чувст-г вительности спектрометрического тракта сепаратора непосредственно в ана- : литической области спектра из-за наложения и влияния реперного сигнала на аналитические линии основного сигнала. 3. Невозможностью построения оптимальной схемы регулирования чувствительности сепаратора по одному ре-, парному сигналу, так как для обеспечения оптимального режима работы сепаратора необходима подача реперного сигнала в аналитической области и только в момент смещения аппаатурного спектра. В противном слуае несвоевременная и частая подача еперного сигнала требует либо рекращения подачи .руды, либо про3пускания значительной части кусков без анализа в них содержащихся ценных компонентов, что отрицательно влияет на производительность и качество продуктов сортировки сепаратора . В итоге указанные недостатки сни жают эффективность работы рентгенорадиометрического сепаратора. Цель изобретения - повышение эффективности работы рентгенорадиометрического сепаратора. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматической стабилизации чувствительност рентгенорадиометрического сепаратор кусков руды, включающему регистрацию основного и реперного сигналов, вьщеление сигнала рассогласования между ними и использование его дпя регулирования чувствительности спектрометрического тракта, непосредственно в процессе сепарации из основного сигнала дополнительно выделяют контрольный сигнал рассогл сования, задают пределы допустимых изменений сигнала и при выходе его за пределы без прекращения подачи руды кратковременно подают реперный сигнал, по которому осуществляют регулирование чувствительности спек рометрического тракта, блокируют в этот момент образование основного сигнала и направляют куски в концентрат сепарации. Кроме того, в качестве контрольного сигнала выбирают и регистрируют непрерывно от кусков руды интенсивную линию флоуресцентного характеристического излучения одног из породообразующих.или рудных элементов, а при ее отсутствии регистрируют пик рассеянного излучения, причем контрольный сигнал рассогласования вьщеляют также непрерывно в реж1|ме слежения. Устройство для автоматической стабилизации чувствительности рентг норадиометрического сепаратора, содержащее источник излучения, мишень репер и последовательно соединенные детектор и усилитель, к выходу которого подключены входы двух дифференциальных дискриминаторов, выходы которых соединены с входами блока сравнения, а к выходу последнего подключен вход регулятора, снабжено двумя дополнительными диф914ферен101альными дискриминаторами, дополнительным блоком сравнения и исполнительным механизмом, причем мишень-репер выполнена подвижной и механически связана с исполнительным механизмом, выход усилителя соединен с входами дополнительных дифференциальных дискриминаторов, выходы которых соединены с входами дополнительного блока сравнения, к выходу которого подключен исполнительный механизм; при этом выход регулятора соединен с управляющим входом усилителя. С введением дополнительных блоков предлагаемое устройство позволяет контролировать стабильность аппаратурного спектра излучения, регистрируемого детектором, а с помощью мишани-репера с исполнительным механизмом по контрольному сигналу рассогласования производить автоматическое регулирование чувствительности сепаратора только при смещении аналитических линий в его аппаратурном спектре, за счет чего достигается возможность управлять чувствительностью сепаратора непо-т средственно в аналитической области измерения спектра. На фиг. 1 показаны спеьтры; на фиг. 2 - устройство, реализующее предлагаемый спосоп. На фиг. 1а сплошной приведен пример аппаратурного спектра вторичного излучения от кусков руды (основного сигнала) при сепарации по L -серии свинца одной из полиметаллических руд, а пунктирной линией - возможное смещение аппаратурного спектра в результате изменения чувствительности сепаратора; на фиг. 16 изображен аппаратурный спектр реперного сигнала от мишенирепера (в данном случае мышьяка), аналитическая линия которого ( 10,5 кэВ) соответствует аналитической области спектра, в которую входят линии L -серии свинца(,5и LgPg 12,6кэВ). Заштрихованные дифференциальные участки спектров I и II контрольного и реперного сигналов используют ЛЯих сравнения и вьщеления сигнаов рассогласования. В приведенном примере показано использование луоресцентного характеристического злучения железа (одного из породо5образующих элементов в этой руде) в качестве конт{ ольного сигнапа, В устройство входят датчик 1 рентге норадиометрнческого сепаратора, содержащий детектор 2, источник 3 излучения, мишень-репер 4 с исполнительным механизмом 5, усилитепь 6, соединенный с детектором 2, блок 7 контроля, состоявши из дополнительных дифференциальных дискриминаторов 8и 9 и блока 10 сравнения (управления мишенью-репером) и блок 11 обработки реперного сигнала, включаю; игий дифференциальные дискриминаторы 12 и 13 и блок 14 сравнения, регу: лятор 15. Выход усилителя 6 одновре менно подключен к входам всех дифференциальных дискриминаторов 8, 9и 12, 13, выходы которых в блоке 7 контроля и блоке 11 обработки реперного сигнала соответственно со динены с входами блока 10 управлени мишенью-репером и блока 14 сравнени Выходы блока 10 управления мишеньюрепером и блока 14 сравнения соответственно подключены к исполнитель ному механизму 5 и регулятору .15, связанному с управляющим входом уси лит сшя 6. Способ автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора осуществляется следующим образом. Куски 16 руды подают в зону изме рения датчика I, облучают рентгеновским или гамма-излучением источника 3, вторичное излучение от кусков 16 - основной сигнал регистрируют детектором 2. Контрольный сигнал - флуоресцентное характеристическое излучение одного из элементов вьщеляют из основного сигнала непрерывно в режиме слежения за информацией от каждого анализируемого куска сепарируемой руды. При выходе контрольного сигнала рассогласования в блоке 10 управления мишенью-репером за пределы заданных допустимых значений кратковременно без прекращения подачи руды подают реперньй сигнал - флуоресцент ное рентгеновское излучение К -серии элемента-репера, укрепленного на мишени 4. По реперному сигналу рассогласования осуществляют регули рование коэффициента усиления спектрометрического тракта рентгенорадиометрнческого сепаратора (детектора 2 9 в совокупности с усилителем 6), стабилизируя амплитуды аналитических линий регистрируемого излучения в аппаратурном спектре. Контрольный и реперньй сигналы рассогласования вьщеляют путем сравнения статистики счета импульсов в дифференциальных участках спектра I и I 1 контрольного и реперного сигналов с помощью дифференциальных дискриминаторов 8, 9 и 12, 13 в блоке 7 контроля и блоке 11 обработки реперного сигнала. В момент регистрации реперного сигнала куски руды не облучают и направляют непосредственно в концентрат без анализа в них содержаищхся элементов, чтобы исключить потери ценных компонентов. Условия подачи и регистрации реперного сигнала, режим работы и параметры схемы 14 сравнения и регулятора 5 выбирают таким образом, чтобы время стабилизации чувствительности сепаратора не превышало 1-2 с, в течение которого без сортировки пропускается незначительная часть руды от всей сепарируемой массы. Обязательным условием выбора элемента-репера является равенство или близость энергий квантов характеристического рентгеновского излучения от элемента-репера и определяемого в кусках элемента, по содержанию которого ведется сепарация. За счет этого достигаются в оптимальном режиме максимальная точность регулирования и стабилизация чувствительности сепаратора (жесткий Режим стабилизации). Устройство работает следующим образом. При прохождении куска 16 руды в зоне измерения датчика 1 при облучении куска 16 гамма- или рентгеновским излучением источника 3 от куска образуется спектр вторичного излучения, состоящий из флуоресцентного характеристического рентгеновского излучения элементов и рассеянного излз 1ения источника 3. Вторичное излучение регистрируется детектором 2, спектр импульсов которого через усилитель 6 поступает в анализирующий блок сепаратора, где по определенному алгоритму происходит анализ регистрируемого аппаратурного -спектра и принятие решения о принадлежности куска к.отвальному .(хвостам) или обогащенному (концент рат) продуктам, С помощью блока 7 контроля из спектра вторичного излучения от каждого анализируемого куска 16 выделяются дифференциальны участки спектра контрольного сигнал (интенсивной линии k -серии характеристического излучения одного из элементов) дифференциальными дискриминаторами 8 и 9 и сравнивает ся количество импульсов в этих учас ках в блоке 10 управления мишеньюрепером. При выходе сигнала рассогл сования, от контрольного излучения за пределы заданных допустимых значений с блока 10 управления мишенью репером поступает сигнал срабатывания исполнительного механизма 5, и мишень-репер 4 устанавливается в рабочее положение перед детектором перекрывая пучок первичного излучения источника 3. В этот момент детектором 2 регистрируется флуоресцентное характеристическое излучени элемента-репера, укрепленного на мишени (реперный сигнал), по аналитической линии которого с помощью блока 11 обработки реперного сигнала и регулятора 15 происходит регулирование чувствительности спек рометрического тракта сепаратора. Это осуществляется посредством дифференциальных дискриминаторов 12 и 13, вьщеляющих дифференциальные участки спектра реперного сигнала, схемы 14 сравнения, вьзделяющей реперный сигнал рассогласования, и регулятора 15, преобразующего сигна рассогласования реперного излучения в управляющий сигнал, который воздействует на усилитель 6 до исчезно вения сигнала рассогласования со схемы 14 сравнения. После этого мишень-репер 4 возвращается в.исход ное состояние, обеспечивая возможность измерений, анализа и сортиров ки кусков сепаратором. Во время регистрации реперного сигнала подача кусков сепа18ратор не прекращается, мишень-репер 4 перекрывает перьлчное излучение, чтобы исключить облучение кусков и воздействие их излучения на реперный сигнал. В этот момент не анализируемые куски руды направляют непосредственно в концентрат сепарации, чтобы исключить потери ценного компонента. При этом достаточное время анализа реперного сигнала всего 0,5-1,0 с позволяет направить в концентрат без сортировки ничтожную долю кусков от всей сепарируемой горной массы. За базовый объект приняты способ и устройство для дифференциальной стабилизации спектрометрического тракта рентгенорадиометрической аппаратуры. Предлагаемьй способ по сравнению с базовым объектом обеспечивает непрерывный контроль за положением аналитических линий в аппаратурном спектре, осуществляемый непосредственно по основному сигналу - излучению от кусков ,оптимальный режим подачи реперного сигнала и регулировку чувствительности спектрометрического тракта сепаратора непосредственно в аналитической области сгектра вторичного излучения. В совокупности указанные факторы повышают эффективность работы рентгенорадиометрического сепаратора (производительность и качество продуктов сортировки). Предлагаемое устройство позволяет не только реализовать способ автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора в оптимальном режимеи тем самым обеспечить порышение эффективности его работы (производитепьности, качества продуктов сортировки) , но и способствует в значительной мере повышению автономности сепаратора, упрощению его настройки и обсл -живания при профилактических работах и ремонте.

1. Способ автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора кусков руды, включающий регистрацию основного и реперного сигналов, выделение сигнала рассогласования между ними и использование его для регулирования чувствительности спектрометрического тракта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы сепаратора, непосредственно в процессе сепарации из основного сигнала дополнительно вьщеляют контрольный сигнал рассогласования, задают пределы допустимых изменений сигнала и при выходе его за предриы без прекращения подачи руды кратковременно подают реперный сигнал, по которому осуществляют регулирование чувствительности спектрометрического тракта, блокируют в этот момент образовЗние основного сигнала и направляют куски в концентрат сепарации. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве контрольного сигнала выбирают и регистрируют непрерывно от кусков руды интенсивную линию флоуресцентного характеристического излучения одного из породообразующих или рудных элементов, а при ее отсутствии регистрируют пик рассеянного излучения,причем контрольный сигнал рассогласования выделяют также непрерьшно в режиме слежения. 3.Устройство для автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора, со(Л держащее источник излучения, мишеньрепер и последовательно соединенные детектор и усилитель, к выходу которого подключены входы двух дифференциальных дискриминаторов, выходы 1фторых соединены с входами блока сравнения , а к выходу последнего подклю( чен вход регулятора, о т л и ч а юОд О щ е е с я тем, что с целью повышения эффективности работы сепаратора, оно снабжено двумя дополнительными дифференциальными дискриминаторами, дополнительным блоком сравнения и исполнительным механизмом, причем мишень-репер выполнена подвижной и механически связана с исполнительным механизмом, выход усилителя соединен с входами дополнительных дифференциальных дискриминаторов, выходы KOTopbtx соединены с входами дополнительного блока сравнения, к выходу которого подключен исполнительный механизм, при этом выход регулятора сое динен с управляющим входом усилителя.

V5