Способ оптического определения размеров кусковых материалов Советский патент 1988 года по МПК G01B21/00 

IND

05

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности и достоверности определения размеров путем устранения погрешностей, обусловленных нестабильностью сигнала отражательной характеристики и зависимостью результатов от скорости измерения отражательной характеристики. Сушность способа заключается в том, что контролируемые куски 9 руды помеш,ают на транспортер 1 и продвигают через зону контроля с помощью двигателя 2. В зоне контроля куски 9 руды освеш.ают световым потоком источников 3, 4 света, одновременно определяют первую и вторую отражательные характеристики кусков при по.мош,и фотоэлектронных датчиков 7 и экрана 6 с двумя отверстиями. Расстояние между отверстиями выбирается из условий 7(0,05-0,2) Ц где L - средний размер исследуемых кусков. Сравнивают отражательные характеристики путем определения разности электрических сигналов, определяют оптически контрастные границы перехода «фон-кусок-фон, затем, учитывая скорость относительного пе- ремеш,ения кусков вдоль зоны контроля, вычисляют размеры кусков. 3 ил. 9 (Л

ч

тт

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, а именно к оптическим средствам контроля и измерения размеров кусковых материалов, и может быть использовано в горной и обогатительной про- мышленности.

Цель изобретения - повышение точности и достоверности определения размеров путем устранения погрешностей, обусловленных нестабильностью сигнала отражательной характеристики и зависимостью результатов от скорости измерения отражательной характеристики.

На фиг. 1 и 2 представлены диаграммы, поясняющие операции определения отражательных характеристик кусковых материа- лов и их размеров; на фиг. 3 - блок-схема устройства, реализующего способ.

Устройство, реализующее способ, содержит транспортер 1, предназначенный для размещения исследуемого кускового матег

риала, например кусков руды, двигатель / приводящий в движение транспортер 1, источники 3 и 4 света, последовательно установленные по ходу отраженного от исследуемых кусков руды светового потока объектив 5, экран 6 с двумя отверстиями, разме- щенными на расстоянии f друг от друга, и фотоэлектронные датчики 7, измерительный блок 8, вход которого связан с выходами фотоэлектронных датчиков 7. С целью получения оптимальных условий для выделения оптически контрастных переходов на границах фон-кусок-фон экспериментально доказано, что расстояние Р между отверстиями экрана 6 должно удовлетворять условию f(0,05-0,2) L, где L- средний размер исследуемого кускового материала.

Способ осуществляется следующей последовательностью операций.

Контролируемые куски 9 руды по.мещают на транспортер и продвигают через зону контроля с по.мощью двигателя 2. Световой поток, создаваемый источниками 3 и 4 све- та освещает контролируемые куски в зоне контроля. Отраженный куском 9 руды световой поток с помощью объектива 5 направляется на экран 6 с двумя отверстия.ми.

Поток света, прошедший через отверстия в экране 6, с помощью световодов (не показаны) направляется на фотоумножители фотоэлектронных датчиков 7. Таким образом, осуществляется одновременный съем двух отражательных характеристик кускового материала на расстоянии Е (фиг. 16, в).

Если кусок движется, то отражательные характеристики определяют одновременно со сдвигом в пространстве по ходу движения куска на величину Е (фиг. 1а). Если кусок неподвижен, а определение отражательных характеристик производят с помощью сканирующих лучей или зон контроля, то величина f соответствует расстоянию между точками сканирования в любой момент времени t, в течение которого производят определение отражательных характеристик кусков.

Съем отражательных характеристик производится в течение времени прохождения кусков 9 руды через зону контроля.

Электрические импульсные сигналы на выходе фотоэлектронных датчиков 7 повторяют оптически.е сигналы, представленные на фиг. 16, в. Эти сигналы поступают на вход измерительного блока 8. В измерительном блоке 8 осуществляется сравнение двух сигналов, соответствующих первой и второй отражательным характеристикам, путем определения их разности (фиг. 1г). Полученные значения разностных сигналов по амплитуде сравнивают с заданными, разделяя их по уровням I и II (фиг. 1д). При условии, что f(0,05-0,2)L, где L- средний размер кусков, сигналы на границах фон-кусок- фон, соответствующие значениям t., и t (фиг. 1д), являются максимальными. Выделяя экстремальные значения сигналов, определяют оптически контрастные перехо- дь1 фон-кусок-фон. Зате.м определяют временной интервал t. .между положительным ( и отрицательным (t.,.) макси.мума.ми (фиг. 1е), соответствующий передней и задней границе переходов фон-кусок-фон. Определяют размер кусков 9 руды по формуле , где V - скорость относительного перемещения кусков п измерительного устройства.

При малых значениях области границы перехода F, в пределах которой сравнивают отражательные характеристики, изменение величины сигнала на выступах или в низинах, имеющихся в пределах куска, может быть соизмеримо с изменением сигнала на границе между кусками. Это приводит к дополнительной погрещности в определении размеров кусков (в случае, если впадина или выступ находится вблизи границы куска) или к снижению достоверности измерений (в случае, если впадина или выступ находятся вблизи центра куска), что обусловит появление ложного сигнала о наличии двух кусков вместо одного.

Для повышение точности и достоверности результатов измерений область f, в пределах которой сравнивают отражательные характеристики, должна быть достаточно протяженной, чтобь зарегистрировать величину полного (а не частичного) изменения сигнала на границе перехода между кусками, что позволит отличить это изменение сигнала от изменения, связанного с наличием выступов или впадин на куске.

Для выявления оптически контрастных переходов оптимальным является разнесение точек определения отражательных характеристик на такое расстояние, на протяжении которого укладывается не менее 60-

максимальной величины скачка интенсивности отражательной характеристики в области границ переходов фон-кусок-фон. Этому требованию соответствует область границ переходов фон-кусок-фон, опре- деляемая из соотношения А(0,05-0,2) Ц где L - средний размер кусков. Нижняя граница соответствует кускам с размерами 30-50 мм, верхняя - кускам с размерами 5-10 мм.

Формула изобретения

Способ оптического определения размеров кусковых материалов, заключающийся в том, что перемещают контролируемый кусковой материал Через зону контроля, освещают его световым потоком, непрерывно фиксируют первую отражательную характеристику каждого из кусков, определяют сигнаО

лы оптическон контрастности переходов фон-кусок-фон, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и точности определения размеров, одновременно с первой непрерывной фиксируют вторую отражательную характеристику каждого из кусков на расстоянии f, определяемом из со- отнощения E fiX05-0,2) Ц где L- средний размер куска, определение сигна.тов оптической контрастности переходов фон-кусок-фон производят путем фиксирования разности электрических,сигналов, соответствующих первой и второй отражательным характеристикам, разделения каждого из полученных значений по пороговым уровням и выделения экстремальных значений разностного сигнала, а по временному интерва,лу между экстре.мальными значениями разностного сигнала определяют размер каждого из кусков.

е

fPU2.1