Устройство для сортировки объектов Советский патент 1991 года по МПК B07C5/342 

Изобретение относится к сортировке объектов по оптическим свойствам и может быть использовано для сепарации алмазов.

Цель изобретения - повышение производительности и качества сепарации путем увеличения точности фотометрирования.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для сортировки объектов; на фиг. 2 - ход лучей направленного потока излучения через светопроницаемую цилиндрическую трубку; на фиг. 3 - ход лучей в вертикальном сечении цилиндрической трубки (а) и свето- рассеивающей трубки ,(б): на фиг.4 - схема фотометрической камеры.

Устройство (фиг. 1) содержит узел 1 подачи объектов, источник 2 направленного излучения, фотометрическую камеру 3, фотоприемник 4, блок 5 формирования управляющих сигналов, исполнительный механизм 6 сортировки, калиброванную по

размеру объектов направляющую трубку 7, калиброванные и равновеликие диафрагму 8 и окно 9, окно 10 для регистрации освещенности стенки фотометрический камеры, защитный экран 11, установленный за направляющей светорассеивающей трубкой 7 перед фотоприемником 4 для его экранировки от прямой засветки излучением, идущим от трубки, направляющий флажок 12, емкости блока 13 контейнера для сбора рассортированных объектов, Выход фотоэлемента 4 подключен к входу блока 5 формирования управляющих сигналов, который управляет работой исполнительного механизма б сортировки. Блок 13 контейнера включает в себя емкость 14 для светлых и емкость 15 для темных сортируемых объектов.

Рассмотрим фиг. 2, где в горизонтальном сечении показан ход лучей направленсь

00

-N

fcs

ного потока излучения (последующего через входную диафрагму в полость фотометрической камеры) через цилиндрическую трубку. Предполагается, что трубка-цилиндр изготовлена по аналогии со светорасреивающей трубкой из кварцевого стекла, обладающего минимальной величиной светопррпуска- ния, Отсюда следует, что в полости трубки лучи расходятся (составляют некоторые углы с оптической осью) и поток излучэнмя из направленного становится расходящимся. Такой расходящийся поток излучения будет облучать сортируемые алмазы вместо направленного потока, облучение алмазов расходящимся потоком излучения приведен к дополнительной погрешности сортировки из-за неодинаковой освещенности обьск- . тов а различных участках пиласти оолуче- ния, Так, например, р а з л ич и е в освещенности площадей АВ и А В , находящихся в различных участках области облуче- ния, достигает 20%. Так как местоположения площадей АВ и А1 В1 (фиг, 2) выбрано произвольно, то максимальное различие в освещенности алмазов может достигать величины более 20%, Кроме того, цилиндрическая трубка отражает в фотометрической камере 10% падающего на нее направленного потока излучения и вследствие этого увеличивает на 10% шумы, а носи- мые в информационный сигнал источником света (так как зтот поток не попадает на сортируемые алмазы) и кроме того, изменяет форму информационного сигнала (сдвиг его -на постоянный уровень, пропорциональный этому потоку), Далее потоки излучения, рассеянные алмазом и идушяз под

углами, менее критического оГ (фиг. За), отражаются от стенок цилиндрической трубки и выходят а отверстия трубки,

В изобретении светорассемвающая трубка позволяет рассеивать честь этих потоков излучения (фиш, 36) и уменьшить потери выхода излучения в отверстия.

Кроме того, известно, что оптическое стекло (кроме специальных молочных и т.д., служащих для рассеивзния излучения) изготавливается с требованием минимальной степени светорассеивзния и она не превышает 0,1% на 1 см толщины стекла. Если предположить, что цилиндрическая труба обладает свойством светорассеяния, то она все равно не сможет заменить езаторассеи- вающую трубку. Это следует из того, что направленный поток излучения, падающий .на трубку (фиг.-З), будет еще (кроме отражения и расходимости) и рассеянным и поэтому объект будет сблучоться .рассеянным потоком излучения и узеличытся доля отраженного трубкой потока излучения в фотометрической камере, не используемого для облучения, и в силу изложенных причин дополнительно ухудшится качество сортиров- - км.

Фотометрическая камера (фиг. 4) имеет вертикальное и горизонтальное сечения, проходящие через оптическую ось,

Сортировка объектов производится сле- 0 дующим образом.

Направленный поток излучения от источника 2 проходит через диафрагму 8, калибруется ею по поперечному сечению и

5 поступает в фотометрическую камеру 3. Далее через окно 9 он попадает в направляющую светорассеивающуютрубку 7 и, пройдя через зону фотометрирования, рассеивается на ее стенке по внутренней поверхности

0 фотометрической камеры 3. Фотоэлемент 4 вырабатывает опорный сигнал, пропорциональный потоку излучения, поступающему на стенки фотометрической камеры. Механизм узла 1 подачи объектов подает объекты

5 в направляющую светорассеивзющую трубку 7 в которой они, перемещаясь под действием силы тяжести, пересекают в зоне фстометриров&ния направленный поток излучения л далее попадают на направляю-,

0 щий флажок 12. Во врзмя пересечения сортировки объектом направленного потока излучения, отраженное и вышедшее из объекта излучение попадает на стенки направляющей светорассеивающей трубки 7,

5 которые рассеивают его по поверхности фотометрической камеры. Так как поперечные раз :.еры трубки 7 намного меньше поперечного размера фотометрической камеры, ди- аматра сферической полости, то основная

0 часть этого излучения рассеивается в цент-. ральной области фотометрической камеры. При взаимодействии сортируемого объекта с опорный потоком излучения часть излучения им поглощается, Сигнал, отрабатывав5 .мыи фотоэлементом 4,. изменяется пропорционально поглощенному объектом потоку излучения и поступает из вход блока 5 формирования управляющих сигналов, который управляет исполнительным мехзн з9 мом 6, Исполнительный, механизм 6 в зависимое от поступающего управляющего сигнала устанавливает направляющий флажок 1 в одно из даух п о/чоженмй ОД или ОБ, направляя объект в емкость 14 для

5 светлых или в емкость 15 для темных объектов блока контейнера 13.

Использование изобретения позволяет повысить производительность к качество

сепарации путем увеличения точности фото- метрирования.

Формула изобретения Устройство для сортировки объектов, содержащее узел подачи объектов, контактирующий с верхней частью поверхности и лежащий на вертикальной оси фотометрической камеры с диафрагмой, оптически связанной с установленным на ее оптической оси источником направленного излучения, фотоприемник, установленный в зоне фотометрирования камеры и электрически соединенный выходом через блок формирования управляющих сигналов с входов исполнительного механизма сортировки, контактирующего с нижней частью поверх0

ности по вертикальной оси фотометрической камеры, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и качества сепарации путем увеличения точности фотометрирования, оно снабжено установленной внутри фотометрической камеры и выполненной светорассеивающей из прозрачного материала калиброванной по размеру объектов направляющей трубкой с окном, расположенным на оптической оси камеры со стороны источника направленного излучения, непрозрачным экраном, размещенным перед фотоприемником, а направляющая трубка механически соединена с узлом подачи объектов и исполнительным механизмом сортировки.

Изобретение относится к сортировке объектов по оптическим свойствам, может быть использовано для сепарации алмазов и позволяет повысить производительность сепарации путем увеличения точности фото- метрирования. Для этого при сортировке объектов по оптическим свойствам осуществляют рассеяние излучения, поступающего на стенки фотометрической камеры. При этом направленное перемещение объектов обеспечивают на всем пути их движения через фотометрическую камеру. Для реализации указанных операций в устройстве на- правляющая калиброванная трубкя установлена по всей длине фотометрической камеры и соединяет механизм подачи объектов с исполнительным механизмом сортировки. Трубка выполнена светорассе- ивающей из прозрачного для излучения материала. Трубка имеет плоское окно, расположенное на оптической оси фотометрической камеры. Фотоприемник может быть размещен на оптической оси камеры. 4 ил.

Фиг.1