Способ определения прозрачности сырьевого потока Советский патент 1992 года по МПК B07C5/342 

Изобретение касается обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для определения качества раскладки сырьевого потока в зоне анализа радиометрического сепаратора.

Известен способ определения прозрачности сырьевого потока, включающий определениевеличины пороговой интенсивности излучения, облучение сырьевого потока пучком импульсного излучения, регистрацию прошедшего сквозь сырьевой поток излучения нормально к его поверхности и оценку прозрачности сырьевого потока по отношению количества прошедших сквозь сырьевой поток импульсов с интенсивностью излучения, превышающей пороговую величину, к общему числу импульсов излучения за установленный период времени.

Недостатком данного способа является невысокая точность определения прозрачности сырьевого потока, обусловленная тем, что в определении величины пороговой интенсивности излучения (кретирия оценки прозрачности потока) не учитывается доля вклада размера зерен сырьевого потока в величину импульса излучения, прошедшего сквозь сырьевой поток.

Цель изобретения - повышение точности определения прозрачности сырьевого потока.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу, включающему облучение сырьевого потока пучком импульсного излу 4

СО

ь.

00 00

чения, регистрацию прошедшего сквозь него излучения нормально к поверхности сырьевого потока и оценку прозрачности сырьевого потока по отношению к количеству прошедших сквозь сырьевой поток импульсов с интенсивностью излучения, превышающей пороговую величину, к общему числу импульсов за установленный период времени, дополнительно определяют средневзвешенный по удельной поверхности размер зерен сырьевого потока и диаметр пучка импульсного излучателя, с учето л которых определяют величину пороговой интенсивности.

т. So

j ,

1

,

Сущность изобретения заключается в использовании закономерности экранирования зернами сырьевого потока пучка импульсного излучения при определении критерия оценки прозрачности сырьевого потока (величины пороговой интенсивности импульсов излучения прошедших сквозь сырьевой поток).

При движении сырьевого потока в зоне облучения прозрачность Т; каждой i-й его порции зависит или от количества зерен в потоке, одновременно находящихся в зоне облучения, или от той доли площади зоны облучения, которая осталась не экранированной зернами i-й порции сырьевого пото- ,а, т.е.

Si „ Si

SoSo

где Tj - прозрачность i-й порции сырьевого потока, доли ед.,

So- Si - площадь зоны облучения соответственно не перекрытая и перекрытая зернами i-й порции сырьевого потока, м ;

fi - коэффициент заполнения зоны облучения зернами сырьевого потока, доли ед.

Средняя прозрачность (Т) сырьевого потока за установленный пероид времени г зсть математическое ожидание величин П, г.е. Т - М Tj, где М - символ математического ожидания. Распределение зерен по ширине сырьевого потока равномерно, поэтому значение прозрачности, измеренное для j-й части потока, статистически совпадает с величиной прозрачности всего сырьевого потока, т.е. Т tj.

Одна из j-й частей сырьевого потока нормально пересекается с потоком пучка импульсного излучения. Ввиду импульсного излучения каждому К - у импульсу излучения может быть присвоен качественный признак (I) в зависимости от того прошел или не прошел импульс излучения через промежутки между зернами сырьевого потока, а именно:

0

5

0

5 0

0

5

5

5

0

О, если нет прозрачности, т.е. К-й импульс излучения не прошел сквозь сырьевой поток ввиду экранирования этого импульса зерном потока сырья, j :, 1, если есть прозрачность, т.е. К-й импульс излучения прошел сквозь сырьевой поток, так как его экранирование зерном потока сырья отсутствует. Аналогично, прозрачность потока сырья в п-й момент времени TJI: (О, если к 0;

ТЛ А

/1, если к 1.

Средняя прозрачность Т сырьевого потока при импульсном излучении за интервал времени т есть математическое ожидание величин Tjj, т.е.

f Т, - М Tji 0 х (1 - Р) + 1 х Р Р Jxl1

N- где М - символ математического ожидания;

Р - вероятность прохождения импульсов излучения сквозь сырьевой поток за интервал времени т ;

N - общее количество зондирующих импульсов излучения за интервал времени т ;

N среднее количество импульсов из- лучения прошедших сквозь промежутки между зернами сырьевого потока за интервал времени г .

Для точной оценки прозрачности сырьевого потока необходим безошибочный отбор прошедших сквозь сырьевой поток импульсов излучения, т.е. необходимо соблюдение точности при присвоении качественного признака ( или 1) каждому прошедшему сквозь сырьевой поток импульсу излучения. Для этого всю совокупность прошедших сквозь поток сырья импульсов излучения условно разбивают на три группы.

Первая группа импульсов излучения не экранируется зернами сырьевого потока и проходит без изменений сквозь промежутки (просветы) между зернами сырьевого потока и их интенсивность равна интенсивности импульсов излучения падающих на сырьевой поток, Всем импульсам первой группы присваивается качественный признак 1 1.

Вторая группа импульсов излучения экранируется зернами сырьевого потока полностью, их интенсивность после прохождения сквозь сырьевой поток равна нулю. Всем импульсам второй группы присваивается качественный признак I 0, отбор таких импульсов излучения с

противоположной стороны сырьевого потока не производится.

Третья группа импульсов излучения экранируется частично зернами сырьевого потока, причем соотношение экранируемой и не экранируемой частей одного импульса излучения бывает разным, поэтому разной бывает и интенсивность прошедших сквозь сырьевой поток импульсов излучения. Присвоить качественный признак (I) импульсам третьей группы известными методами невозможно.

Для точной оценк:; прозрачности сырьевого потока, третьей группе импульсов необходимо присваивать качественный признак 1 1 и производить отбор только тех прошедших сквозь сырьевой поток импульсов излучения, у которых отсутствует экранирование оси симметрии пучка импульса излучения. А те случаи, когда зерно сырье- вого потока своим краем касается оси симметрии пучка импульса излучения, т.е. осуществляется касательное экранирование, считать случаями порогового экраниро- вания. При пороговом экранировании отношение не экранируемой части площади сечения пучка импульса излучения Sn к полной площади сечения пучка импульса излучения S равно отношению интенсивности импульса излучения прошедшего сквозь сырьевой поток Ап к интенсивности импульса излучения А, падающего на сырьевой поток, т.е. Sn/S An/A, откуда An A x An/S. После прохождения каждого К-го импульса

излучения сквозь промежутки между зерна- ми сырьевого потока их интенсивность Ак сравнивается с величиной пороговой интенсивности An и, при выполнении условия Ак Ап, К-у импульсу присваивается качественный признак I 1, при невыполне- нии условия .

Точная величина отношения определяется с помощью графической схемы на фиг. 1, иллюстрирующей случаи порогового (касательного) экранирования оси симметрии Оч пучка импульсного излучателя, имеющего диаметр сечения d, площадь сечения которого S JTd2/4. На фиг. 1 форма экранирующих зерен сырьевого потока принята сферической, а их крупность (диаметр) ко- леблется от нижней границы крупности сырьевого потока с диаметром зерен DH до верхней границы крупности с диаметром зерен DB.

Для достижения высокой точности оп- ределения прозрачности сырьевого потока необходимо определять величину пороговой интенсивности Ап только в зависимости от средневзвешенного по удельной поверх

An A

ности размера зерна сырьевого потока D. Этот показатель из всех известных показателей наиболее точно учитывает не только весовые выходы узких фракций крупности зерен сырьевого потока, но и долевой вклад каждой узкой фракции крупности зерен сырьевого потока, вложенный в заполнение зоны облучения или вложенный в снижение прозрачности сырьевого потока. В этом случае погрешность статистического измерения, возникающая при пороговом экранировании импульсов излучения зернами, размер которых меньше D, автоматически компенсируется погрешностью измерения, возникающей при пороговом экранировании импульсов излучения зернами, размер которых больше D.

Из графической схемы на фиг. 1 следует, что площадь сечения пучка импульса излучения Sn, отсекаемая от площади при пороговом экранировании, состоит из площадей двух сегментов, отсекаемых общей хордой KN от кругов с центрами в точках Оч и Оа. Точка 02 расположена в центре массы зерна с диаметром, равным D. В результате подстановки площадей сегментов получено выражение для определения критерия разделения импульсов излучения (величины пороговой интенсивности импульсов излучения, прошедших сквозь сырьевой поток,

ҐoЈf- /D+Ј 5i -. -.«)

180е

An A

ntf ArA2xf-ЈНаД + г-Яila«i

Ud n360° 2 2п

0)

Таким образом, при известных значениях диаметра d пучка импульсного излучателя, гранулометрического состава сырьевого потока, по которому рассчитывается величина D, а также определенных с помощью графической схемы на фиг. 1 углах а И /3 производится точный расчет величины пороговой интенсивности An импульсов излучения. Это позволит производить отбор импульсов излучения с интенсивностью Ак с высокой точностью.

Действительная форма зерен материала отличается от условно принятой сферической, а их сечение отличается от круга. Но при использовании параметра средневзвешенной по удельной поверхности размер зерен сырьевого потока, возникающие из- за несферичности зерен погрешности при отборе импульсов излучения, имеют как положительную, так и отрицательную полярность, равновероятны и при статистическом

усреднении, например, за интервал времени г, взаимокомпенсируются.

Способ может быть реализован устройством, приведенным на фиг. 2, содержащим формироватзль 1 сырьевого потока, излучатель 2 пучка импульсного излучения, детектор 3 импульсов излучения, прошедших сквозь сырьевой моток, задатчик 4 пороговой интенсивности,блок 5 сравнения,неинверсный (первый)вкод которого соединен с детектором 3, а инверен ый (второй) вход - с задатчиком А, блок 6 определения прозрачности сырьевого ПОТОКЕ, вход которого соединен с выходов блока 5 сравнения, регистратор 7 прозрачность : сырьевого потока, соединенный с выходом блока 0. Задатчик 4 пороговой интенсивности выполнен из резистора 8 переменного сопротивления, один крайний вывод которого заземлен, другой крайний вывод соединен с источником положительного стабилизированного напряжения, л регулируемый вывод (выход зэдатчикз 4) соединен с инверсным (вторым) входом блока 5 сравнения. Блок 5 сравнения выполнен в виде компаратора напряжения. Блок определения прозрачности выполнен из рсзмс оро 9-11, соединенных последовательно, и конденсатора 12. Свободный вьзоц резистора 9 (вход блока 6) соединен с блока 5 сравнения (выход компаратор:- ,рй),), пгри дг- тельный вывод конденсатора 12 и сеобод- ный вывод резистора 11 заземлены, положительный выьед конденсатора . включен в точку соединения резисторов 9 и 10, точка соединения резисторов 10 и 11 (выход блока 6) соединена с входом регистратора 7. Регистратор 7 выполнен из резистора 13 и прибора магнитоэлектрической системы 14. Отрицательный вывод прибора 14 заземлен, положитзльный его вывод соединен с резистором 13, свободный вывод которого является РУОДОМ регистратора 7.

Способ осущег;зл:1:от следующим образом.

Измеряют диаметр d пучка импульсного излучателя 2, определяют ситовый состав сырьевого потопа, а именно нижний, средний и верхний размер зерен сырьевого потока, содержание в сырьевом потоке соответственно зерен нижнего, среднего и верхнего размера. По данным ситового состава определяют средневзвешенный по удельной поверхности D размер зерен сырьевого потока по формуле

j,/Ј I

i 1 i - -, i

где di - средний для -й фракции крупности размер зерен сырьевого потока;

ji -- содержание в i-й фракции крупности

зерен нижнего, среднего и верхнего размера. С помощью графической схемы на фиг. 1 и с учетом величин d и D определяют углы

а и /3 .

После этого включают излучатель 2 импульсного излучения и путем его регулировки на выходе детектора 3 устанавливают интенсивность импульсов излучения Ак, которая незначительно меньше верхней границы линейного диапазона работы детектора 3 (Ад). По формуле (1) рассчитывают величину пороговой интенсивности Ап импульсов излучения, прошедших сквозь

сырьевой поток.

После установления задатчиком 4 пороговой интенсивности импульсов излучения формирователем 1 в зону облучения транспортируют монослойный сырьевой поток.

Перпендикулярно к поверхности потока излучателем 2 за определенный промежуток

времени г генерируют импульсы излучения.

Импульсы излучения, прошедшие сквозь

промежутки между зернами сырьевого потока, регистрируют детектором 3 и преобразуют в электрические импульсные сигналы с интенсивностью, пропорциональной площади сечения пучка импульсного излучателя 2, Причем на выходе детектора 3 при

полном перекрытии зернами пучка излуче- н:чч от излучателя 2 появляются импульсы излучения с интенсивностью, разной нулю, отсутствии перекрытия - с интенсивность, равной Ак, при частичном перекрытии - с интенсивностью, имеющей промежуточное значение от нуля до Ак.

Импульсы излучения с детектора 3 поступают на первый вход блока 5 сравнения, на второй вход которого поступают импульсы излучения с задатчика 4. На выходе блока 5 сравнения за контрольный интервал времени г появляются импульсные сигналы излучения Un с интенсивностью, большей пороговой величины Ап, и длительностью tn,

ранной длительности импульсов излучения от излучателя 2. С выхода блока 5 сравнения импульсы излучения поступают в блок 6 определения прозрачности сырьевого потока, в котором, проходя по схеме резистор 9 конденсатор 12, они (импульсы) подвергаются интегрированию с постоянной интегрирования т, при этом величина выходного сигнала в аналоговой форме (U0) пропорциональная произведению величин Un x tn x

N1/ т, получаемых на выходе блока 5 сравнения, где N1 -среднее количество прошедших сквозь сырьевой поток импульсов с интенсивностью излучения, превышающей величину пороговой интенсивности за интервал времени г. Полученная в аналоговой форме величина U0 поступает на резисторы 10 и 11 блока 6, где подвергаются делению на коэффициент Кд, равный произведению постоянных величин Un x tn x N/r, в результате на выходе блока б аналоговый сигнал

имеет величину напряжения UT .

Этот сигнал поступает на вход регистратора 7 (резистор 13), где приложенное напряжение величиной UT вызывает электрический ток постоянного направления, протекающий через рамку стре очного прибора 14 и вызывающий отклонение стрелки.

При экранировании зернами сырьевого потока всех импульсов излучения за интервал времени г, стрелка прибора 14 указывает на 0-ю прозрачность Т. При 100%-ном отсутствии экранирования зернами сырьевого потока импульсов излучения за интервал времени т стрелка прибора 14 отклоняется на всю шкалу и указывает на 1-ю или 100%-ную прозрачность Т сырьевого потока. При экранировании зернами

0

5

0

5

сырьевого потока только части импульсов излучения стрелка прибора 14 занимает одно из промежуточных значений шкалы: или от 0 до 1 или от 0 до 100%.

Формула изобретения Способ определения прозрачности сырьевого потока, включающий облучение сырьевого потока пучком импульсного излучения, регистрацию прошедшего сквозь него излучения нормально к поверхности сырьевого потока и оценку прозрачности сырьевого потока по отношению количеству прошедших сквозь сырьевой поток импульсов с интенсивностью излучения, превышающей пороговую величину, к общему числу импульсов за установленный период времени, отличающийся тем, что, с целью повышения определения прозрачности, дополнительно определяют средневзвешенный по удельной поверхности размер зерен сырьевого потока и диаметр пучка импульсного излучателя, с учетом которых определяют величину пороговой интенсивности.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для определения качества раскладки сырьевого потока в зоне анализа радиометрического сепаратора. Цель изобретения - повышение точности определения прозрачности. Способ осуществления прозрачности сырьевого потока включает облучение сырьевого потока пучком импульсного излучения, регистрацию прошедшего сквозь него излучения нормально к поверхности сырьевого потока и оценку прозрачного сырьевого потока по отношению к количеству прошедших сквозь сырьевой поток импульсов с интенсивностью, превышающей пороговую величину к общему числу импульсов за установленный период времени. При этом дополнительно определяют средневзвешенный по удельной поверхности размер зерен сырьевого потока, а величина пороговой интенсивности определяется с учетом средневзвешенного по удельной поверхности размера зерен сырьевого потока и диаметра пучка и импульсного излучателя.3 ил.

Фиг.1

Родагсгсл г Рскулич

Составитель Н, Чупрова

Техред М.МоргенталКорректор Н. Ревская

Лиг 2

г

.Jj ™ Ч

j