Способ автоматического контроля крупности кускового материала Советский патент 1992 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к автоматическому контролю крупности кусковых материалов на конвейерной ленте и может быть использовано в системах автоматического управления дробильным и измельчительным оборудованием на предприятиях горнодобывающей, химической промышленности и при производстве строительных материалов.

Известен способ контроля грансостава кускового материала, реализованный в анализаторе размера частиц и включающий освещение потока материала источниками света под определенным углом для получения переходов интенсивности освещенности на кромках кусков, преобразование изображения кусков в электрические сигналы и определение геометрических размеров кусков.

Недостатком способа является техническая сложность и высокая стоимость реализации, а также низкая точность измерения из-за нечетного определения границ кусков

вследствие помех, вносимых посторонними сильными источниками света (электросварка), или воздействия запыленности, создаваемой движущимся потоком материала.

Известен способ контроля грансостава потока кусквого материала, реализованный в устройстве для контроля содержания классов крупности в потоке сыпучего материала. Согласно известному решению контроль крупности осуществляется на основе использования зависимости скорости гранулометрической сегрегации транспортируемого материала от его гранулометрического состава путем измерения составляющих спектров механических вибраций двух фиксированных участков конвейерной ленты, возникающих при взаимодействии кусков нижнего слоя материала с лентой.

Недостатком способа является низкая точность вследствие влияния на результаты измерений состояния (износа) ленты конвейера, а также зависимости скорости сег2 ю

XI xj 00

регации от влажности и глинистости руды, погонной нагрузки и подобных факторов.

Известен способ контроля крупности дробленой руды на конвейерной ленте, включающий предварительное распределение потока руды в виде насыпи с продольным гребнем, боковое освещение потока руды коллимирова нным источником света, формировэнйё теневого изображения гребня н§ е бсИрйнй мающем элементе и оценку г рансостава по параметрам огибающей кривой гребня. Способ прост в реализации, не требует организации специального освещения для получения изображения контуров каждого куска материала.

Недостатком известного способа является громоздкость и ненадежность решения, обеспечивающего формирование гребня и исключающего затенение мелких кусков руды более крупными. Кроме того, точность контроля крупности снижается за счет нечеткого теневого изображения гребня на воспринимающем элементе вследствие воздействия запыленности, создаваемой движущимся потоком руды, а также влияния колебания скорости его транспортировки.

Цель изобретения - повышение надежности и точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способ/ автоматического контроля крупности кускового материала, включающему измерение параметров огибающей кривой потока руды на конвейерной ленте, задают начальные условия по времени из- мёрения и скорости потока руды, измеряют высоту слой руды одновременно в двух точках огибающей кривой, определяют спектральную плотность сигналов измерения, выделяют в диапазоне частот сигналов из M epeHW поддиапазоны, величины спектральной плотности в пределах которых коррелированы с весом кусков руды контролируемых классов крупности, для каждого поддиапазона задают коэффициенты приведения величин спектральной плотности к весу кусков руды, измеряют среднюю высоту потока руды, задают коэффициент приведения потока руды к весу руды, определяют суммарный вес потока руды, протранс- портированного за время измерения, и вычисляют процентное содержание контролируемых классов крупности. Для устранения влияния колебаний скорости транспортировки руды определяют взаимную корреляционную функцию сигналов измерения, по взаимной корреляционной функции находят текущую скорость потока руды и корректируют значения частот сигналов измерения пропорционально величине отношения скорости, соответствующей начальным условиям измерения к текущей скорости потока, причем при уменьшении скоростей частоту пропорционально уменьшают. а при увеличении отношения скоростей - пропорционально увеличивают.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Частотный спектр сигнала измерения

0 высоты движущегося потока руды при постоянной скорости транспортировки зависит от крупности кусков руды, попадающих в зону зондирования Чем крупнее куски, тем ниже частота изменения сигнала, и на5 оборот, чем мельче куски, тем выше частота. Таким образом форма кривой спектральной плотности сигнала измерения высоты потока руды коррелирована с количеством кусков, принадлежащих к тому или иному

0 классу крупности руды. Экспериментальным путем во всем диапазоне частот сигнала измерения могут быть выделены поддиапазоны, величина спектральной плотности в пределах которых имеет макси5 мальный коэффициент корреляции с количеством кусков руды контролируемых классов крупности, и определены зависимости количества кусков руды от величины спектральной плотности. Задаваясь коэффициентом

0 приведения, учитывающим форму кусков и удельный вес материала, можно пересчитать количество кусков 8 суммарный вес кусков каждого класса крупности, Одновременно, измеряя среднее значение высоты

5 потока руды за установленный промежуток времени, можно, задавшись коэффициентом приведения, учитывающим форму расположения материала на конвейерной ленте и ег о насыпной вес, определить вес

0 протранспортмрованного потока руды. Определив суммарный вес кусков руды каждой фракции крупности по величине спектральной плотности и зная общий вес материала, можно найти процентное содержание конт5 копируемых классов.

При изменении скорости транспортировки даже при неизменной крупности материала происходит смещение диапазона частот сигнала измерения по отношению к

0 условиям, для которых задавались коэффициенты приведения. Увеличение скорости приводит к смещению диапазона в область более высоких частот, а уменьшение скорости - к смещению диапазона в область бо5 лее низких частот.

Для компенсации погрешности, вносимой изменением скорости транспортировки руды согласно предлагаемому способу измеряют высоту движущегося потока руды одновременно в двух точках на огибающей

кривой. По взаимной корреляционной функции двух сигналов измерения определяют время прохождения поперечным сечением потока известного расстояния между точками измерения, а следовательно, и скорость потока. Затем приводят измеренное значение частоты сигнала к начальным условиям, при которых производилось определение гранулировочной зависимости частоты сигнала измерения высоты потока от крупно- сти транспортируемых кусков руды, по формуле

fo fi

УО vt

где fo - приведенное значение частоты изменения сигнала;

ft - текущее значение частоты изменения сигнала:

vo - скорость транспортировки, соответствующая начальным условиям, при которых определена зависимость спектральной плотности сигнала измерения от крупности материала;

vi - текущая скорость транспортировки

РУДЫПомимо измерения крупности, способ позволяет также определять расход руды в единицу времени, так как, зная скорость транспортировки и вес протранспортиро- ванного материала за известный промежуток времени, можно рассчитать потонную нагрузку на ленту конвейера.

Таким образом, предлагаемое решение обеспечивает повышение надежности измерения по сравнению с известным, так как для его реализации не требуется формирование гребня потока, и увеличение точности благодаря устранению влияния на резуль- таты измерения запыленности среды, затенения мелких кусков материала более крупными и переменной скорости транспортировки потока.

Кроме того, преимуществом предлагав- мого способа является возможность измерения расхода руды.

. На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит уровнемеры 1 и 2 высоты слоя руды, блок 3 вычислений, блох 4 регистрации содержаний контролируемых классов и блок 5 регистрации расхода руды.

Устройство может быть выполнено на следующих известных технических элем ен- тах. В качестве уравнемеров высоты слоя руды могут быть использованы оптические датчики расстояния. Функции блока вычислений могут быть выполнены любой микро50

5

0

5

0

5 0

5

0

5

ЭВМ, например КТС ЛИУС-2 В качестве блоков регистрации содержаний контролируемых классов крупности и расхода руды могут быть применены приборы аналоговые показывающие и регистрирующие А543.

Устройство работает следующим образом.

В память блока 3 вычислений предварительно вводятся константы начальной скорости транспортировки, времени измерения, значения частотных поддиапазонов, коэффициента уравнений связи величины спектральной плотности сигнала измерения высоты слоя руды с количеством кусков руды контролируемых фракций для отдельных частотных поддиапазонов, коэффициенты приведения размеров кусков руды к их весу и средней высоты потока руды -к весу мате риала на ленте. Затем уровнемерами 1 и 2 осуществляется Измерение высоты в двух точках огибающей кривой потока руды. Сигналы измерения с выходов уравномеров 1 и 2 заводятся на соответствующие входы блока 3 вычислений. В блоке 3 осуществляется вычисление взаимной корреляционной функции сигналов измерения, определение по параметрам взаимной коррекляционной функции и известному расстоянию между точками измерений текущей скорости потока, вычисление отношения начальной к текущей скорости потока и корректировка частотного диапазона сигналов измерений с учетом полученного соотношения, вычисление спектральной плотности и определение по управлениям связи для выделенных частотных поддиапазонов количества кусков измеряемых фракций крупности, определение веса кусков измеряемых фракций, измерение средней высоты слоя руды, определение веса материала налейте и вычисление процентного содержания контролируемых классов крупности и расхода руды.л

Сигналы процентного содержания контролируемых классов крупности и расхода руды с выходов блока 3 подаются соответственно на входы блоков 4 и 5.

Использование способа контроля крупности потока кускового материала для управления режимом дробления позволяет стабилизировать крупность выходного продукта дробилок, что дает возможность в соответствии с экспертной оценкой сократить на 3% удельный расход электроэнергии и на 2 % расход футеровочной стали за счет предотвращения передрабливания руды.

Формула изобретения 1. Способ автоматического контроля крупности кускового материала, включающий измерение параметров огибающей кривой потоки руды на конвейерной ленте, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности и точности измерений, задают начальные условия по времени измерения и скорости потока руды, измеряют ЁЫСОТУ слоя руды одновременно в двух точках огибающей кривой, определяют спектральную плотность сигналов измерения, выделяют в диапазоне частот сигналов измерения поддиапазоны, величины спектральной плотности в пределах которых коррелируют с весом кусков руды контролируемых классов крупности, задают для каждого поддиапазона коэффициенты приведения величин спектральной плотности к весу кусков руды, измеряют среднюю высоту потока руды, задают коэффициент приведения средней высоты потока руды к весу руды, определяют суммарный вес потока руды, протранспортированного за время измерения, и вычисляют процентное содержание

контролируемых классов крупности

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что определяют взаимную корреляционную функцию сигналов измерения, по взаимной корреляционной функции находят текущую скорость потока руды и корректируют значения частот сигналов измерения пропорционально величине отношения скоростей, соответствующей начальным и текущим условиям измерения,

причем при уменьшении отношения скоростей частоту пропорционально уменьшают, а при увеличении отношения скоростей - пропорционально увеличивают

Использование: управление дробильным и измельчительным оборудованием на предприятиях горнодобывающей, химической промышленности и при производстве строительных материалов. Сущность изобретения: определение контролируемых классов крупности по зависимости спектральной плотности сигнала о высоте потока от количества и размера кусков руды с учетом зависимости-частотного спектра сигнала от скорости потока. 1 з.п.ф-лы. 1 ил.

&ia52 sfiaЈ S o