Способ контроля крупности дробленой руды и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01N15/02 B07C5/344 

ел

с

Сущность изобретения. Способ контроля крупности дробленой руды, предусматривающий подачу руды на позицию контроля, облучение потока руды радиолокационным сигналом, регистрацию отраженного сигнала, сравнение его параметров с заданными и осуществление контроля по результатам сравнения, при этом радиолокационный сигнал выбирают сверхширокополосным на несущей Уолша с относительной полосой частот не менее 1 и длительностью импульса от 1 до 100 пикосе- кунд, причем облучающий радиолокационный сигнал дополнительно поляризуют. 2 ил,

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а более конкретно, к способам контроля крупности и гранулометрического состава руды.

Известно несколько способов и устройств неконтактного измерения и контроля крупности дробленной руды на основе применения какого-либо физического поля. Так, например, имеется устройство непрерывного анализа состава потока руды путем использования радиоактивного источника для облучения потока руды и детектора для регистрации сигнг;лов переизлучения (патент Великобритак/ш № 2068534А).

Основными недостатками данного устройства являются: необходимость перегрузочного узла и/или ударных периодических нагрузок; требование достаточного уплотнения материала п оред подачей на измерение, а также то что данный способ измерения позволяет фиксировать некоторый качественный состав анализируемого материала (например, зольность угля).

Наиболее близким к предполагаемому способу является радиолокационный способ контроля крупности, включающий з себя формирование радиолокационного сигнала, облучение им падающего потока руды, прием и анализ отраженных от зерен руды сигналов (1). Данный способ принимается авторами за прототип.

Основным и принципиальным недостатком прототипа является необходимость перегрузки дробленного материала с целью получения разряженного падающего потока, т.е. невозможность контроля крупности непосредственно на конвейерной ленте. Это обусловлено тем, что интенсивность отраженного сигнала пропорциональна площади объекта отражения и в сл/чае сплошного потока получается суммарный отраженный сигнал, из которого невозможно выделить составляющие отдельных кусков породы.

Недостатком устройства является усложнение линии транспортировки, вызываXI00 00

J о ю

емое необходимостью разрыва в потоке руды. А это влечет за собой установку дополнительного конвейера, увеличение места для технологических линий, повышение расхода электроэнергии и т.д.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Данная цель достигается тем, что способ контроля крупности дробленной руды, предусматривающий подачу руды на пози- цию контроля, облучение потока руды радиолокационным сигналом, регистрацию отраженного сигнала, сравнение его параметров с заданными и осуществление контроля по результатам сравнения, а также радиолокационный сигнал выбирают сверх- широкополос-ным на несущей Уолша с относительной полосой частот.

В пределах 0,1-1 и длительностью импульса от 1 до 100 микосекунд, причем облучающий радиолокационный сигнал дополнительно поляризуют; устройство контроля и крупности дробленной руды, содержащее узел пбдачи руды на позицию контроля, излучающую и приемную антенны формирователь радиолокационного сигнала, содержащий генератор импульсов и блок обработки и анализа отраженного сигнала, содержащий блок сравнения и оценки параметров рудного материала и блок синхронизации, связанный со входами формирователя радиолокационного сигнала и блока обработки и анализа отраженного сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности сортировки, формирователь радиолокационного сигнала дополнитель ю содержит антенный переключатель и последовательно соединенные формирователь импульсных последовательностей тока, задатчик положения и формы импу/ьсной последовательности и блок формирования поляризованного сигнала, блок обработки и анализа отраженного сигнала дополнительно содержит последовательно соединенные блоки ра- диосеквентной фильтрации больших и коротких периодов, секвентный преобразователь, блок фильтров рабочих секвент, дискриминатор формы сигнала по Уолшу, демодулятор, блок фильтрации положения, блок выделения формы импульса, фильтр подавления линейных помех,-блок определения гранулометрического состава руды и блок поляризационной обработки, выходом соединенный .с первым входом блока сравнения и оценки параметров рудного материала, причем генератор импульсов первым выходом соединен с первым входом формирователя импульсных последовательностей, второй выход которого подключен к

первому входу антенного переключателя, первый выход которого соединен со входом блока радиосеквентной фильтрации больших периодов, первые выходы блока формирования поляризованного сигнала и задатчика положения и формы импульсной последовательности подключен к второму и третьему входам блока определения гранулометрического состава руды, второй и тре0 тий выходы задатчика положения и формы импульсной .последовательности соответственно соединены со вторым входом формирователя импульсных последовательностей, и со входом генератора им5 пульсов, второй выход которого подключен ко второму входу задатчика положения и формы импульсной последовательности, блок формирования поляризованного сигнала подключен к первому входу излучаю0 щей антенны и ко входу приемной антенны, выход которой подключен ко второму входу антенного переключателя, вторым выходом соединенного со вторым входом излучающей антенны, выход блока выделения фор5. мы импульса соединен с третьим входом блока определения гранулометрического состава руды, второй выход которого и выход блока поляризационной обработки связаны со входами блока сравнения и оценки

0 параметров рудного материала.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема, поясняющая применение заявляемого способа, а на фиг. 2 - блок-схема реализации данного способа. На схеме 1

5 обозначены: лента конвейера 1, на которой находится руда 2, излучающая 3 и приемная 4 антенны, формирователь радиолокационного сигнала I, дающий сигнал на антенну 3, и блок обработки и анализа отраженного

0 сигнала II, получающий сигнал от антенны 4. Системы I и I управляются блоком стабилизации III (БС). На фиг, 2 показан состав систем I и II: генератор импульсов 6, взаимосвязанный с блоком формирования им5 пульсных последовательностей тока 7 и блоком управления генерацией и формированием импульсов тока 8, антенный переключатель 5, получая токовые импульсные последовательности (Т.И.П) от блока 7, пе0 редает их на излучающую антенну 3 через блок управления поляризацией 9. 8 системе II сигнал от антенного переключателя 5 поступает на блоки радиосеквентной фильтрации больших 10 и коротких 11 периодов,

5 далее на секвентный преобразователь 12 и на блок фильтра рабочих секвент 13, который связан с блоком 14 дискримингтора формы сигнала по Уолшу. Этот блок соединен с демодулятором 15 и далее с блоком фильтрации положения 16, оттуда сигнал

попадает в блок 17 выделения формы импуль.сов, после чего идет на фильтр подавления линейных помех 18. Блок 19 определения грансостава получает сигналы от блоков 17, 18, 8 и 9, после чего сигнал идет на блок сравнения и оценки 20 и в блок поляризационной обработки 21. Блок синхронизации 22 связан с соответствующими блоками в системах I и II.

Высокие возможности по разреша- ющей способности радиолокационного измерителя, использующего сложную широкополосную кодированную несущую Уолша (например, на кодах Баркера или на комплементарных кодах) позволяют пол- учать отраженные сигналы высокой информационной насыщенности, в которых заключена информация о размерах зерен потока руды на всех лоцируемых уровнях по глубине рудного материала. Возможность формирования излучения определенной поляризации (вертикальной, горизонтальной, круговой) позволяет получить информацию по физическому составу зерен (например, проводник-диэлектрик).

Увеличение ширины полосы для такого сигнала позволяет уменьшить спектральную плотность мощности сигнала и тем самым получить возможность значительного снижения уровня помех, возникающих за счет переотрзжения от местных предметов.

На фиг. 2 показана схема аппаратурной реализации, где представлены определенный состав блоков и последовательность их соединения, позволяющие внедрить пред- лагаемый способ в производство. Работа данной схемы представляется следующим образом,

В блоке генератора импульсов 6 генерируются импульсы с заданной длительностью и периодом следования, определенными из условия однозначного отсчета дальности с учетом распространения электромагнитных волн в слое руды толщиной h и прохождения зондирующего сигнала в слое воздух-руда, равном Н + A h С помощью блока управления генерацией и формирования импульсов тока 8 импульсы подаются в блок формирования импульсных последовательностей тока 7, в котором об- разуются более тонкие структуры импульсных токовых последовательностей (тип), описываемых кодами Баркера или комплементарными кодами. Сформированные импульсные последовательности после блока 7 имеют кодированное положение и форму в соответствии с последовательностью, задаваемой в блоке 8. Флуктуация временного положения зтдается и не должна превышать 100 пс.

Далее т.и.п. поступают в антенный переключатель 5, в котором определяются моменты поступления их в систему передающих антенных излучателей 3 и в блок управления поляризации сигнала 9. Система антенных излучателей обеспечивает возможность формирования излучения опреде- ленной поляризации (вертикальной, горизонтальной и круговой). С момента поступления в систему излучателей 3 в дальней зоне на расстоянии H + Ah, т.е. в слое рудного материала, формируется распределение электромагнитной энергии с заданной структурой.

После отражения от неоднородностей рудного потока зондирующий сигнал поступает в систему приемной антенны 4, где преобразуется в электрический сигнал и с помощью антенного переключателя 5 подается в блоки радиосеквентной фильтрации больших 10 и коротких 11 периодов. Колебания электрического сигнала, имеющие определенную временную структуру, этими фильтрами выделяются, усиливаются и подаются на секвентный преобразователь 12 для увеличения интервала следования с целью облегчения дальнейшей цифровой, обработки, имеющей ограничения по быстродействию. Сигналы с увеличенным рабочим интервалом выделяются в блоке фильтра рабочих секвент 13, усиливаются и подаются в блок дискриминатора формы сигнала по Уолшу 14. С выхода блока 14 сигналы поступают на выход блока демодулятора 15. Здесь он демодулируется и подается в блок фильтрации положения 16 и выделения формы импульсов 17. Отфильтрованные сигналы попадают параллельно на фильтр подавления местных помех 18, где дополнительно анализируются и подаются в блок обработки и синтеза полученных изображений 19. Сформированные изображения анализируются и оцениваются в блоке 20, полученные данные анализа сравниваются с цифровыми эталонами рудного материала и после блока 20 выдаются на цифровой блок выдачи измеренных значений параметров рудного материала. Перед этим параллельно сигнал обра- батывается дополнительно в блоке поляризационной обработки 21, откуда дан- ные также поступают в блок 20.

Для всей системы, описанной выше, придан блок синхронизации 22, который регулирует и синхронизирует работу практически всех перечисленных блоков.

Таким образом, экономическая эффективность будет определяться возможностью управления дробилками и

измельченными агрегатами, что, как минимум, приведет к экономии электроэнергии.

Формула изобретения

периодов, секвентный преобразователь, блок фильтров рабочих секвент, дискриминатор формы сигнала по Уолшу, демодулятор, блок фильтрации положения, блок выделения формы импульса, фильтр подавления линейных помех, блок определения гранулометрического состава руды и блок поляризационной обработки, выходом соединенный с первым входом блока сравнения и оценки параметров рудного материала, причем генератор импульсов первым выходом соединен с первым входом формирователя импульсных последовательностей, второй выход которого подключен к

первому входу антенного переключателя, первый выход которого соединен с входом блока радиосеквентной фильтрации больших периодов, первые выходы блока форми- рования поляризованного сигнала и

задатчика положения и формы импульсной последовательности подключены к второму и третьему входам блока определения гранулометрического состава руды, второй и третий выходы задатчика положения и фор- мы импульсной последовательности соответственно соединены с вторым входом формирователя импульсных последовательностей и входом генератора импульсов, второй выход которого подключен к второму

входу задатчика положения и формы импульсной последовательности, блок форми- рования поляризованного сигнала подключен к первому входу излучающей антенны и входу приемной антенны, выход

которой подключен к второму входу антенного переключателя, вторым выходом соединенного с вторым входом излучающей антенны, выход блока выделения формы импульса соединен с третьим входом блока

определения гранулометрического состава руды, второй выход которого и выход блока поляризационной обработки связаны с входами блока сравнения и оценки параметров рудного материала.

Г/

j - j i ее. |

--ТЧ-сфс

I I

у f i -A ... i

,/ и

фаг/

Г

l

CO AC

Г