Устройство для определения прозрачности сырьевого потока Советский патент 1993 года по МПК B07C5/342 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для определения качества раскладки сырьевого потока в зоне анализа радиометрического сепаратора,

Целью изобретения является повышение точности измерения прозрачности сырьевого потока.

На чертеже приведена функциональная схема устройства измерения прозрачности сырьевого потока.

Устройство содержит узел подачи 1 сырьевого потока, источник 2 пучка импульсного излучения, детектор 3 импульсов излучения. Формирователь 4 пороговой амплитуды импульсов излучения, причем второй, первый крайний выводы и регулируемый вывод упомянутого резистора являются соответственно первым, вторым входами и выходом формирователя 4. Задатчик 5 пороговой амплитуды импульсов излучения, задатчик 6 амплитуды импульсов излучения, выполненные в виде резистора переменного сопротивления, при этом один крайний вывод резистора заземлен, второй крайний вывод соединен с источником стабилизированного напряжения (не показан}, а регулируемый вывод является выходом задатчика 5, 6. Выход задатчика 5 соединен с вторым входом (первый крайний вывод резистора) формирователя 4.. Схема сравнения 7 выполнена в виде компаратора напряжения, причем неинверсный вход, инверсный вход и выход компаратора являются соответственно первым, вторым входами и выходом .схемы сравнения 7, последняя вторым вхо-. дом соединена с выходом (регулируемый вывод резистора) формирователя 4. Блох 8 выделения импульсов излучения с максимальной амплитудой выполнен по схеме амплитудного пикового детектора, блок 9 стабилизации импульсов излучения выполнен в виде аналогового интегратора с дифференциальным входом. При этом вход блока 8 соединен с точкой соединения детектора 3 импульсов излучения и первого (неинверсный вход компаратора) входа схемы сравнения 9, а выход соединен с первым (второй крайний вывод резистора) входом формирователя 4 и с первым входом блока стабилизации 9 (инвертирующий вход аналогового интегратора) .последний вторым входом (неинвертирующий вход аналогового интегратора) соединен с задатчиком 6 (с регулируемым выводом резистора), а выходом (выход аналогового интегратора) соединен с источником 2 импульсного излучения. Блок вычисления 10 прозрачности сырьевого потока содержит три соединенных последовательно резистора и конденсатор,

при этом свободный вывод третьего резистора и отрицательный вывод конденсатора заземлены, положительный выход последнего включен в точку соединения первого и

второго резисторов, свободный вывод первого резистора (вход блока 10) соединен с выходом компаратора напряжения (выход схемы сравнения 7), а точка соединения второго и третьего резисторов является выхо0 дом блока 10.

Индикатор уровня 11 прозрачности содержит резистор, соединенный с положительным выводом стрелочного прибора, магнитоэлектрической системы, при этом

5 свободный вывод резистора является входом индикатора уровня 11 и соединен с вы- ходом блока вычисления 10, а отрицательный вывод стрелочного прибора, заземлен. Шкала стрелочного прибора ли0 нейно проградуирована в долях единицы . прозрачности сырьевого потока. Полному отклонению стрелки прибора до конца шкалы, при токе через него 50 мкА, соответствует надпись 1,0 или 100%.

5 Устройство работает следующим образом..

Определяют средневзвешенный по удельной поверхности диаметр D зерен сырьевого потока, диаметр d пучка источни0 ка 2 импульсного излучения. Рассчитывают геометрический фактор F, т.е. величину отношения Sn/S, где Sn - площадь пучка излучения в случае касания зерна сырьевого- потока оси симметрии пучка импульса излу5 чения (пороговое экранирование); S - полная площадь пучка импульса излучения. Для этого строят графическую схему случая порогового экранирования оси симметрии пучка импульсного излучения заданного ди0 аметра d зерном сырьевого потока диаметром, равным средневзвешенному по удельной поверхности D размеру зерен сырьевого потока. С помощью графической схемы и при известных параметрах d и D

5 получают выражение

с 2 ( Р -Sir

Sn/s-И.) ( + (-JL s na:v 0 {3QCP

2ж

)+

по которому рассчитывают F.

Устанавливают на выходе детектора 3 амплитуду импульса излучения Ак, равную 3/4 линейного диапазона работы детектора

5 3 V

Рассчитывают пороговую амплитуду An

импульсов излучения по формуле Ап F x Ак. После этого узел подачи 1 направляет сырьевой поток в зону облучения. Перпендикулярно к поверхности потока источник 2

излучает импульсы излучения с частотой следования, например,256 Гц. Эти импульсы, прошедшие сквозь промежутки между зернами сырьевого потока, регистрируются детектором 3 и преобразуются в электриче- ские импульсные сигналы с амплитудой, пропорциональной неперекрытой площади Сечения пучка источника 2 импульсного излучения. Если импульсы излучения полностью перекрыты зернами потока, то амплитуда импульсных электрических сигналов равна нулю, при отсутствии экранирования амплитуда равна Ак, при частичном перекрытии амплитуда электрических импульсов изменяется от 0 до Ак.

Импульсные сигналы с детектора 3 поступают нэ первый вход схемы сравнения 7, на второй вход которой поступает аналоговый сигнал в виде напряжения положительной полярности с формирователя 4 пороговой амплитуды An импульсов излучения. На выходе схемы сравнения 7 появляются импульсные сигналы с амплитудой U и длительностью tu .равной длительности импульса излучения источника 2 в те моменты, когда амплитуда импульсных сигналов на первом входе схемы сравнения 7 превышает амплитуду напряжения An на втором входе схемы сравнения 7. С выхода схемы сравнения 7 нормированные по амплитуде сигналы поступают в блок 10 вычисления прозрачности сырьевого потока, в котором, проходя по схеме RC-интегратора, они интегрируются с постоянной интегрирования Ги. Выходной сигнал RC-йнтегратора блока 10 в аналоговой форме Uo пропорционален произведению величины U. tu-R/ru, где N- среднее количество импульсных сигналов, прошедших сквозь сырьевой поток за время ru с амплитудой превышающей пороговую амплитуду. Так как отношение среднего ко- личества N импульсных сигналов к общему количеству импульсов излучения N источника 2 за интервал времени ru и есть прозрачность сырьевого потока Т, то выходной сигнал RC-интегратора U0 блока 1.0 пропор- ционален прозрачности Т сырьевого потока, т.е. Uo Т. О- tu N/Ги. Выходной сигнал RC-интегратора блока 10 величиной U0 поступает на делитель напряжения блока 10, где подвергается делению на коэффициент Кд .равный произведению постоянных величин U- tu N/« TU. В результате на выходе блока 10 вычисления прозрачности сырьевого потока аналоговой сигнал имеет величину напряжения UT Uo/Кд Т. Этот сигнал поступает на вход индикатора уровня 11 прозрачности, где приложенное напряжение величиной DT вызывает постоянный

ток, протекающий через рамку стрелочного прибора.

При экранировании зернами сырьевого потока всех импульсов излучения источника 2 за интервал времени ru стрелка прибора индикатора 11 показывает на нулевую О - прозрачность. При полном отсутствии экранирования зернами сырьевого потока импульсов источника 2 за интервал времени ru стрелка прибора индикатора 11 отклоняется на всю шкалу и указы вает на полную 100% прозрачность. При экранировании зернами сырьевого потока только части импульсов источника 2 стрелка прибора индикатора 11 занимает одно из промежуточных значений шкалы от 0 до 100%.

С выхода детектора 3 импульсные сигналы поступают также на вход блока 8, осуществляющего отбор и хранение импульсов с наибольшей амплитудой. При возрастании амплитуды Ак пиковый детектор блока 8 переходит в режим хранения и запоминает каждое предыдущее максимальное значение Ак.

Величина опорной амплитуды с выхода пикового детектора блока 8 поступает на первый вход формирователя 4 пороговой амплитуды Ап с заданным коэффициентом деления, равным АК/АП. На выходе формирователя 4 в результате деления опорной амплитуды Ак на заданный коэффициент де: лени.я АК/АП формируется величина пороговой амплитуды, которая в виде опорного напряжения величиной Ап подается на второй вход схемы сравнения 7. Колебания величины пороговой амплитуды импульсов (±А Ап) в той же степени повторяют колебания величины опорной амплитуды (±Д Ак), поэтому их отношение Ап/Ак остается стабильным. Также, несмотря на колебания прозрачности окон источника 2 и детектора 3, остается стабильным отношение величины Ак к амплитудам всех групп регистрируемых импульсов излучения.Таким образом, за счет стабилизации отношений пороговой амплитуды регистрируемых импульсов излучения к амплитудам импульсов излучения, регистрируемых в зависимости от степени их экранирования зернами сырьевого потока .обеспечивается высокая точность отбора требуемых зарегистрированных импульсов излучения для их подсчета и определения прозрачности сырьевого потока.

Для управления амплитудой импульсов источника 2, величина Ак пикового детектора блока 8 сравнивается с опорным напряжением задатчика 6 амплитуды импульсов излучения.

Результат сравнения с выхода блока стабилизации 9 поступает на вход источника 2, изменяя силу излучения световых сигналов в ту сторону и до тех пор, пока амплитуда Ак регистрируемых детектором 3 импульсов излучения не станет равной заданной. Таким образом постоянно компенсируются потери величины оптического сигнала источника 2 из-за загрязнения его выходного окна и/или входного окна детектора 3. Это повышает стабильность заданного отношения An/A.

Формула изобретения 1. Устройство для определения прозрачности сырьевого потока, содержащее узел подачи сырьевого потока на позицию контроля, источник импульсов излучения, последовательно соединенные детектор импульсов излучения, схему сравнения, блок вычисления и индикатор уровня прозрачности сырьевого потока, задатчики амплитуды импульсов излучения и пороговой амплитуды, отличающееся тем, что, оно дополнительно содержит последова0

5

0

тельно соединенные блок выделения импульсов излучения с максимальной амплитудой и блок стабилизации импульсов излучения и формирователь пороговой ам.п- литуды, выходом подключенный к второму входу схемы сравнения, выход детектора дополнительно подключен к входу блока выделения импульсов излучения с максимальной амплитудой, выход которого дополнительно подключен к первому входу формирователя пороговой амплитуды, выходы задатчиков амплитуды импульсов излучения и пороговой амплитуды подключены к вторым входам соответственно блока стабилизации импульсов излучения и формирователя пороговой амплитуды, а выход блока стабилизации импульсов излучения соединён с входом источника импульсов излучения.

2. Устройство по п. 1, отличающее- С я тем. что формирователь пороговой амплитуды выполнен в виде резистора переменного сопротивления.

Использование: изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к устройствам для оценки качества раскладки сырьевого потока в зоне анализа. Цель: повышение точности определения показателя прозрачности сырьевого потока за счет стабилизации отношения пороговой амплитуды импульсов излучения, прошедших сквозь сырьевой поток,-к амплитуде импульсов излучения, прошедших сквозь сырьевой поток без экранирования зернами потока. Сущность изобретения: устройство содержит 1 узел подачи сырьевого потока (ФМСП) (1), 1 источник импульсного излучения (2), 1 детектор импульсов излучения (3), установленный соосно упомянутому ГРПИИ (2) с противоположной стороны сырьевого потока, 1 формирователь пороговой амплитуды импульсов излучения (4), прошедших сквозь сырьевой поток, 1 задатчик пороговой амплитуды импульсов излучения (5), прошедших сквозь сырьевой поток. 1 задатчик амплитуды импульсов излучения (ЗТАИИ) (6), прошедших сквозь сырьевой пЬток без экранирования зернами потока, 1 блок сравнения (7), 1 блок выделения импульсов излучения с максимальной амплитудой (8), прошедших сквозь сырьевой поток без экранирования зернами потока, 1 блок стабилизации импульсов излучения (9), 1 блок вычисления прозрачности сырьевого потока (10), 1 регистратор прозрачности сырьевого потока (11). 2-3-8-4-7-10-11, 3-7i 6-9-2, 8-9. 5-4. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ел с