Устройство контроля уровня кусковых материалов в подземных рудоспусках Советский патент 1979 года по МПК G01F23/296 

(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПОДЗЕМНЫХ РУДОСПУСКАХ

I

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в горнодобывающей, металлургической и других отраслях про.мышленности для автоматического цифрового контроля уровня кусковых материалов, например горной массы в подземных рудоспусках.

Известен акустический уровнемер, содержандий измерительную трубу с боковым ответвление.м с излучателем и приемником, цепь обратной связи, состоящую из усилителя, формирователя прямоугольных и.мпульсов, симметричного триггера, формирователя зондирующих имцульсов, а также передающий и приемный каналы, связанные через блок разделения сигналов с блоком деления, к выход,у которого подключен цифровой электронный счетчик 1. Однако данный уровнемер практически не применим для измерения уровня кусковых материалов в подземных рудоспусках из-за сложности установки из.лучателя и приемника у верхнего люка рудоспуска, и, кроме, того, обладает низкой надежностью и помехозащищенностью измерения, обусловленной многократным отражением звукового импульса от границы раздела сред.

Наиболее близким к изобретению по своей техни -:еской сущности является устройство контроля уровня кусковых материалов в подземных е.мкостях, содержащее датчики акустических колебаний, размещенные в верхней и нижней, частях емкости, механически связанные с нею и подключенные через усилители к измерительному блоку, включающему формирователи прямоугольных импульсов, выходы которых через инверторы соединены с входами четырехвходовой схемы совпадения и через элементы «Запрет - с входами формирователей стандартных сигналов начала и окончания падения материалов, причем выход первого соединен с входами двух триггеров управления и вхоJ дом установки счетчика в исходное состояние, выход второго формирователя соединен через первую двухвходовую схему совпадения с входом триггера управления и через схему ИЛИ - с вторым входом второго триггера, выход которого соединен с управляющим входо.м второй двухвходовой схе.мы совпадения, через нее генератор импульсов соединен со счетчиком, а вы.ходы первого и третьего триггеров управления соединены с вторыми входами схем «Запрет и входами четырехвходовой схемы совпадения, выход которой подключен ко вторым входам этих триггеров 2. Недостатками известкого устройства являются его сложность и малая надежность вследствие того, что чувствительнуй элемент верхнего датчика эксплуатируется в условиях непосредственного воздействия падающей горной массы, а также из-за наличия длинной проводной линии связи от верхнего датчика до измерительного блока, и незащищенности от акустических помех, возникающих от источников, находящих ся в зоне чувствительности датчиков (движение составов, взрывные работы, работа погрузочных механизмов и т. д.). Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены фазовый детектор и сумматор, причем оба датчика акустических колебаний установлены под нижней частью рудоспуска симметрично относительно его вертикальной оси и подключены через соответствующие усилители ко входам фазового детектора и сумматора, выход фазового детектора подключен к управляющегч у входу измерительного блока, а выход сумматора - к информационному входу измерительного блока. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство контроля уровня содержит датчики 1 акустических колебаний, размещенные в откаточной выработке симметрично по отношению к вертикальной оси рудоспуска, усилители 2, подключенный к выходам усилителей фазовый детектор 3, сумматор 4, и измерительный блок 5 с дву.мя входами: информационным (сигнальным), подключенным к выходу сумматора 4, и управляющим, подключенным к выходу фазового детектора 3. Устройство работает следующим образом. При сбрасывании горной массы в рудоспуск возникают акустические и сейсмические колебания, интенсивность которых зависит от уровня заполнения рудоспуска. Чем выше уровень имеющейся в рудоспуске руды, тем слабее в датчиках . Величина сигналов по мере заполнения рудоспуска уменьшается по двум причинам: во-первых, удаляется место их возникновения от датчиков и соответственно возрастает затухание, а во-вторых, за счет снижения высоты падения руды уменьшается запас кинетической энергии. Датчик 1 воспринимают акустические и сейсмические сигналы,, возникающие как от падающей в рудоспуск руды, так и от других источников щума, например взрывов, прохождения составов и т. д. Сигналы от датчиков 1 усиливаются усилителями 2 и поступают одновременно на входы фазового детектора 3 и сумматора 4. Суммированные сигналы с выхода сумматора 4 поступают на сигнальный вход измерительного блока 5. Если сигналы в датчиках возникают в результате ударов падающей руды, то разность фаз между этими сигнала.ми равна нулЕО. так как датчик находится на равном расстоянии от в зтусхного отверстия рудоспуска. При этом на выходе фазового детектора 3 формируется сигнал «Начало измерений, который включает измерительный блок 5 8 режим измерения. Блок 5 осуьцествляет измерение интенсивности акустических сигналов, которая зависит от степени заполнения рудоспуска рудой. При возникноБениИ акустических и сейсмических сиг-.налов от других источников, расположенных несимметрично пС) отноилсник к датчикам 1, разность фаз этих сиг.налов не равна ну., в результате чего сигнал на выходе фазового детектора 3 запрещает измерение. Предлагаемое устройство обладает рядо.м преимуществ по сравнению с прототипом. Во-первых, снижаются затраты на монтаж и установку датчиков, так как исключаются работы по бурению скважи.чы и монтажу линии связи. Зо-вторых, облегчается ремонт прибора, так как Б предлагаемом варианте вся аппаратура концентрируется в откаточной выработке. Кроме того, отсутствие длинной линии связи между вторым датчкко.м и измерительным блоком повышает надежность оаботы аппаратуры .в щахтных условиях, а наличие двух каналов измерения снижает влияние помех на процесс измерения. Формула изобретения Устройство контроля уровня кусковых материалов в подземных рудоспусках, содержащее два .датчика акустических колебаний, усилители, и измерительный блок, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения кадел :ности работы, в него введены фазовый детектор и сумматор, причем оба датчика акустических колебаний установлены под нижней частью рудоспуска симметрично относительно его вертика.тьной оси и через соответствующие усилители подключены ко входам фазового детектора и сум.матора, выход фазового детектора подключен к управляющему входу измеритель 1ого блока, а выход сумматора - к информационному входу измерительного блока Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . Авторское свидетельство СССР № 329397, кл. G 01 F 23/28, 1963. 2. Авторское свидетельство СССР NS 558168, кл. G 01 F23/28, 1975 (прототип).