Способ обнаружения электропроводящих тел в потоке и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК B03C1/30 

коэффициент усиления устройства регистрации в зависимости от характеристики потока материала. Известно также устройство, содержащее генератор переменного тока с передающей катушкой, приемные катушки соединенные с усилителем, пороговый элемент. Принцип работы этого устройства основан на облучении исследоваемого материала переменным электромагнитным полем и регистрации суммы сигналов амплитуд и фаз наведенных от металлического тела в излучающей и приемных катушках. Это позволяет увеличить чувствительность и избирательность обнаруже ния металлических тел в потоке слабопроводящих и непроводящих материалах 2 и 31 . Основным недостатком известных способов и устройств является низкая эффективность обнаружения электропро водящих тел, которое объясняется сле дующим образом. Как правило в горной промышленно ти при обогащении очень часто попад ются магнитные руды, которые приводят к ложным срабатываниям металлоискателей. Кусок руды, обладая собсР венным магнитным моментом, наводит на прие ных и передающих катушках электродв жущую силу значительной величины. При этом распознать сигнал от метал ла не представляется возможным. Вел чина этой электродвижущей силы пропорциональна произведению составляющей магнитного момента на косинус угла между его направлением и продольной осью катушки. Изменять или выбирать необходимую частоту из лучающего поля (для исключения ложных срабатываний) не предоставляетс возможным, так как параметры магнит ной руды, как правило, неизвестны и изменяются в зависимости от локальных участков мест добычи и шихт поэтому заранее изменять частоту пе вичного электромагнитного поля, а вместе с тем параметры и ориентацию передающей и приемных катушек невозможно, так как направление составляющей вектора магнитного момента неизвестно и представляет собой случайный процесс. Таким образом, при наличии магнитной руды, возникают ложные срабатывания, которые приводят к час54тым остановкам конвейеров подающих руду в обогатительный процесс. Для исключения ложных срабатываний от Магнитной руды, приводящих к простою технологического оборудования начинают уменьшать чувствительность устройства регистрации до тех пор, пока сигнал от кусков магнитной руды не будет вызывать ложных срабатываний устройства обнаружения. Уменьшение чувствительности (например, с помощью изменения коэффициента усиления усилитель в сторону уменьшения или порога регистрации) исключает ложные срабатывания от магнитной руды, но не позволяет обнаруживать металлические предметы (зубья ковшей, траки гусениц экскаваторов, шарошки и т.д.) отклик от которых меньше сигнала магнитной РУДЫ. Попадание этих предметов в основное технологическое оборудование (например, дробилки, мельницы самоизмельчения и т.д.) вызывает его поломки и другие аварии. Так -например в алмазодобывающей промышленности, попадание металлических тел в мельницу самоизмельчения приводит к повреждению граней алмазов, что резко снижает их стоимость после добычи. К недостаткам данного способа и известных устройств следует также отнести низкие эксплуатационные характеристики,обусловленные частой, наладкой и настройкой, из-за изменения параметров передающих и приемных катушек, настроенных в резонанс с частотой излучающего переменного электромагнитного поля, от изменения температуры внешних магнитных и электромагнитных полей, металлических масс конструкций и оборудования и т.д., требующих постоянного внимания высококвалифицированного персонала. Цель изобретения - повышение эффективности обнаружения электропроводящих тел в потоке руд, в том числе и магнитных. Поставленная цель достигается тем, что облучение руды осуществляют периодически постоянным электромагнитным полем, запоминают величину вторичного ПОЛЯ, изменяют порог чувствительности пропорционально величине вторичного поля, прерывают облучение электромагнитным полем при 5 достижении максимальной величины вторичного поля, повторно измеряют величину вторичного поля, сравниваю ее с измененной величиной порога и по разности измеренных величин вторичного поля и порога судят о на личии электропроводящих тел. Поставленная цель достигается такж тем, что устройство снабжено электронным ключом, запоминающим элементом блоком нахождения максимума, двумя логическими схемами И, при этом выход усилителя подключен ко входу запоминающего элемента, первому входу первой логической схемы И и к входу блока нахождения максимума, выход которого подключен к управляю щему входу электронного ключа, ко второму входу первой логической схе jv«ji И и к первому входу второй логической схемы И, ко второму входу которой подключен вход порогового элемента, входы которого соединены с выходами первой логической схемы И и запоминающего элемента, а выход электронного ключа соединен с передающей катушкой. Генератор тока выполнен в виде источника постоянного тока. На чертеже изображена блок-схема устройства для реализации электромагнитного способа обнаружения элек ропроводящих тел в потоке магнитных руд. Устройство содержит источник 1 о постоянного тока, соединенный через электронный ключ 2 с передающей катушкой 3, двух приемных катушек и 5, соединенных последовательно встречно между собой и соединенных с входами усилителя 6, выход которо го соединен с входами блока 7 нахождения максимума, логической схемы И 8 и запоминающего элемента 9, причем выход блока 7 соединен с управляющим входом электронного ключа 2 и с входами логических схем И 8 и И 10, пороговый элемент П включенный между входом логической схемы И 8 и одним из входов логической схемы И 10, причем управляемый вход порогового элемента 11 соединен с выходом запоминающего эл мента 9 а выход логической схемы И 10 является выходом устройства. Электромагнитный способ обнаружения электропроводящих тел в потоке руд, в том числе магнитных, осуществляется следуюи1им образом. 5 Поток руды постоянным электромагнитным полем, создаваемым передающей катушкой 3, запитываемой от источника 1 тока через открытый электронный ключ 2, приэтом величина ампервитков передающей катушки 3 выбирается такой, чтобы осуществлялась надежная регистрация проводящего тела (металла) заданного минимального размера. При пересечении постоянного электромагнитного поля проводящим телом в последнем возникает вторичное поле, которое усиливается усилителем 6 и запоминается на запоминающем элементе 9, затем устанавливается порог, пропорционально амплитуде отклика, в пороговом элементе 11 и при достижении максимальной величины вторичного поля блок 7 отключает через электронный ключ 2 электромагнитное поле и разрешает прохождение вновь полученного отклика с усилителя 6 через логическую схему И 8 на вход порогового элемента 11, если сигнал от отклика после выключения поля меньше порогового значения, то логическая схема 10 выдает команду, что обнаружен металл. Если величина вторичного поля после выключения электромагнитного поля больше, то логическая схема 10 не выдает выходной сигнал, что свидетельствует о прохождении куска магнитной руды. При регистрации металла возникают различные ситуации. Наиболее характерными из ьмх являются следующие:а.в потоке материала находятся куски руды, обладающие магнитными свойствами (магнитным моментом); б.в потоке материала находятся только электропроводящие тела, в.в потоке материала одновременно находятся электропроводящее тело и кусок магнитной руды (с магнитным моментом). В случае (а) при пересечении куском руды (обладающим магнитным моментом) приемных катушек А и 5 в них наводится электродвижущая сила, величина которой пропорциональна произведению величины магнитного момента на косинус угла между его направением и продольной осью приемных катушек j и 5. Электрический сигнал приемных катушек t и 5 усиливается усилителем 6 и подается с его выхода на -.входы блока 7, логической схемы И8, запоминающего элемента 9. . При достижении максимального зна чения напряжения от куска магнитной руды, срабатывает блок 7, выход ной сигнал которого выдает команду на управляющий вход электронного кл ча 2, который прекращает подачу тока через передающую катушку 3 и выключает постоянное электромагнитное поле. Срабатывание блока 7 снимает Запрет с логических схем И8 и И10. Максимальная величина ЭДС от кус ка магнитной руды с выхода усилителя 6 /до выключения электромагнит ного поля) запоминается на запоминающем элементе 9 ( который может быть выполнен в виде обычной интегрирующей емкости) и устанавливает порог в пороговом элементе 11, пропорционально сигналу от куска магнитной руды. Так как величина ЭДС наведенная в приемных катушках и 5, практически не зависит от ампервитков пер дающей катушки, а зависит только от направления магнитного момента и его величины, то выключение элект ромагнитного поля практиче(ки не вы зовет уменьшение ЭДС от магнитной РУДЫ. Таким образом, выходной сигнал, не измененный после выключения электромагнитного поля, с усилителя 6, пройдя через логическую схему И8 попадает на пороговый элемент 11, который срабатывает, так как величина входного сигнала превышает порог и выдает импульс, который под ется на вход логической схемы И 10 Логическая схема И 10 построена таким образом, что при срабатывании экстрематора 7, снимающего Запрет с логической схемы И 10, наличие сигнала с порогового элемента 11 не вызывает его срабатывание и выдачу выходного сигнала, что свидетельствует только о прохождении куска магнитной руды. В случае (б) при пересечении металлических предметов постоянного электромагнитного поля, создава мого передающей катушкой 3 происходит его деформация, которая регис рируется приемными катушками 4 и выходной сигнал которых усиливается усилителем 6 и подается, как и 58 в предыдущем случае, на вход блока 1, ВХОД логической схемы И8 и вход запоминащего элемента 9. Запоминающий элемент 9 также фиксирует максимальное значение напряжения с выхода усилителя 6 и устанавливает порог несколько меньше его максимальной величины, но пропорционально ей. При достижении максимального значения отклика от металла блок 7 срабатывает и через электронный ключ 2 отключает электромагнитное поле. После выключения электромагнитного поля величина отклика от металлического тела практически равна нулю. Блок 7 срабатывая снимает запрет с логических схем И8 и И10 и нулевой сигнал с выхода усилителя 6 через логическую схему И8 попадает на вход порогового устройства 11. Так как сигнал с выхода усилителя 6 не превышает порог, то на выходе порогового элемента 11 сигнала нет и по входам логической схемы И10 происходит совпадение, что вызывает появление сигнала на выходе логической схемы ИЮ ,свидетельствующего об прохождении электропроводящего тела (металла) приемных катушек и 5. В случае (в) при совместном прохождении зоны регистрации куском магнитной руды и металлического тела величина ЭДС наведенная в приемных катушках, определяется суммарным эффе1 том воздействия от магнитного куска руды и от деформации постоянного электромагнитного поля металлическим предметом. Величина ЭДС наведения от куска магнитной руды пропорциональна направлению магнитного момента и его ве- v личины, а деформация постоянного электромагнитного поля пропорциональна ампервиткам передающей катушки 3. Работа устройства обнаружения аналогична описанной. Только в этом случае при выключении электромагнитного поля величина ЭДС на приемных катушках А и 5 упадет на значение той составляющей, которую вносил металл, облучаемый постоянным электромагнитным полем. Сигнал с выхода усилителя 6 не вызовет срабатывание порогового элемента 11, так как 9 этот сигнал стал меньше порога запоминающего элемента 9. При этом срабатывание порогового элемента 11 не произойдет и по входам логической схемы И 10 произойдет совпадение, при этом на выходе логической схемы И Ю появится сигнал, свидетельствующий об прохож дении металлом приемных катушек k и 5 с потоком магнитной руды. Выходной сигнал с логической схемы И10 может быть использован в качест ве сигнала управления исполнительным механизмом, счетчиком или индикатором. Таким образом, устройство позволяет при высокой чувствительности р гистрировать металлические тела в потоках как обычных, так и магнитных руд, при этом ложных срабатываний не происходит. Изменение положения в пространстве металлических масс технологического оборудования около передающей катушки 3, излучающей постоянное электромагнитное поле и приемных катушек и 5 (например, при перестановке оборудования и т.д. приведет только к единичному срабатыванию устройства и не будет влият на чувствительность и помехозащищенность устройства, что не требует его периодической настройки и удобно в эксплуатации. Использование электромагнитного (Способа обнаружения проводящих тел в потоке руд и устройства для его осуществления обеспечивает по сравнению с известными способами и устр ствами высокую эффективность обнару жения проводящих тел (металлов), до тигнутую за счет исключения ложных срабатываний от кусков магнитной ру максимальной чувствительности неограничиваемой сигналами от магнитн руды, высокой помехозащитности от раскомпенсации датчика в результате изменения его положения в пространстве относительно масс технологи ческого оборудования, удобства в эксплуатации (не требует периодичес кой настройки) . Так как разработанная схема возбуждения и регистрации не имеет реж мов работы использующих резонанс в переменных электромагнитных полях, то надежность стабильность регистра ции высока. К тому же появляется возможность регистрации металла в 5 магнитных рудах, сигнал от которых превышает отклик от металлаj что уменьшает простои технологического оборудования, исключает их поломки и связанные с ними аварии и уменьшает повреждение алмазов в мельницах самоизмельчения. Формула изобретения 1.Способ обнаружения электропроводящих тел в потоке руды путем облучения руды электромагнитным полем, задания порога чувствительности, измерения вторичного поля и сравнения его с заданным порогом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обнаружения электропроводящих тел в потоке руд, в том числе и магнитных, облучение руды осуществляют периодически постоянным электромагнитным полем, запоминают величину вторичного поля, изменяют заданное значение велн чины порога чувствительности пропорционально величине вторичного поля, прерывают облучение электромагнитным полем при достижении максимальной величины вторичного поля, повторно измеряют величину вторичного поля, сравнивают ее с измененной величиной порога, и по разности измеренных величин вторичного поля и порога судят о наличии электропроводящих тел. 2. Устройство для обнаружения электропроводящих тел в потоке руды, содержащее генератор тока с передающей катушкой, приемные катушки, соединенные с усилителем, пороговый элемент, отличающееся тем, что оно снабжено электронным ключом, запоминающим элементом, блоком нахождения максимума и двумя огическими схемами И, при этом выход усилителя подключен ко входу запоминающего элемента, первому входу первой логической схемы И и ко входу блока нахождения максимума, выход которого подключен к правляющему входу электронного ключа, ко второму входу первой огической схемы И и к первому ходу второй логической схемы И, о второму входу которой, подключен ход порогового элемента, входы оторого соединены с выходами перой логической схемы И, запоминающего элемента, а выход электронного ключа соединен с передающей катущ- кой. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что генератор тока выполнен в виде источника постоянного тока. 900855 пр № N l№ Источники информации инятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР , кл. G 01 V 3/00, 197, 2.Авторское свидетельство СССР 377993, кл. В 03 С 1/30, 1968. 3.Авторское свидетельство СССР 598010, кл. G 01 V 3/10, 1976.

7

10

11