Способ оптической сортировки кускового материала Советский патент 1982 года по МПК B03B13/00 

(54) СПОСОБ ОПТИЧЕСКОЙ СОРТИРОВКИ КУСКОВОГО МАТЕРИАЛА

1

Изобретение относится к оптической сортировке предметов, конкретно к обогащению кускового сырья фотометрическим методом, и может найти применение на рудосортировочных фабриках горнодобывающей промышленности.

Известно устройство, в котором реализуется способ сортировки кускового материала по степени отражательной способности его поверхностью светового луча лазера. В нем производят построчное освещение куска лучом лазера, определение отражательных характеристик его поверхности, определение общей площади, определение отношения площади куска с заданным коэффициентом отражения к общей площади куска, определение числа переходов от участков поверхности куска с коэффициентом отражения выше порогового уровня к, участкам с коэффициентом отражения ниже порогового уровня, сравнение с заданными критериями по величине отношения площади и числу переходов и сортировке кусков по результатам сравнения 1.

Недостаток описанного способа состоит в низкой точности сортировки полупрозрачного кускового материала. Полупрозрачные куски руды отражают в заданном направлении значительно меньшую часть падающего светового потока по сравнению с непрозрачными кусками из-за рассеивания светового пятна и поглощения света в объеме кусков. Поэтому на фотокатоде фотопреобразователя они отображаются как более темные куски, даже если имеют светлую окраску.

10 Известен также способ оптической сортировки, по которому производят построчное освещение куска световым лучом, регистрацию света, отраженного куском, преобразование интенсивности света в электрический сигнал, выделение сигнала выше установленного уровня и интегрирование превышающего сигнала за время осмотра куска, определение общей площади, определение отношения площадей с заданными коэффици ентами отражения, сравнение полученных

20 отношений с установленными настроечными критериями и сортировку кусков по результатам сравнения 2.

Недостатком этого способа является низкая точность сортировки полупрозрачного кускового материала из-за рассеивания светового пятна, поглощения значительной части светового потока в объеме кусков и появления ложных срабатываний, так как куски с более высокой прозрачностью на фотокатоде фотопреобразователя отображаются как более темные, что приводит к увеличению потерь ценных компонентов с отходами, разубоживанию концентратов и снижению экономических показателей сортировки/

Цель изобретения - повышение точности сортировки полупрозрачного кускового материала.

Поставленная цель достигается тем, что одновременно с отраженным регистрируют рассеянный куском свет в области ореола и преобразуют интенсивность света в электрический сигнал, выделяют сигнал выше установленного уровня, интегрируют превышаюший сигнал за время осмотра куска, определяют отношение первого проинтегрированного сигнала к второму и сортировку осуществляют по величине полученного отношения.

На фиг. 1 представлен полупрозрачный кусок руды (например, брусита) со световым пятном лазера М и ореолом С вокруг пятна, указано направление движения светового пятна N и показаны световые строки А и В соответственно светового пятна и ореола, где Я - расстояние между строками; на фиг. 2 - сигналы / и Р от световых строк А н В соответственно и пороговые уровни дискриминации О. и С; на фиг. 3 - структурная схема устройства, реализующего способ.

Устройство для реализации способа (фиг. 3) содержит лазер 1, дефлектор 2, фотопреобразователи 3 и 4, камеру 5 осмотра (светонепроницаемый корпус камеры условно показан прозрачным), транспортер 6, блок 7 обработки информации. Блок 7включает линейный усилитель 8, дискриминатор 9, интегратор 10, линейный усилитель 11, дискриминатор 12, интегратор 13, узел 14 измерения отношени мощностей, узел 15 сравнения и разделяющий механизм 16, например электропневматическое сопло.

Сущность способа состоит в следующем.

При освещении непрозрачного кускового материала лучом лазера на поверхности освещаемого куска видно изображение светового пятна. Размеры светового пятна определяются диаметром луча лазера и шероховатостью поверхности. При освещении полупрозрачного куска лучом лазера на его поверхности видна яркая точка и вокруг нее менее яркий ореол вследствие рассеяния в объеме куска светового потока (фиг. 1). Размеры ореола по диаметру и глубине определяются плотностью потока излучения лазера и оптическими с ойствами материала

(чем выше прозрачность, тем больше ореол). Яркость ореола постепенно убывает от центра к краям. В природе встречается очень много полупрозрачных руд, например изумрудная зелень, берилл, брусит, кварц и т. д.

Явление появления ореола вокруг светового пятна лазера при освещении полупрозрачных руд использовано для их сортировки. По описываемому способу осве{цают кусок одной световой строкой при помощи лазера и дефлектора (фиг. 3), а снимают информацию с двух световых строк при помощи двух фотопреобразователей. Вторую строку получают в зоне ореола рассеивания. При этом по каждой строке устанавливают свой пороговый уровень дискриминации и

5 определяют мощность сигналов превышения пороговых уровней Дискриминации. Затем, измеряя величину отнощения между ними, можно п6 величине отношения оценить принадлежность куска к соответствующему сорту, т. е. делить полупрозрачный кусковой материал по сортам, а также отделять от него непрозрачный материал и сростки.

Способ реализуется следующей последовательностью операций обработки оптической информации.

5 Электрические сигналы фотопреобразо.вателей усиливают, дискриминируют по заданным пороговым уровням, определяют мощность сигналов превышения заданных пороговых уровней, измеряют величину от- ношения мощности сигнала световой строки ореола к мощности сигнала основной световой строки, сравнивают с установленным при настройке критерием разделения и по результатам сравнения проводят операцию сортировки.

5 Устройство работает следующим образом. Куски сортируемой руды построчно освещаются световым лучом лазера 1 при помощи дефлектора 2. Фотопреобразователь 3 сканирует поверхность сортируемого куска по строке А, а фотопреобразователь 4 - по строке Б (фиг. 1). Оптимальная ширина строк А и В н расстояние между ними Я выбираются при помощи щелевых диафрагм, установленных в фотопреобразователях 3 и 4. Осмотр кусков производится в светопогло5 щающей камере 5 осмотра. В зону осмотра куски подаются транспортером 6. Отраженные от поверхности кусков фотосигналы фотопреобразователи 3 и 4 преобразуют в пропорциональные им по величине электрические сигналы и выдают их на блок 7 обработки информации. Сигналы фотопреобразователя 3 усиливаются в линейном усилителе 8, дискриминируются по амплитуде в узле 9 (пороговый уровень О, фиг. 2) и поступают на интегратор 10. Сигналы

5 фотопреобразователя 4. усиливаются в линейном усилителе 11, дискриминируются по амплитуде в узле 12 (пороговый уровень G, фиг. 2) и поступают на интегратор 13. В узлах 10 и 13 сигналы запоминаются по мощности и после окончания обмера куска выдаются на узел 14 измерения отношения мощностей, где определяется величина отнощения мощности сигналов световой строки В к мощности сигналов строки А. Полученная величина отнощения (амплитуда сигнала) сравнивается в узле 15 сравнения с установленным настроечным критерием и по результатам операции сравнения формируется сигнал сортировки и выдается на разделяющий механизм. Одновременное использование таких физических свойств кускового материала, как прозрачность и отражательная способность, для оценки качественной принадлежности его к соответствующему сорту при сортировке, позволяет повысить точность сортировки полупрозрачных руд, расширить число разновидностей минерального сырья, вовлекаемого в процесс сортировки, и улучщить экономику его обогащения. Формула изобретения Способ оптической сортировки кускового материала, включающий построчное освесп

0,550

Q

X

Iг

100 L, пм

Фиг,2 щение куска световым лучом, регистрацию света, отраженного куском, преобразование интенсивности света в электрический сигнал, выделение сигнала выще установленного уровня и интегрирование превышающего сигнала за время осмотра куска, отличающийся тем, что, с целью повышения точности сортировки полупрозрачных руд, одновременно с отраженным регистрируют рассеянный куском свет в области ореола и преобразуют интенсивность света в электрический сигнал, выделяют сигнал выше установленного уровня, интегрируют превыщающий сигнал за время осмотра куска, определяют отношение первого проинтегрированного сигнала к второму и сортировку осуществляют по величине полученного отношения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1393061, кл. В 07 с 5/342, опублик. 1973. 2.Фотометрический сепаратор - «Модель-16. Проспект фирмы «Ор Сортерс, Канада, 1975, с. 6 (прототип).