Устройство для рентгенолюминесцентной сепарации минералов

БР К ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерации о патентам и товарным знакам ПИ САНИ(71) Якутский научно-исследовательский и проектный институт алмазодобывающей промышленности(ТЗ) Якутский научно-исследовательский и проектный институт алмазодобывающей промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕНТГЕНОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ СЕПАРАЦИИ МИНЕРАЛОВ(57) Использование: в устройствах для рентгенолюминесцентной сепарации. Сущность изобретения;устройство содержит бункер 1, транспортирующий(19) ИУ (и) 2 О 04356 С 1 61) механизм 2, источник рентгеновского излучения 3, источник питания 4, блок регистрации интенсивнос-. ти люминесценции воздуха и минерала содержит фотоприемник 5 и делитель постоянного тока 6, блок формирования сигналов люминесценции 7, блок регистрации интенсивности люминесценции воздуха 8, блок формирования управляющего сигнала, содержащий источник опорного напряжения, задатчик пороговой величины интенсивности люминесценции минералов 9, и блок сравнения 10, блок управления исполнительными механизмом 11, исполнительный механизм 12, блок регистрации интенсивности люминесценции воздуха содержит два сумматора 13, 14, пиковый детектор 15, повторитель 16, дифференциальный усилитель 17. 1 ил.Изобретение относится к устройствам для сепарации люминесцирующих минералов по их люминесценции, возбуждаемой рентгеновским излучением.Известно устройство для сортировки люминесцирующих минералов, содержащее источник рентгеновского излучения, транспортирующий механизм для перемещения минералов, фотоприемник, источник питания, усилитель сигналов люминесценции, блок модуляции сигнала люминесценции, ограничитель сигналов модуляции, блок регистрации сигналов люминесценции, блок управления исполнительных механизмов.Недостатком данного устройства является низкое извлечение полезного минерала при сепарации сырья с высоким содержанием люминесцирующих минералов. Обусловлено зто недостаточно высокой точностью измерения сигнала люминесценции минерала и недостаточно высокой точностью поддержания порогового уровня разделения, вызванных возникновением переходного процесса в тракте регистрации после прохождения сигнала люминесценции минерала (что связано с восстановлением исходного состояния на элементах тракта регистрации), и чем "моющее" и длительнее был предыдущий сигнал люминесценции материала, тем дольше длится переходный процесс. Если в процессе сепарации после "мощного: сигнала люминесценции минерала поступает "слабый" сигнал, а переходный процесс еще не закончился, то а тракете регистрации начинают одновременно обрабатываться "слабый" сигнал люминесценции минерала и сигнал, вызванный переходным процессом, что приводит к тому, что "слабый" сигнал люминесценции минерала не будет зарегистрирован и люминесцирующий минерал будет потерян.Известно устройство для сепарации минералов, содержащее источник рентгеновского излучения, транспортирующий механизм для перемещения минералов, фотоприемник, усилитель сигналов люминесценции, соединенный с последним через конденсатор, источник питания, задатчик пороговой величины интенсивности люминесценции минералов, источник опорного напряжения, блок сравнения, блок выработки команд, исполнительный механизм (авт, св. йг 1029725, кл. 6 01 М 23/22, 1986).Наиболее близким к заявленному является устройство по авт, св. М 971523, кл. В 07 С 5/342, 1982, содержащее источник рентгеновского излучения, блок регистрации интенсивности люминесценции 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 воздуха и минералов, выходом соединенный с входом блока регистрации интенсивности воздуха и с первым входом блокаформирования сигналов люминесценцииминералов выходом соединенного с первымвходом блока формирования управляющегосигнала, выходом подключенного к блокууправления исполнительным механизмом.Однако известное устройство обладаетневысокой точностью сепарации.Цель изобретения - повышение точности сепарации.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит бункер .1, транспортирующий механизм 2, источник рентгеновского излучения 3, источник питания 4,блок регистрации интенсивности люминесценции воздуха и минерала, фотоприемник .5, усилитель 6 сигналов люминесценции,блок формирования сигналов люминесценции минералов 7, выполненный в виде дифференциального усилителя, блок 8регистрации интенсивности люминесценции воздуха, задатчик 9 пороговой величины интенсивности люминесценцииминералов, источник опорного напряжения(на чертеже непоказан), блок сравнения 10,блок 11 управления исполнительным механизмом для выработки команд на отсечкуполезного минерала,исполнительныймеханизм 12, например пневмоэжектор, концен.тратный и хвостовой приемники (на чертежене показаны). При этом, фотоприемник 5соединен с усилителем 6 сигналов люминесценции, последний выходом соединен спервыми входами дифференциального усилителя 7 сигналов люминесценции минералов и блока 8 выделения сигналалюминесценции воздуха, последний вторым входом соединен с источником питания4, а выходом соединен с первым входомзадатчика 9 пороговой величины интенсивности люминесценции минералов и с вторым входом дифференциального усилителя,последний выходом соединен с первым входом блока сравнения 10. Источник опорногонапряжения (на чертеже не показан соединенс вторым входом задатчика 9 пороговойвеличины интенсивности люминесценцииминералов, последний выходом соединен свторым входом блока сравнения 10, последний выходом соединен с блоком 11 выработки команд, последний соединен сисполнительным механизмом 12,Фотоприемник 5 выполнен на базе фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) и предназначен для преобразования сигналовлюминесценции воздуха и минералов вэлектрические сигналы, 2004356Усилитель 6 сигналов люминесценциивыполнен на базе усилителя постоянноготока и предназначен для усиления суммарного сигнала люминесценции, вызванноголюминесценцией воздуха и минералов в частотном диапазоне от 0 до 1 кГц.Блок формирования сигналов люминесценции минералов выполнен на базе дифференциального усилителя.Блок 8 регистрации интенсивности 10люминесценции воздуха содержит два сумматора 13, 14, пиковый детектор 15, повторитель 16 и дифференциальный усилитель17, Первый вход первого сумматора 13, являющийся первым входом блока 8 выделения сигналов люминесценции воздуха,соединен с выходом и с первым входом соответственно усилителя 6 сигналов люминесценции и дифференциальногоусилителя. Второй вход первого сумматора 2013 соединен с вторым входом второго сумматора 14, первый вход последнего заземлен. Точка соединения первого и второгосумматоров 13, 14, являющегося вторымвходом блока 8 выделения сигналов люминесценции воздуха, соединена с источником 4 питания. Выход первэго и второгосумматоров 13, 14 соединен соответственнос пиковым детектором 15 и повторителем16, выход последних соединен соответственно с первым и с вторым входом дифференциального усилителя 17, выходпоследнего, являющийся выходом блока 8выделения сигнала люминесценции воздуха соединен с первым входом задатчика 9 35пороговой величины интенсивности люминесценции минералов и с вторым входомдифференциального усилителя 7.Первый и второй сумматоры 13, 14 выполнены на базе резисторных делителей. 40Блок формирования управляющего сигнала содержит последовательно соединенные источник опорного напряжения,задатчик пороговой величины интенсивности люминесценции 9 и блок сравнения 10. 45Задатчик 9 пороговой величины интенсивности люминесценции выполнен на базесумматора и предназначен для выдачи наблок 10 сравнения пороговой величины интенсивности люминесценции в виде суммы 50напряжения опорного источника и интенсивности люминесценции воздуха.Блок 10 сравнения выполнен на операционном усилителе и предназначен длясравнения сигнала люминесценции минерала с пороговой величиной интенсивностилюминесценции,Блок 11 выработки команд на отсечкуполезного минерала выполнен на микросхемах 176 серии,Пиковый детектор 15, повторитель 16 и дифференциальный усилитель 17 выполнены на базе операционных усилителей,Устройство работает следующим образом.Перед сортировкой в эадатчике 9 пороговой величины интенсивности люминесценции минералов устанавливают пороговую величину интенсивности люминесценции, равную минимальной интенсивности люминесценции полезного минерала, путем подачи напряжения с опорного источника.Далее, перед сортировкой и в момент отсутствия люминесцирующих минералов в зоне обнаружения автоматически измеряют по схеме "усилитель 6 сигналов люминесценции - блок 8 выделения сигнала люминесценции воздуха" сигнал люминесценции воздуха и вводят измеренный сигнал в задатчик 9 пороговой величины интенсивности люминесценции минералов для автоматической коррекции заданного порога разделения и в дифференциальный усилитель 7 для выделения из полного сигнала люминесценции сигнала люминесценции минерала и его усиления без искажений.В процессе сортировки рентгеновские лучи от источника 3 рентгеновского излучения вызывают в зоне обнаружения люминесценцию воздуха и люминесценцию поступающих с транспортного механизма 2 минералов.Суммарный сигнал люминесценции воздуха и минералов преобразуется фотоприемником 5 в электрические сигналы и после усиления в усилителе 6 сигналов люминесценции поступают одновременно на первый вход дифференциального усилителя 7 и первый вход блока 8 выделения сигналов люминесценции воздуха (первый вход сумматора ,3), Одновременно на второй вход блока 8 выделения сигналов люминесценции воздуха (точка соединения вторых входов первого и второго сумматоров 13, 14) поступает напряжение источника 4 питаС выхода сумматора 13 сигнал, равный полусумме напряжения источника 4 питания и сигнала люминесценции, с усилителя 6 поступает на пиковый детектор 15, который запоминает максимальное значение этого сигнала и выдает его далее ка первый вход дифференциального усилителя 17.С выхода сумматора 14 напряжение, равное половине напряжения источника 4 питания, подается на вход повторителя 16 и далее на второй вход дифференциального усилителя 17.2004356 25 жения, первый сумматор, повторитель идифференциальный усилитель и последо 30 вательно соединенные второй сумматор ипиковый детектор, выходом соединенный свторым входом дифференциального усилителя, выход которого, являющийся выходом блока регистрации интенсивности35 люминесценции воздуха, дополнительноподключен к входу задатчика пороговойвеличины интенсивности люминесценции,а вход второго сумматора является входомблока регистрации интенсивности люми 40 несценции воздуха, при этом блок регистрации интенсивности люминесценциивоздуха и минералов содержит последовательно соединенные фотоприемник и усилитель постоянного тока, выход которогоявляется выходом блока регистрации интенсивности люминесценции воздуха и минералов.2. Устройство по п.1, отличающеесятем, что блок формирования сигналов люминесценции минералов выполнен в видедифференциального усилителя,3, Устройство по п,1, отличающеесятем, что задатчик пороговой величины ин 55 Дифференциальный усилитель 17, синфаэный сигнал, равный половине напряжения источника 4 питания, ослабляет и выделяет сигнал люминесценции воздуха. С выхода дифференциального усилителя 17 (выход блока 8 выделения сигнала люминесценции воздуха) сигнал люминесценции воздуха поступает на второй вход дифференциального усилителя 7 и на первый вход задатчика 9 пороговой величины интенсивности люминесценции минералов, на второй вход которого поступает напряжение опорного источника. С выхода задатчика 9 пороговая величина интенсивности люминесценции минерала, равная сумма интенсивности люминесценции воздуха и.интенсивности люминесценции минерала, поступает на второй вход блока 10 сравнения. В случае изменения сигнала люминесценции воздуха задатчик 9 автоматически скорректирует пороговую величину интенсивности люминесценции. Таким образом в задатчике 9 Формула изобретенияЖ 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕНТГЕНОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ СЕПАРАЦИИ МИНЕРАЛОВ, содержащее источник рентгеновского излучения, блок регистрации интенсивности люминесценции воздуха и минералов, выходом соединенный с входом блока регистрации интенсивности люминесценции воздуха и с первым входом блока формирования сигналов люминесценции минералов, выходом соединенного с первым входом блока формирования управляющего. сигнала, выходом подключенного к блоку управления исполнительным механизмом, отличающееся тем, что блок формирования управляющего сигнала содержит последовательно соединенные источник опорного напряжения, задатчик пороговой величины интенсивности люминесценции и блок сравнений, первый вход и выход которого являются соответственно входом и выходом блока формирования управляющего сигнала, блок регистрации интенсивности люминесценции воздуха содержит последовательно соединенные источник напря 5 10 15 20 происходит автоматическое корректирование порога разделения,В дифференциальном усилителе 7 синфазный сигнал люминесценции воздуха ослабляется, а сигнал люминесценции минерала усиливается до необходимого уровня. Усиленный сигнал люминесценции минерала с выхода блока 7 поступает на первый вход блока 10 сравнения. В блоке 10 сигнал люминесценции с блока 7 сравнивается с заданной пороговой величиной сигнала с эадатчика 9, Если сигнал люминесценции минерала превышает пороговое значение величины интенсивности люминесценции с эадатчика 9, то блок 10 сравнения выдает сигнал на блок 11 выработки команд, который включает исполнительный механизм 12 на отсечку минерала. Использование изобретения повышает извлечение при сепарации сырья с высоким содержанием люминесцирующих минералов.(56) Авторское свидетельство СССРМ 971523, кл, В 07 С 5/342, 1982. тенсивности люминесценции выполнен ввиде сумматора.