Способ сепарации руды и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11956063)51) М, Кп.з В 07 С 5/34 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийОпубликовано 07,09,82 Бюллетень М 33 Дата опубликования описания 07,09,82 К.С.Ассанович, М. И.И.Рукш72) Авторы изобретен Белло, Б,С.Каг и С.П.фрумкин И.Л Жй 71) Заявите енинградско аучно-производственное объвестник" СПОСОБ СЕПАРАЦИИ РУДЫ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к сепарации руд по фотометрическим свойст-.вам.Известен способ сепарации руды,заключающийся в подаче анализируемогокуска руды в зону осмотра, сканирования куска руды лазерным излучением,измерении коэффициента отражения излучения от исследуемого куска и сортировке руды в зависимости ог этогоизмерения.Известно также устройство для сепарации руды, содержащее узел подачиматериала, лазер, оптически связанный через зеркальный сканатор с Фотодетектором, и блок выделения полезныхсигналов, соединенный с исполнительным механизмом 113,Недостатком известных техническихрешений является невысокая эффективность сепарации руды.Цель изобретения - повышение эфФективности сепарации руды.Цель достигается тем, что в способе сепарации руды, заключающемся вподаче анализируемого куска руды взону осмотра, сканирования куска рудылазерным излучением, измерении коэфФициента отражений излучения от ис-следуемого куска и сортировке руды в 30 зависимости от этого измерения, измеряют угол сканирования куска руды,а сортировку руды производят с учетомизмеренного значения, а также тем,что устройство для сепарации руды, содержащее узел подачи материала, лазер,оптически связанный через зеркальныйсканатор е фотодетектором, и, блоквыделения полезных сигналов,соедиНенный с исполнительнйм механизмом, имеетсветовод, блок регистрации угла поворота сканатора, электронный ключ, регулируемый усилитель, преобразователь"угол-напряжение", измеритель уровнясигнала и блок анализа интенсивностИизлучения, при этом лазер через световод соединен с блоком регистрацииугла поворота сканатора, выход которого соединен с входами преобразователя "угол-напряжение" и измерителяуровня сигнала, подсоединенного своимпервым выходом к входу блока анализаинтенсивности излучения, выход фотоде,тектора подключен к первому входуэлектронного ключа, второй вхбд которого подключен к первому выходу преобразователя "угол-напряжение", а выход через первый вход регулируемогоусилителя связан с входом блока выделения полезных сигналов, причемвторой вход регулируемого усилителя подключен к вторым выходам измерителя уровня сигнала и преобразователя "угол-напряжение".На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего способ. 5Устройство для сепарации руды содержит лазер 1, многогранный зеркальный сканатор 2, блок 3 регистрацииугла поворота сканатора, состоящийиз диска с радиальными прорезями 4;световода 5 и приемника б излучения,10 установленных по разные стороны диска против прорезей. Устройство содержит также фотодетектор 7, элект ронный ключ 8, регулируемый усилитель 9, блок 10 выделения полезных сигналов, исполнительный механизм 11, преобразователь "угол-напряжение" 12, измеритель 13 уровня сигналов, пороговый блок 14, анализатор 15 неисправностей, Позицией 16 на чертеже обозначен кулачок руды, подвергаемый анализу и расположенный на узле 17 подачи материала.Блок анализа интенсивности излучения имеет пороговый блок 14 и анализатор 15 неисправностей.Блок 3 регистрации угла поворота сканатора установлен на оси многогранного зеркального сканатора 2 и подключен к преобразователю "угол- напряжение", который подсоединен к управляющим входам ключа 8 и регулируемого усилителя 9, соединенного 20 через ключ 8 с выходом фотодетектора 7 и входом блока 10 выделения полезных сигналов, выход которого подключен к исполнительному механизму 11.Вход блока 3 регистрации угла поворота сканатора подключен к измерирого соединены с управляющим входом регулируемого усилителя 9 непосредственно ис анализатором.15 неисправностей через пороговйй блок 14,Блок 10 выделения полезных сигналов предназначен для выделения из аддитивной смеси полезных сигналов и сигналов помехи, поступающих с выхода фотодетектора 7 и усиленных усилителем 9 полезных сигналов. Последние могут отличать от сигналов помехи по амплитуде или длительнос 50 ти. Блок 10 имеет амплитудный и времяимпульсный дискриминаторы. При этом.амплитудный дискриминатор осуществляет селекцию входных сигналов по амплитуде, а время-импульсный дискриминатор по длительности. Помимо этогополезный сигнал необходимо задержать на время, необходимое для перемещения 60 куска породы в зону разделения, где на него должен воздействовать исполнительный механизм 11, Кроме этого, задержанный полезный сигнал необходимо сформировать по длительности, достаточной для того; чтобы исполнителю 13 уровня сигналов, выходы кото тельный мехайизм мог выделить самый тяжелый кусокруды из потока. При этом сигнал должен быть усилен по мощности на столько, чтобы от него мог сработать исполнительный механизм.Преобразователь 12 предназначен для преобразования сигналов с блока 3 регистрации угла поворота сканатора в логические сигналы управления ключом 8 и регулируемым усилителем 9. За время прохождения лазером одной строки на выходе блока 3 формируется последовательность из и импульсов, нри этом каждому импульсу может быть поставлена в соответствие определенная функция. Например, импульсы с первого по пятый отключают регулируемый усилитель 9 от детектора 7 с помощью ключа 8, шестой импульс подключает усилитель 9 к фотодетектору 7,и устанавливает коэффициент усиления усилителя 9,равный К , седьмой импульс в(т ( и) устанавливает коэфФициент К 2 Х причем коэффициенты КК,соответствуют дискретным значениямк Р оооо 27 ф где Ки и К- коэФфициент усилениятракта регистрации при положениисканатора, соответствующего направлению луча лазера в центр зоны осмотра, и при развороте сканатора наугол ЧНаконец, начиная с импульса в+1до и - усилитель 9 вновь отключаетсяот фотодетектора. Для этого блок 10должен содержать счетчики числа импульсов и необходимые комбинационные схемы,Измеритель 13 уровня сигналов предназначен для коррекции коэффициентаусиления регулируемого усилителя 9в,зависимости от изменения величиныпотока лазерного излучения, связанного с нестабильностью мощности излучения лазера 1. С этой целью измеритель 13 может содержать, например,несколько компараторов амплитудныхдискриминаторов), пороги которых соответствуют нескольким значениям мощности, излучаемой лазером 1. Сигналс выхода приемника б излучения сравнивается по амплитуде созначениемпорогов компараторов, на входе которых вырабатываются логические сигналыуправления усилителем 9, вносящимпоправку в коэФфициент усиления всоответствии с текущим значениеммощности излучения лазера. Анализатор 15 неисправностей предназначендля определения по совокупности признаков вида неисправности, в том числе падения мощности излучения лазераниже допустимого значения, остановку двигателя сканатора и др. и сэтой целью содержит соответствующие комбинационные схемы. Поскольку все перечислрнные блоки - электронные устройства, выполненные с применением интегральных микросхем, то конструкция их идентична и выполнена на печатных платах, установленных в модулях конструктива универсальных типовых конструкций. Ключ 8 представляет собой, например, устройство, состоящее из комплементарной пары полевых транзисторов, управляемых логическим сигналом. Ключ позволяет пропускать аналоговый сигнал при подаче на управляющий вход соответствующих сигналов, Регулируемый усилитель 9 представляет собой операционный усилитель, работающий в режиме масштабирования, у которого коэффициент усиления изменяется под действием управляющих сигналов путем изменения номинала входного резистора или резистора обратной связи. Пороговый блок 14 представляет собой компаратор,т.е. операционный усилитель без обратной связи или с положительной обратной связью, у которого на один вход подается измеряемое входное напряжение, а на другой - опорное напряжение, а на его выходе напряжение устанавливается на уровнях: логический "0" или логическая "1" в зависимости от того, превышает или нет входное напряжение величину опорного,В основу изобретения положен принцип регулирования чувствительности приемного тракта в зависимос,ти от пространственного положения луча лазера, освещающего соответствующий участок зоны осмотра.Поток излучения, проходящий на чувствительную площадку фотодетектора, можно определить из следующего выраженияБЬгде 1 - силы света, отраженного откуска руды в направлениифотодетектора;о - площадь чувствительной площадки фотодетектора;1, - расстояние от куска руды дозеркала сканатора (расстояние от сканатора до Фотоприемника мало и им можно пренебречь).Расстояние 1. от зеркала до различных точек зоны осмотра при повороте зеркала сканатора в пределах угла-- Ч+180 180иигде и - число граней сканатора, изменяется по следующему закону1 о" Ч со 2 Ч где 1.6 . - расстояние от зеркала сканатора до центра зоны осмотра.Следовательно, поток излученияФч = 1 - . соз 2 ЧБоДля получения сигнала, независящего от расстояния в пределах всей зоны осмотра, необходимо осуществлять регулировку коэфФициента усиления в электрической части приемного. тракта по законуфоЧ О ф СО 5 Ягде Ко - коэффициент усиления при попадании на фотодетектор све 15тового потока фо от центразоны осмотра.Устройство, реализующее. способ, ра"боТает следующим образом.Кусок руды 16 подается в зону20 осмотра, где облучается лазером 1.Сканирование лазерного луча вдользоны осмотра осуществляется многогранным зеркальным сканатором 2. Потоклазерного излучения отражается от25 поверхности куска руды 16 и через зеркало сканатора попадает на фотодетектор 7. Электрический сигнал с выходафотодетектора 7 через электронныйключ 8 поступает на вход регулируемоЗ 0 го усилителя 9 Усиленный сигнал подается на блок 10 выделения полезныхсигналов, который осуществляет управление исполнительным механизмом 11.Блок 3 регистрации угла поворотаЗ 5 сканатора фоРмиРует импульсы, соответствующие Ряду значений углаповоротасканатора 2.Эти импульсы поступают впреобразователь 12 "угол-напряжение",который осуществляетдискретные пере 40ключения коэффициентаусиления регулируемого усилителя 9 позакону, ступенчатого аппроксимирующему функциюКоК = . . В момент разворота лазерсоз 2 Уный луч выходит за пределы зоны ос 45 мотра и, отражаясь от элементвв конструкции сканатора, может попастьна фотодетектор 7. Для предотвращения ложного срабатывания блок 12 отключает регулируемый усилитель 9 от50 фотодетектора 7 с помощью ключа 8.Так как блок 3 регистрации угла поворота сканатора оптически связан свыходом лазера 1, то электрическиеимпульсы на выходе блока 3 не 55 сут информацию о величине потока лазерного излучения. Эти импульсы подаются на измеритель 13 уровнясигналов, который осуществляет изменение коэффициента усиления регулирущ емого усилителя 9 в зависимости отизменений величины потока лазерногоизлучения,Если интенсивность лазерного излучения уменьшится ниже заданного зна 65 чения, то срабатывает пороговый блок956063 Формула изобретения аз 6890/10Подписное 4 14 и включится анализатор неисправнос. тей 15.При остановке двигателя сканатора на измеритель 13 уровня сигналов будет поступать не импульсный,. а постоянный сигнал, что также приведет к 5 срабатыванию порогового блока 14 й включению анализатора 15 неисправностей.Использование изобретения позволит повысить эффективность сепарации 10 руды. Это даст возможность получить концентрат более высокого качества и снизить себестоимость переработки минерального сырья.15 1. Способ сепарации руды, заключающийся в подаче анализируемого кус-о ка руды в зону осмотра, сканирования.куска руды лазерным излучением, измерении коэффициента отражения излучений от исследуемого куска и сортировке руды в зависимости,от этого измерения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности сепарации руды., измеряют угол сканирования куска руды, а сор тировку руды производят с учетом измеренного значения2. Устройство для сепарации руды, содержащее узел подачи материала, лазер, оптически связанный через зерФ кальный сканатор с фотодетектором,и блок выделения полезных сигналов,соединенный с исполнительным механизмом, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения эффективности сепарации руды, оно имеетсветовод, блок регистрации угла поворота сканатора, электронный ключ,регулируемый усилитель, преобразователь "угол-напряжение", измерительуровня сигнала и блок анализа интенсивности излучения, при этом лазерчерез световод соединен с блокомрегистрации угла поворота сканатора,выход которого соединен с входамипреобразователя "угол-напряжение"и измерителя уровня сигнала, подсоединенного своим первым выходомк входу блока анализа интенсивности излучения, выход фотодетектораподключен к первому входу электронного ключа, второй вход которого подключен к первому выходу преобразователя. "угол-напряжение", а выходчерез первый вход регулируемогоусилителя связан с входом блока выделения полезных сигналов, причемвторой вход регулируемого усилителяподключен к вторым выходам измерителя уровня сигналов и преобразователя"угол-напряжение".Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании 91152407,кл. С 2 Е, 1969,1 Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная