CN1125860A - 物料分选装置的电子脉冲信号控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于物料分选装置的电子脉冲信号控制系统，由分选识别仪、多脉冲延时装置和脉冲启停控制电路串联构成，分选识别仪由同位素K光源、接收探头实现物料探测，由线性脉冲放大器、幅度鉴别器和线性计数率电路依次串联进行信号处理，产生脉冲序列，输入到多脉冲延时装置延时，延时脉冲通过脉冲启停控制电路控制高速气阀开启或关闭，以完成物料分选。本发明具有控制精度高、稳定性好等优点，可提高各种物料分选装置的分选质量和效率。
Description
本发明涉及电子自控技术领域，具体是一种物料自动识别分选装置的电子脉冲信号控制系统，特别适用为煤矸石分选机排除矸石的电子脉冲信号控制系统。
自本世纪60年代以来，国内外研制的用于物料分选装置的电子脉冲信号控制系统已经不少，但都存在精度低、稳定性差等缺点，使之无法投入使用。据第十届国际选矿会议文献记载：英国的“X射线选煤机”稳定性不好，耗电过多，精煤损失不少，其中的单脉冲延时装置使排矸率一直限制在80％左右，这些因素导致英国的“X射线选煤机”的研制长期停止。国内研制的“煤石分选机”(公开号CB1056072A)，该装置使用同位素X光源取代普通X射线管，提高了系统的稳定性，减少了精煤损失，降低了电耗，但其中的电子脉冲信号控制部分的精度低，稳定性差。
本发明的目的在于为物料分选装置提供一种控制精度高、稳定性好的电子脉冲信号控制系统，以提高物料颗粒的分选效率，尤其可使煤矸石分选机的排矸效率得以显著提高。
本发明的技术方案如下，它由分选识别仪(10)、多脉冲延时装置(11)和脉冲启停控制电路(12)串联构成，其中：
(A)分选识别仪(10)由同位素X光源(1)、接收探头(3)、高压稳压电源(4)、低压电源(5)、线性脉冲放大器(6)、定标器(7)、幅度鉴别器(8)、线性计数率电路(9)构成，同位素X光源(1)和接收探头(3)相对布置，接收探头(3)中的串接式怀特跟随器输出端(26)与线性脉冲放大器(6)的输入端(23)相连，线性脉冲放大器(6)输出端(22)分别与定标器(7)输入电路倒相器输入端(21)、幅度鉴别器(8)输入端(20)相连，幅度鉴别器(8)输出端(19)与线性计数率电路(9)输入端(18)相连，高压稳压电源(4)与接收探头(3)相连；
(8)、多脉冲延时装置(11)由输入同步计数器、BCD译码器、联组与非门、输出与非门和多路单脉冲延时电路构成，输入同步计数器的各个输出端与BCD译码器的输入端对应连接，BCD译码器的每一输出端分别与各路单脉冲延时电路相连，各单脉冲延时电路输出端和联组与非门相连，各联组与非门输出端和输出与非门输入端相连；
(C)、脉冲启停控制电路(12)包括集成运算放大器、小功率管T1、大功率管T2和高速气阀吸引线圈L，以集成运算放大器的同相端和反相端，取其中一端接电阻R2作为延时脉冲输入端(14)，取另一端由电阻R1和稳压管D1串联并接地，R1和B1的接点与低压电源(5)正极之间接R3，形成一个平衡电位，集成运算放大器输出端串联R5后，再由集成运算放大器同相端跨接反馈电阻R4，R5与R6串联后再接T1基极，T1和T2集电极接线圈L一端，L的另一端接低压电源(5)，T2的发射极接地；由输入的延时脉冲控制线圈L通电或不通电；
(D)、线性计数率电路(9)中积分器输出端(17)与多脉冲延时装置(11)中输入同步计数器输入端(16)相连，多脉冲延时装置(11)中输出与非门输出端(15)和脉冲启停控制电路(12)中脉冲输入端(14)相连，低压电源(5)输出端(24)分别与接收探头(3)、高压稳压电源(4)、线性脉冲放大器(6)、定标器(7)、幅度鉴别器(8)、线性计数率电路(9)、多脉冲延时装置(11)、脉冲启停控制电路(12)连接并提供直流电源，高压稳压电源(4)与接收探头(3)相连；
(E)、同位素X光源(1)发出的X光束，被物料(2)减弱一部分后射入接收探头(3)，通过其中的光电转换部件在串接式怀特跟随器输出端(26)，由物料和其中的杂质，对应输出计数率不同的二列负脉冲序列，二列负脉冲同时进入线性脉冲放大器(6)放大、反相后，输入到幅度鉴别器(8)，滤除噪声干扰，再输入到线性计数率电路(9)，经其中的积分器积分合成后，与物对应的计数率高的脉冲序列在积分器输出端(17)形成一列高电位，与物料杂质对应的计数率低的脉冲序列在积分器输出端(17)形成一列低电位，这两列高低不同的电位在时间上互相错开，二者就合成一个新的脉冲序列，该脉冲序列被输送到多脉冲延时装置(11)输入同步计数器输入端(16)进行延时，从多脉冲延时装置(11)输出与非门输出端(15)输出，加到脉冲启停控制电路(12)输入端(14)，与物料杂质对应的脉冲序列底部使大功率管T2导通，T2集电极(13)通电，线圈L通电，高速气阀打开，压缩空气排除物料杂质，与物料对应的脉冲序列顶部不触发脉冲启停控制电路(12)，高速气阀不打开，物料自由离开，实现物料与杂质的分选。
在上述方案中，幅度鉴别器(8)可由单道脉冲分析器替代，线性计数率电路(9)可由线性率表替代。接收控头(3)可以是一个或多个。
以下结合附图和用于煤矸石分选的实施例进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明的原理结构图；
图2是接收探头(3)的电路原理图；
图3是高压稳压电源(4)的电路原理图；
图4是低压电源(5)的电路原理图；
图5是线性脉冲放大器(6)的电路原理图；
图6是定标器(7)的电路原理图；
图7是幅度鉴别器(8)的电路原理图；
图8是线性计数率电路(9)的电路原理图；
图9是多脉冲延时装置(11)的电路原理图；
图10是脉冲启停控制电路(12)的电路原理图。
图2至图8中所示的接收探头(3)、高压稳压电源(4)、低压电源(5)、线性脉冲放大器(6)、定标器(7)、幅度鉴别器(8)、线性计数率电路(9)均为现有技术中实施方案之一，它们与同位素X光源(1)构成分选识别仪(10)。前述中提到的单道脉冲分析器和线性率表也是已有技术，作为替选方案，这里不予介绍。图4中的低压电源(5)是一种对称式正负稳压直流电源电路，可根据本发明的要求制作各种多输出低压电源。
图1反映本发明的整体结构。在用于煤矸石分选机中实施煤矸石分选过程中，同位素X光源(1)发出的X光束，穿过颗粒原煤(2)被减弱一部分后射入接收探头(3)，通过光电转换部件在接收探头(3)的串接式怀特跟随器输出端(26)输出计数率不同的两列负脉冲，计数率低的负脉冲序列是矸石颗粒流产生的，另一列是煤颗粒流产生的，两列脉冲序列同时输入线性脉冲放大器(6)放大、反相，经由幅度鉴别器(8)或单道脉冲分析器去掉噪声干扰，再输入到线性计数率电路(9)或线性率表，煤颗粒流产生的计数率高的负脉冲序列在线性计数率电路(9)或线性率表的积分器输出端(17)形成一列高电位，矸石颗粒流产生的负脉冲序列在积分器输出端形成一列低电位，这两列高低不同的电位在时间上互相错开，合成一个新的脉冲序列，该脉冲序列输入到多脉冲延时装置(11)的输入同步计数器输入端(16)进行延时，从多脉冲延时装置(11)的输出与非门输出端(15)输出，加到脉冲启停控制电路(12)的输入端(14)上，与矸石颗粒流对应的脉冲序列底部使大功率管T2导通，T2集电极(13)通电，高速气阀吸引线圈L通电，高速气阀开启，压缩空气排除矸石；与煤颗粒流对应的脉冲序列顶部不触发脉冲启停控制电路(12)，T2截止，线圈L不通电，高速气阀保持封闭状态，煤颗粒流自由走出煤矸石分选机终端，实现矸石颗粒流产生的脉冲自控颗粒原煤(2)分选。
本发明在操作使用中，首先要将独立供电系统预热10分钟，调节高压稳压电源(4)的输出控制旋钮，将高压输出值调节到适当数值；打开同位素X光源(1)的出口，用定标器(7)检验和校准各部件的工作参数后，本发明即可投入使用；当颗粒原煤停止供应时，同位素X光源(1)的出口被关闭，逐步降低并断开高压稳压电源(4)的高压输出，关闭本发明的电源，全过程终止。
按图8，由线性计数率电路(9)的积分器输出端(17)上输出一个脉冲序列，至如图9所示的多脉冲延时装置(11)的输入同步计数器的输入端(16)，进行多脉冲延时。输入同步计数器(11—1)和BCD译码器(11—2)构成脉冲序列变换电路，可将输入的脉冲信号序列变换成一列在BCD译码器(11—2)的各输出端并行输出的脉冲，再送到与各自对应的单脉冲延时电路进行延时后，以原输入脉冲信号序列形式由联组与非门(11—11)和输出与非门(11—12)输出一个延时脉冲信号序列。其中每一路单脉冲延时电路都分别由输入反相器(11—3)、后沿D触发器(11—4)、前沿D触发器(11—5)、后沿延时同步计数器(11—6)、前沿延时同步计数器(11—7)、时钟脉冲发生器(11—8)、前沿延时反相器(11—9)和后沿延时反相器(11—10)构成，BCD译码器(11—2)的每一输出端分别与各路单脉冲延时电路中的输入反相器(11—3)的输入端及前沿D触发器(11—5)的输入端连接。多脉冲延时装置(11)具有延时精度高、灵敏度高、稳定性好等优点，从而使本发明的控制性能得到改善和加强。
图10是脉冲启停控制电路(12)的一个实施例。由多脉冲延时装置(11)的输出与非门输出端(15)输出一个延时脉冲，加到图10中的输入端(14)。输入端(14)接输入电阻R2再与集成运算放大器(12—1)同相端相连，反相端到地之间串联平衡电阻R1和平衡稳压管D1，R1与D1的接点到电源正极之间接平衡分压电阻R3，集成运算放大器(12—1)输出端到T1之间依次串联稳压限流电阻R5、非门(12—2)、功率限流电阻R6，R5与非门(12—2)的接点A到同相端之间跨接反馈电阻R4，接点A到地之间依次正极相对地串联负输出稳压管D2和正输出稳压管D3，线圈L的一端接直流电源正极，另一端接T1、T2的集电极(13)，T1和T2均为WPW型三极管。当同相端的输入电位低于反相端的平衡电位时，集成运算放大器(12—1)输出端输出负电压，经非门(12—2)反相，使T2导通，线圈L通电，则高速气阀开启；当同相端的输入电位高于反相端的平衡电位时，集成运算放大器(12—1)输出端输出正电压，经非门(12—2)反相，使T2截止，线圈L不通电，则高速气阀保持封闭状态。脉冲启停控制电路(12)的灵敏度高、稳定性好，有利于煤矸石分选机提高排矸率和精煤质量。
与现有技术比较，本发明有如下优点：
1、分选效率高、精度高。本发明采用多脉冲延时装置，既保证了延时长短的高精度，又保证延时时间可以大于脉冲的重复周期，显著地提高了本发明的分选效率，并不会在遇到密集的矸石或杂质颗粒流时使各个单个单脉冲之间的延时发生叠加现象而降低排矸率，用于煤矸石分选可提高排矸率。
2、稳定性高。本发明采用同位素X光源，寿命长，稳定性好，只需正常使用和维护，可保持长期稳定。
3、电耗低。本发明使用的是无动力型同位素X光源，不消耗任何电力就能得到强度稳定的X光束，从而降低物料分选成本。
本发明适用于各种矿物颗粒和物料颗粒分选机，以排除颗粒杂质，提高矿物颗粒的品位和物料颗粒的纯度，提高分选效率，例如煤与矸石分选，铁矿石与废矿石分选，谷物与石粒分选等等。本发明尤其适用于煤矸石分选机，大幅度提高排矸效率、分选精度及稳定性。
Claims (2)
1、一种物料分选装置的电子脉冲信号控制系统，其特征在于它由分选识别仪(10)、多脉冲延时装置(11)和脉冲启停控制电路(12)串联构成，其中：
(A)分选识别仪由同位素X光源(1)、接收探头(3)、高压稳压电源(4)、低压电源(5)、线性脉冲放大器(6)、定标器(7)、幅度鉴别器(8)、线性计数率电路(9)构成，同位素X光源(1)和接收探头(3)相对布置，接收探头(3)中的串接式怀特跟随器输出端(26)与线性脉冲放大器(6)的输入端(23)相连，线性脉冲放大器(6)输出端(22)分别与定标器(7)输入电路倒相器输入端(21)、幅度鉴别器(8)输入端(20)相连，幅度鉴别器(8)输出端(19)与线性计数率电路(9)输入端(18)相连，高压稳压电源(4)与接收探头(3)相连；
(B)、多脉冲延时装置(11)由输入同步计数器、BCD译码器、联组与非门、输出与非门和多路单脉冲延时电路构成，输入同步计数器的各个输出端与BCD译码器的输入端对应连接，BCD译码器的每一输出端分别与各路单脉冲延时电路相连，各单脉冲延时电路输出端和联组与非门相连，各联组与非门输出端和输出与非门输入端相连；
(C)、脉冲启停控制电路(12)包括集成运算放大器、小功率管T1、大功率管T2和高速气阀吸引线圈L、以集成运算放大器的同相端和反相端，取其中一端接电阻R2作为延时脉冲输入端(14)，取另一端由电阻R1和稳压管D1串联并接地，R1和D1的接点与低压电源(5)正极之间接R3，集成运算放大器输出端串联R5后，再由集成运算放大器同相端跨接反馈电阻R4，R5与R6串联后再接T1基极，T1和T2集电极接线圈L一端，L的另一端接低压电源(5)，T2的发射极接地；由输入的延时脉冲控制线圈L通电或不通电；
(D)、线性计数率电路(9)中积分器输出端(17)与多脉冲延时装置(11)中输入同步计数器输入端(16)相连，多脉冲延时装置(11)中输出与非门输出端(15)和脉冲启停控制电路(12)中脉冲输入端(14)相连，低压电源(5)输出端(24)分别与接收探头(3)、高压稳压电源(4)、线性脉冲放大器(6)、定标器(7)、幅度鉴别器(8)、线性计数率电路(9)、多脉冲延时装置(11)、脉冲启停控制电路(12)连接并提供直流电源，高压稳压电源(4)与接收探头(3)相连；
(E)、同位素X光源(1)发出的X光束，被物料(2)减弱一部分后射入接收探头(3)，通过其中的光电转换部件在串接式怀特跟随器输出端(26)，输出计数率不同的二列负脉冲序列，二列负脉冲同时进入线性脉冲放大器(6)放大、反相后，输入到幅度鉴别器(8)，滤除噪声干扰，再输入到线性计数率电路(9)，经其中的积分器积分合成后，与物料对应的计数率高的脉冲序列在积分器输出端(17)形成一列高电位，与物料杂质对应的计数率低的脉冲序列在积分器输出端(17)形成一列低电位，这两列高低不同的电位在时间上互相错开，二者就合成一个新的脉冲序列，该脉冲序列被输送到多脉冲延时装置(11)输入同步计数器输入端(16)进行延时，从多脉冲延时装置(11)输出与非门输出端(15)输出，加到脉冲启停控制电路(12)输入端(14)，与物料杂质对应的脉冲序列底部使大功率管T2导通，T2集电极(13)通电，线圈L通电，高速气阀打开，压缩空气排除物料杂质，与物料对应的脉冲序列顶部不触发脉冲启停控制电路(12)，高速气阀不打开，物料自由离开，实现物料与杂质的分选。
2、根据权利要求1所述的电子脉冲信号控制系统，其特征在于幅度鉴别器(8)可由单道脉冲分析器替代，线性计数率电路(9)可由线性率表替代。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 94113312 CN1125860A (zh) | 1994-12-30 | 1994-12-30 | 物料分选装置的电子脉冲信号控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 94113312 CN1125860A (zh) | 1994-12-30 | 1994-12-30 | 物料分选装置的电子脉冲信号控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1125860A true CN1125860A (zh) | 1996-07-03 |
Family
ID=5036671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 94113312 Pending CN1125860A (zh) | 1994-12-30 | 1994-12-30 | 物料分选装置的电子脉冲信号控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1125860A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106959643A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-07-18 | 杭州电子科技大学 | 一种基于fpga的高速气阀双复合控制的方法 |
-
1994
- 1994-12-30 CN CN 94113312 patent/CN1125860A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106959643A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-07-18 | 杭州电子科技大学 | 一种基于fpga的高速气阀双复合控制的方法 |
| CN106959643B (zh) * | 2017-04-20 | 2019-05-14 | 杭州电子科技大学 | 一种基于fpga的高速气阀双复合控制的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |