RU2006046C1 - Device for measurement of magnetic sensing of ore materials - Google Patents
Device for measurement of magnetic sensing of ore materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2006046C1 RU2006046C1 SU5033771A RU2006046C1 RU 2006046 C1 RU2006046 C1 RU 2006046C1 SU 5033771 A SU5033771 A SU 5033771A RU 2006046 C1 RU2006046 C1 RU 2006046C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- signal
- induction probe
- pulse
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля качества железорудного сырья по магнитной восприимчивости в конвейерных потоках. The invention relates to measuring equipment and can be used to control the quality of iron ore raw materials by magnetic susceptibility in conveyor streams.
Известно устройство для измерения магнитной восприимчивости рудных материалов, содержащее индукционный зонд - общий признак с предложенным устройством. На основе этого изобретения-аналога разработан датчик магнитной восприимчивости МВ-3, изготовляемой серийно ОПТП "Уралчерметавтоматика". A device for measuring the magnetic susceptibility of ore materials containing an induction probe is a common feature with the proposed device. Based on this analogue invention, a magnetic susceptibility sensor MV-3 was developed, which is manufactured commercially by the Uralchermetavtomatika OPTP.
Недостатком этого известного устройства-аналога является недостаточная точность измерения магнитной восприимчивости, связанная с нестабильностью нулевого сигнала на выходе датчика. Изменения нулевого сигнала возникают, в основном, из-за изменений температуры окружающей среды. The disadvantage of this known analog device is the lack of accuracy in measuring the magnetic susceptibility associated with the instability of the zero signal at the output of the sensor. Changes to the zero signal occur mainly due to changes in the ambient temperature.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для измерения магнитной восприимчивости рудных материалов, содержащее индукционный зонд - общий признак с предложенным устройством. The closest technical solution to the proposed one is a device for measuring the magnetic susceptibility of ore materials containing an induction probe - a common feature with the proposed device.
Недостатком этого известного устройства-прототипа является недостаточная точность измерения магнитной восприимчивости рудных материалов, связанная с недостаточной точностью корректировки нулевого сигнала, что имеет место в связи с тем, что при работе устройства в режиме автоматической корректировки нулевого сигнала на пустой конвейерной ленте могут находиться отдельные мелкие кусочки рудного материала, создающие некоторый переменный фоновый уровень, причем устройство компенсирует этот средний фоновый уровень, что не совсем правильно. На самом деле нужно компенсировать не средний уровень этого сигнала, а минимальное значение этого сигнала, которое не несет информации о случайно оставшихся на конвейерной ленте мелких кусках руды. The disadvantage of this known prototype device is the lack of accuracy in measuring the magnetic susceptibility of ore materials, associated with insufficient accuracy of zero signal correction, which is due to the fact that when the device is in automatic zero signal correction mode, there may be separate small pieces on an empty conveyor belt ore material, creating some variable background level, and the device compensates for this average background level, which is not quite right no. In fact, it is not the average level of this signal that needs to be compensated, but the minimum value of this signal, which does not carry information about small pieces of ore accidentally remaining on the conveyor belt.
Цель изобретения - повышение точности измерения магнитной восприимчивости. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring magnetic susceptibility.
Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения магнитной восприимчивости рудных материалов, содержащее индукционный зонд, генератор импульсов, снабжено сумматором, датчиком движения рудного материала, двумя задатчиками напряжения, блоком дифференцирования, двумя компараторами, двумя счетчиками импульсов, двумя элементами И-НЕ, триггером, интегрирующей RC-цепочкой, реверсивным счетчиком, цифроаналоговым преобразователем, при этом, индукционный зонд через последовательности соединенные сумматор и интегрирующую цепочку подключен к выходной шине устройства, выход сумматора подключен через блок дифференцирования к первому входу первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого компаратора, первый вход которого соединен с выходной шиной устройства, с первым входом второго компаратора, вторые входы компараторов соединены с выходами соответствующих задатчиков напряжения, датчик движения конвейера соединен с третьим входом элемента И-НЕ, выход которого подключен к входам сброса триггера и двух счетчиков импульсов, выход генератора импульсов подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика импульсов и с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к второму входу второго элемента И-НЕ и к счетному входу реверсивного счетчика, вход управления которого соединен с выходом триггера, вход установки которого подключен к выходу второго компаратора, выход второго элемента И-НЕ соединен с четвертым входом первого элемента И-НЕ, выходы реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом сумматора. This goal is achieved by the fact that the device for measuring the magnetic susceptibility of ore materials, containing an induction probe, a pulse generator, is equipped with an adder, an ore material motion sensor, two voltage adjusters, a differentiation unit, two comparators, two pulse counters, two AND-NOT elements, a trigger integrating an RC chain, a reversible counter, a digital-to-analog converter, and the induction probe through the sequences connected by an adder and an integrating chain Connected to the output bus of the device, the output of the adder is connected via a differentiation unit to the first input of the first NAND element, the second input of which is connected to the output of the first comparator, the first input of which is connected to the output bus of the device, with the first input of the second comparator, the second inputs of the comparators are connected to the outputs of the respective voltage adjusters, the conveyor motion sensor is connected to the third input of the AND-NOT element, the output of which is connected to the reset inputs of the trigger and two pulse counters, the output of the generator is imp LSS is connected to the counting input of the first pulse counter, the output of which is connected to the counting input of the second pulse counter and to the first input of the second AND-NOT element, the second input of which is connected to the second input of the second AND-NOT element and to the counting input of the reverse counter, the control input of which connected to the trigger output, the installation input of which is connected to the output of the second comparator, the output of the second AND-NOT element is connected to the fourth input of the first AND-NOT element, the outputs of the reverse counter are connected to the corresponding inputs am analog converter whose output is connected to a second input of the adder.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства; на фиг. 3 - схема индукционного зонда. In FIG. 1 shows a schematic diagram of a device; in FIG. 2 is a timing diagram of the operation of the device; in FIG. 3 is a diagram of an induction probe.
Устройство для измерения магнитной восприимчивости рудных материалов содержит (см. фиг. 1): индукционный зонд 1, датчик движения конвейера 2, сумматор 3, первый 4 и второй 5 задатчики напряжения, генератор импульсов 6, интегрирующая RC-цепь (демпфер) 7, блок дифференцирования 8, первый 9 и второй 10 счетчики импульсов, первый 11 и второй 12 компараторы (элементы сравнения), первый 13 и второй 14 элементы И-НЕ, триггер 15, реверсивный счетчик 16, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 17, выходная шина устройства 18. A device for measuring the magnetic susceptibility of ore materials contains (see Fig. 1): induction probe 1,
На временной диаграмме фиг. 2 показано:
а) пример измерения аналогового напряжения на выходе индукционного зонда 1; б) сигнал на выходе сумматора 3; с) сигнал на выходе элемента И-НЕ 13; д) сигнал на выходе счетчика импульсов 10; е) сигнал на выходе триггера 15 и на входе управления реверсивного счетчика 16.In the timing diagram of FIG. 2 shows:
a) an example of measuring the analog voltage at the output of the induction probe 1; b) the signal at the output of the
Используемый в устройстве на фиг. 1 индукционный зонд 1 содержит (см. фиг. 3): намагничивающая катушка 31, компенсационная катушка 32, первая 33 и вторая 34 приемные катушки, резистор 35, конденсатор 36, генератор синусоидального тока 37, усилитель 38, синхронный детектор 39, фазовращатель 40, выходная шина индукционного зонда 41. Used in the device of FIG. 1, the induction probe 1 contains (see Fig. 3): a
Устройство для измерения магнитной восприимчивости рудных материалов (см. фиг. 1) работает следующим образом. A device for measuring the magnetic susceptibility of ore materials (see Fig. 1) works as follows.
Индукционный зон 1 устанавливается под конвейерной лентой, на его выходе формируется сигнал 19 (см. фиг. 2а), несущий информацию о магнитной восприимчивости рудного материала на конвейерной ленте. Этот сигнал через сумматор 3 и дифференцирующую цепочку 7 проходит на выходную шину 18 устройства. На второй вход сумматора 3 с выхода ЦАП 17 подается некоторый уровень напряжения Uк. на выходе сумматора 3 формируется сигнал 20, являющийся разностью сигнала 19 и сигнала Uк.Induction zones 1 is installed under the conveyor belt, a signal 19 is generated at its output (see Fig. 2a), which carries information about the magnetic susceptibility of ore material on the conveyor belt. This signal through the
В отсутствие рудного материала на ленте конвейера на выходе индукционного зонда 1 и на выходной шине 18 имеется нулевой уровень сигнала. Вследствие температурных изменений, по ряду других причин имеется уход нулевого сигнала от нулевого значения, в результате чего при измерениях магнитной восприимчивости в результате измерения вносится погрешность. Необходимо автоматически корректировать нулевой сигнал. In the absence of ore material on the conveyor belt at the output of the induction probe 1 and on the output bus 18 there is a zero signal level. Due to temperature changes, for a number of other reasons, there is a departure of the zero signal from the zero value, as a result of which an error is introduced in the measurements of magnetic susceptibility as a result of the measurement. It is necessary to automatically adjust the zero signal.
Если на конвейерной ленте имеется рудный материал, то выходной сигнал индукционного зонда 1 и выходной сигнал на выходной шине 18 превышает некоторое заданное пороговое значение Uп (см. фиг. 2б), при этом корректировка нулевого сигнала невозможна. В схеме на фиг. 1 на выходе элемента И-НЕ 13 имеется высокий уровень напряжения - импульс 21 (см. фиг. 2, в). Этот уровень напряжения подается на входы сброса R-триггера 15 и счетчиков 9 и 10, в результате чего счетчики 9 и 10 не воспринимают импульсы от генератора 6 и находятся в исходном состоянии.If there is ore material on the conveyor belt, then the output signal of the induction probe 1 and the output signal on the output bus 18 exceeds a certain predetermined threshold value U p (see Fig. 2b), while the correction of the zero signal is impossible. In the circuit of FIG. 1 at the output of the AND-
В момент уменьшения напряжения 20 на выходе сумматора 3 ниже значения Uп 9см. фиг. 2б), на выходе элемента И-НЕ 13 формируется нулевой сигнал (см. фиг. 2, в), причем сравнение напряжения Uп с напряжением 20 на выходе сумматора 3 осуществляет компаратор 11. Напряжение Uп задается задатчиком напряжения 4. Если напряжение 20 меньше напряжения Uп, то на выходе компаратора 11 формируется сигнал 1. Такие же сигналы 1 имеются на выходе датчика движения конвейера 2 (конвейер движется), блока дифференцирования 8 и элемента И-НЕ 14.At the time of decreasing
Таким образом, по спаду импульса 21 (см. фиг. 2с) снимается сигнал 1 со входов сброса триггера 15 и счетчиков импульсов 9 и 10. Счетчики 9 и 10 начинают воспринимать подаваемые на вход счетчика 9 от генератора 6 импульсы и через время Т1 на выходе счетчика 10 сформируется фронт импульса 22, при этом на выходе счетчика 9 имеется нулевой сигнал, а на выходе элемента И-НЕ 14 - сигнал 1. Импульс 22 поступает на счетный вход реверсивного счетчика 16 и увеличивает записанное в нем число на единицу, в результате чего увеличивается абсолютное значение напряжения на выходе ЦАП 17, а напряжение 20 на выходе сумматора 3 уменьшается скачком (от точки 23 до точки 24) и приближается к нулевому уровню Uо. Напряжение Uо задается равным нулю, или несколько большим нуля - последнее при однополярном исполнении устройства, когда напряжение или ток на выходной шине не могут быть биполярными.Thus, according to the decay of pulse 21 (see Fig. 2c), signal 1 is taken from the reset inputs of trigger 15 and pulse counters 9 and 10. Counters 9 and 10 begin to perceive the pulses supplied to the input of counter 9 from generator 6 and after a time T 1 to at the output of counter 10, a pulse front 22 is formed, while at the output of counter 9 there is a zero signal, and at the output of the AND-NOT 14 element, signal 1. Impulse 22 is supplied to the counting input of the counter 16 and increases the number written in it by one, resulting which increases the absolute value of the voltage at During the DAC 17 and the
Таким образом, в результате действия импульса 22 нулевой уровень напряжения приблизился к значению Uо.Thus, as a result of the action of the pulse 22, the zero voltage level approached the value of U about .
В момент формирования фронта импульса 22 на выходе счетчика 9 имеется сигнал 0, поэтому на выходе элемента И-НЕ 14 имеется сигнал 1. счетчик 9 продолжает воспринимать импульсы от генератора 6 и через некоторое время, равное длительности импульса 22, на его выходе формируется сигнал 1, при этом на выходе элемента И-НЕ 14 формируется сигнал 0, а на выходе элемента И-НЕ 13 - импульс 25. Импульс 25 сбрасывает счетчики 9 и 10 в состояние 0. Таким образом, длительность импульса 22 определяется емкостью счетчика 9. At the moment of the formation of the pulse front 22, there is a signal 0 at the output of the counter 9, so there is a signal 1 at the output of the NAND 14 element. The counter 9 continues to receive pulses from the generator 6 and after a while, equal to the pulse duration 22, a signal 1 is generated , while the signal 0 is generated at the output of the AND-NOT 14 element, and the
Длительность импульса 22 - это задержка, необходимая для отработки интегрирующей цепочкой скачка напряжения 23-24 на выходе сумматора 3, с тем, чтобы этот скачок не смог переключить триггер 15 в следующий интервал времени Т2. Если скачок напряжения таков, что напряжение на выходе сумматора 3 и на выходе цепочки 7 уменьшается ниже значения Uо, то на выходе компаратора 12 сформируется импульс, который переключит триггер 15 в состояние 1. Длительность импульса обеспечивает невозможность переключения этого триггера в следующий интервал времени Т2 из-за действия скачка напряжения в предыдущий интервал времени Т1. Скачок напряжения в этом случае может переключить триггер только в текущий момент времени Т1, уже после того, как реверсивный счетчик 16 зафиксировал импульс 22.The pulse duration 22 is the delay necessary for the integrating circuit to develop a voltage jump 23-24 at the output of the
Через время Т2 после действия фронта импульса 22 на выходе счетчика 10 формируется фронт импульса 26.After time T 2 after the action of the front of the pulse 22 at the output of the counter 10, the front of the
Если за интервал времени Т2 нулевой уровень на выходе сумматора 3 (см. фиг. 2б) изменялся так, что в течение некоторого времени был ниже уровня Uо, то это означает, что нулевой уровень устройства действительно ниже значения Uо, а то, что в этот интервал времени нулевой уровень превышал значение Uо - то это означает, что в это время на ленте имелось небольшое количество рудного материала. Сравнение нулевого уровня на выходе сумматора с заданным напряжением Uо осуществляет второй компаратор 12. Если напряжение на выходе сумматора 3 меньше значения Uо, то на выходе компаратора 12 формируется сигнал 1, который переключает триггер 15 в состояние 1, - на выходе триггера формируется импульс 27 (см. фиг. 2е). На входе реверсивного счетчика 16 устанавливается сигнал 1, означающий перевод счетчика в режим вычитания импульсов. Импульс 26 поступает на счетчик 16 и уменьшает записанное в нем число на единицу, напряжение на выходе сумматора 3 увеличивается - от точки 28 до точки 29 - приближая истинное текущее значение нулевого сигнала (точка 30) к заданному значению Uо.If during the time interval T 2 the zero level at the output of the adder 3 (see Fig. 2b) was changed so that for some time it was below the level U о , then this means that the zero level of the device is really lower than the value U о , otherwise that at this time interval the zero level exceeded the value of U о - this means that at that time there was a small amount of ore material on the tape. The
Таким образом, в предложенном устройстве компенсируется на средний уровень изменяющегося нулевого сигнала, а минимальные значения этого уровня, которые не несут в себе информации о случайно оставшихся на конвейерной ленте мелких кусках руды. Именно в этом и состоит преимущество данного устройства над устройством-прототипом. Thus, in the proposed device is compensated for the average level of the changing zero signal, and the minimum values of this level, which do not carry information about randomly remained on the conveyor belt small pieces of ore. This is precisely the advantage of this device over the prototype device.
Напряжение на выходе индукционного зонда и, следовательно, на выходе сумматора 4, имеет весьма существенную пульсацию, связанную, в основном, с частными изменениями магнитной восприимчивости рудного материала и с неоднородностью рудного материала. На выходе сумматора 3 установлена интегрирующая цепь 7, сглаживающая эти пульсации, - происходит замена мгновенных значений магнитной восприимчивости средними значениями по определенному интервалу времени (примерно 1-2 с). The voltage at the output of the induction probe and, therefore, at the output of the adder 4, has a very significant ripple, associated mainly with partial changes in the magnetic susceptibility of the ore material and with the heterogeneity of the ore material. An
Демпфирование выходного сигнала введено в связи с необходимостью автоматической коррекции нулевого сигнала. Демпфирование нулевого сигнала уменьшает его зависимость от влияния отдельных мелких кусков руды, оставшихся на конвейерной ленте. Демпфирование усредняет нулевой сигнал. The damping of the output signal is introduced due to the need for automatic correction of the zero signal. Damping of the zero signal reduces its dependence on the influence of individual small pieces of ore remaining on the conveyor belt. Damping averages the zero signal.
Что же касается крупных кусков руды, случайно попадающих на конвейерную ленту во время коррекции нулевого сигнала, то из-за каждого такого куска на выходе блока дифференцирования 8 формируется инверсный импульс, который формирует импульс на выходе элемента И-НЕ 13, сбрасывающий счетчики импульсов 9, 10 и триггер 15 в исходное состояние. Таким образом, при появлении на конвейерной ленте крупного куска корректировка нулевого сигнала прекращается и возобновляется снова, после выноса куска руды из зоны действия индукционного зонда 1. As for large pieces of ore that accidentally hit the conveyor belt during the correction of the zero signal, then because of each such piece an inverse pulse is generated at the output of the differentiation unit 8, which generates a pulse at the output of the AND-
Корректировка нулевого сигнала прекращается при остановке конвейера, поскольку, при этом, в зоне действия индукционного зонда в течение времени Т1 могут находиться мелкие куски руды, которые при остановленном конвейере исказят нулевой сигнал.Correction of the zero signal stops when the conveyor stops, because, in this case, small pieces of ore can be in the zone of operation of the induction probe during time T 1 , which, when the conveyor is stopped, will distort the zero signal.
На фиг. 3 представлена принципиальная схема индукционного зонда 1, использующегося в предложенном устройстве. Индукционный зонд содержит намагничивающую 31, компенсационную 32 и две приемные 33, 34 катушки, резистор 36, генератор синусоидального тока 37, резонансный усилитель 38, синхронный детектор 39, фазовращатель 40 и выходную шину 41. In FIG. 3 presents a schematic diagram of an induction probe 1 used in the proposed device. The induction probe contains a magnetizing 31, a
Генератор 37 создает в катушках 31 и 32 синусоидальный ток, на катушках 33 и 34 наводятся ЭДС. На входе усилителя 38 в отсутствие рудного материала имеется нулевой сигнал, поскольку катушки 31 и 32 включены последовательно-согласно, а катушки 33 и 34 - последовательно-встречно. При установке зонда под поверхностью рудного материала на выходе 41 синхронного детектора 39 формируется аналоговый сигнал, значение которого пропорционально магнитной восприимчивости рудного материала. The
Рассмотренный индукционный зонд используется в серийно выпускаемых ОПТП "Уралчерметавтоматика" датчиках магнитной восприимчивости конвейерных индукционных МВ-3. The considered induction probe is used in commercially available OPTP Uralchermetavtomatika magnetic susceptibility sensors of conveyor induction MV-3.
Техническим преимуществом предложенного устройства по сравнению с устройством-прототипом является повышение точности измерения магнитной восприимчивости вследствие повышения точности автоматической корректировки нулевого сигнала. Повышение точности корректировки нулевого сигнала происходит потому, что в данном техническом решении корректировка нулевого сигнала выполняется по его минимальному значению, которое не несет информации о случайно оставшихся на конвейерной ленте мелких кусках руды и рудной пыли. (56) Авторское свидетельство СССР N 1019387, кл. G 01 V 3/11, 1979. The technical advantage of the proposed device compared to the prototype device is to increase the accuracy of measuring the magnetic susceptibility due to increased accuracy of automatic correction of the zero signal. Improving the accuracy of the correction of the zero signal occurs because in this technical solution, the correction of the zero signal is performed according to its minimum value, which does not carry information about small pieces of ore and ore dust accidentally remaining on the conveyor belt. (56) Copyright certificate of the USSR N 1019387, cl. G 01
Горный журнал, 1987, N 2, с. 31-35. Mountain Journal, 1987,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5033771 RU2006046C1 (en) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | Device for measurement of magnetic sensing of ore materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5033771 RU2006046C1 (en) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | Device for measurement of magnetic sensing of ore materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006046C1 true RU2006046C1 (en) | 1994-01-15 |
Family
ID=21600055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5033771 RU2006046C1 (en) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | Device for measurement of magnetic sensing of ore materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2006046C1 (en) |
-
1992
- 1992-02-03 RU SU5033771 patent/RU2006046C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5278555A (en) | Single inductive sensor vehicle detection and speed measurement | |
EP0633455B1 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
US4503395A (en) | Method and circuit arrangement for measuring a magnetic field | |
JPH0366619B2 (en) | ||
CA2043839A1 (en) | Method for measuring a length and electronic slide caliper | |
US3610908A (en) | Electronic integrator system | |
US4549623A (en) | Apparatus for automatically monitoring a constant current source in a measuring instrument | |
KR920009184A (en) | Synchronization circuit | |
RU2006046C1 (en) | Device for measurement of magnetic sensing of ore materials | |
US4922189A (en) | Electric power measuring devices | |
CA2069394A1 (en) | Vehicle detector with environmental adaptation | |
US3745556A (en) | Analogue to digital converter | |
EP0506444B1 (en) | Electronic balance | |
SU1126888A1 (en) | Method of measuring periodic signal constant component | |
FR2344816A1 (en) | Consective values recording device - has comparator detecting signal crossings of reference steps, and changes steps at each crossing | |
JP2840406B2 (en) | Error signal generator | |
SU379884A1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE INDUCTION OF WEAK CONSTANT MAGNETIC FIELDS | |
USRE28833E (en) | Analogue to digital converter | |
SU1093961A1 (en) | Device for inspecting ferromagnetic articles | |
SU757993A1 (en) | Device for measuring sinusoidal voltage amplitude | |
SU716010A1 (en) | Linear stator testing apparatus | |
SU759981A1 (en) | Digital ohmmeter | |
SU813216A1 (en) | Device for measuring carbon concentration in liquid metal | |
SU760005A1 (en) | Device for measuring and monitoring permanent magnet parameters | |
SU901850A1 (en) | Device for measuring temperature of rotating object |