RU2632265C2 - Device for operational treatment of magnetite ores - Google Patents
Device for operational treatment of magnetite ores Download PDFInfo
- Publication number
- RU2632265C2 RU2632265C2 RU2016111578A RU2016111578A RU2632265C2 RU 2632265 C2 RU2632265 C2 RU 2632265C2 RU 2016111578 A RU2016111578 A RU 2016111578A RU 2016111578 A RU2016111578 A RU 2016111578A RU 2632265 C2 RU2632265 C2 RU 2632265C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator
- probe
- coil
- compensation
- magnetite ores
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/15—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for use during transport, e.g. by a person, vehicle or boat
- G01V3/165—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for use during transport, e.g. by a person, vehicle or boat operating with magnetic or electric fields produced or modified by the object or by the detecting device
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Устройство для оперативного опробования магнетитовых рудDevice for operational testing of magnetite ores
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения магнитной восприимчивости магнетитовых руд при оперативном опробовании стенок горных выработок, а также для оценки качества рудной массы в навалах, вагонетках и на самосвалах.The invention relates to the field of non-destructive testing and can be used to measure the magnetic susceptibility of magnetite ores during operational testing of the walls of mine workings, as well as to assess the quality of the ore mass in bulk, trolleys and dump trucks.
Известен рудничный измеритель магнитного влияния среды РИМВ-3, предназначенный для геофизических исследований и оценки качества магнетитовых руд при измерениях в скважинах, на стенках горных выработок, рудной массы в навалах, вагонетках и самосвалах, а также при исследовании порошковых проб (см. Каталог геофизической аппаратуры. - М.: Недра, 2005. Перечень геофизической аппаратуры, выпускаемой ГНПП «Геологоразведка». Наземная аппаратура для магнитных исследований). Прибор РИМВ-3 возбуждает электромагнитное поле и измеряет его напряженность с помощью индукционного преобразователя, генераторная катушка которого подключена к источнику низкочастотного напряжения, а измерительная катушка - к вторичному электронному преобразователю. Работа данного прибора основана на возбуждении электромагнитного поля в объеме исследуемого пространства и измерении относительного изменения магнитной составляющей напряженности этого поля в зависимости от изменения магнитных свойств исследуемой среды. Под воздействием электромагнитного поля в измерительной катушке наводится ЭДС, значение которой максимально при расположении индукционного преобразователя (зонда) в немагнитной среде (в воздухе) и понижается при увеличении магнитной восприимчивости горной породы или руды. Приращение ЭДС измерительной катушки зонда зависит от количественного содержания магнитного компонента в контролируемой среде. Для опробования в навалах горной массы и на самосвалах с железорудной породой используется индукционный зонд с соосно расположенными генераторной и приемной катушками, которые удалены друг от друга на расстояние около 0,5 м.A well-known RIMV-3 mine measuring magnetic effect medium is designed for geophysical studies and assessing the quality of magnetite ores when measuring in wells, on the walls of mine workings, ore mass in bulk, trolleys and dump trucks, as well as in the study of powder samples (see. Catalog of geophysical equipment . - M.: Nedra, 2005. The list of geophysical equipment produced by GNPP "Geological exploration. Ground-based equipment for magnetic research). The RIMV-3 device excites an electromagnetic field and measures its intensity using an induction converter, the generator coil of which is connected to a low-frequency voltage source, and the measuring coil is connected to a secondary electronic converter. The operation of this device is based on the excitation of an electromagnetic field in the volume of the space under study and the measurement of the relative change in the magnetic component of the intensity of this field depending on the change in the magnetic properties of the medium under study. Under the influence of an electromagnetic field, an EMF is induced in the measuring coil, the value of which is maximum when the induction transducer (probe) is located in a non-magnetic medium (in air) and decreases with increasing magnetic susceptibility of the rock or ore. The increment of the EMF of the measuring coil of the probe depends on the quantitative content of the magnetic component in the controlled medium. For testing in bulk rock and dump trucks with iron ore, an induction probe is used with coaxially located generator and receiving coils, which are about 0.5 m apart from each other.
Недостатком прибора РИМВ-3 является невысокая точность и низкая чувствительность измерений, обусловленная зависимостью его показаний от неровностей поверхности и расстояния до исследуемой среды.The disadvantage of the RIMV-3 device is its low accuracy and low sensitivity of measurements, due to the dependence of its readings on surface irregularities and the distance to the medium under study.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является устройство для опробования магнетитовых руд. В составе данного устройства применяется зонд, содержащий генераторную, приемную и две компенсационные катушки, размещенные на разных расстояниях от генераторной катушки. Оси всех катушек параллельны друг другу и расположены в одной плоскости перпендикулярно поверхности исследуемой среды. В устройстве также применяются генератор синусоидального напряжения, подключенный к генераторной катушке, два усилительно-преобразовательных блока, блок выделения наибольшего сигнала и регистратор. Приемная катушка зонда подключена между общей шиной и объединенными выводами двух компенсационных катушек, свободные выводы которых соединены соответственно с входами двух усилительно-преобразовательных блоков, а выходы этих блоков подключены к первому и второму входам блока выделения большего сигнала, выход которого соединен с регистратором, фиксирующим результаты контроля (см. патент №2006888, МПК G01V 3/165, G01V 3/18, опубл. 1994 г. ).The closest technical solution to the claimed invention is a device for testing magnetite ores. As part of this device, a probe is used that contains a generator, receiver and two compensation coils located at different distances from the generator coil. The axes of all coils are parallel to each other and are located in the same plane perpendicular to the surface of the medium under study. The device also uses a sinusoidal voltage generator connected to the generator coil, two amplifier-converter blocks, the largest signal extraction unit, and a recorder. The receiver coil of the probe is connected between the common bus and the combined terminals of two compensation coils, the free terminals of which are connected respectively to the inputs of two amplifier-converter blocks, and the outputs of these blocks are connected to the first and second inputs of the block for extracting a larger signal, the output of which is connected to a recorder recording the results control (see patent No. 20066888, IPC
Недостатками данного устройства является невысокая чувствительность, обусловленная слабым изменением амплитуды сигналов на приемной и компенсационных обмотках при изменении магнитной восприимчивости исследуемой среды, а также ограниченный диапазон допустимых отклонений ±Δh зонда от оптимального расстояния hопт до поверхности исследуемой среды.The disadvantages of this device are the low sensitivity due to a weak change in the amplitude of the signals at the receiving and compensation windings when the magnetic susceptibility of the medium under study changes, as well as a limited range of tolerances of the probe ± Δh from the optimal distance h opt to the surface of the medium under study.
В частности, при подаче синусоидального напряжения с частотой 1 кГц и амплитудой 50 В на генераторную катушку значение ЭДС на приемной и компенсационных катушках в воздушной среде составляет не более 20,5 мВ, т.е. примерно в 2400 раз меньше при одинаковом числе витков в генераторной и приемной катушках. При этом диапазон измеряемого напряжения не превышает нескольких милливольт, что практически ограничивает точность контроля магнитной восприимчивости из-за влияния инструментальных погрешностей прибора и воздействия внешних помех. Кроме того, на точность измерения влияет методическая погрешность, обусловленная волнообразной зависимостью чувствительности прибора от расстояния между зондом и исследуемой средой. В частности, при использовании зонда длиной lгп=100 см и погрешности от неровной поверхности среды и изменения высоты h между зондом и исследуемой средой в ±5% необходимо выдерживать оптимальное расстояние от зонда до поверхности среды hопт=77 см с допустимым отклонением Δh не более ±25 см.In particular, when a sinusoidal voltage with a frequency of 1 kHz and an amplitude of 50 V is applied to the generator coil, the EMF value at the receiving and compensation coils in the air is no more than 20.5 mV, i.e. approximately 2400 times less with the same number of turns in the generator and receiver coils. Moreover, the range of the measured voltage does not exceed several millivolts, which practically limits the accuracy of the magnetic susceptibility control due to the influence of instrumental errors of the device and the influence of external noise. In addition, the measurement accuracy is affected by the methodological error caused by the wave-like dependence of the sensitivity of the device on the distance between the probe and the medium under study. In particular, when using a probe with a length l gn = 100 cm and errors from an uneven surface of the medium and a change in height h between the probe and the test medium of ± 5%, it is necessary to maintain the optimal distance from the probe to the surface of the medium h opt = 77 cm with an allowable deviation Δh not more than ± 25 cm.
Задачей изобретения является создание устройства для оперативного опробования магнетитовых руд, позволяющего повысить чувствительность и точность устройства измерения магнитной восприимчивости при бесконтактном оперативном опробовании магнетитовых руд с увеличением допустимого диапазона расстояний от зонда до поверхности исследуемой среды.The objective of the invention is to provide a device for the operational testing of magnetite ores, which allows to increase the sensitivity and accuracy of the device for measuring magnetic susceptibility with non-contact operational testing of magnetite ores with an increase in the allowable range of distances from the probe to the surface of the medium under study.
Поставленная задача решается тем, что в устройство для оперативного опробования магнетитовых руд, содержащее генератор синусоидального напряжения, подключенный к генераторной катушке, приемную катушку, установленную между общей шиной и объединенными выводами двух компенсационных катушек, размещенных между генераторной и приемной катушками в одной плоскости перпендикулярно поверхности исследуемой среды, вторые выводы компенсационных катушек подключены к входам первого и второго усилительно-преобразовательных блоков, содержащие последовательно соединенные усилитель переменного напряжения, синхронный детектор и усилитель постоянного тока, и регистратор для вывода результатов контроля, дополнительно введены три конденсатора, подключенные соответственно параллельно приемной и двум компенсационным катушкам, ультразвуковой датчик и вычислительный блок. Выходы первого и второго усилительно-преобразовательных блоков подключены к первому и второму входам вычислительного блока, третий вход которого соединен с выходом ультразвукового датчика, а выход вычислительного блока подключен к регистратору.The problem is solved in that in a device for the operational testing of magnetite ores containing a sinusoidal voltage generator connected to a generator coil, a receiving coil installed between a common bus and the combined terminals of two compensation coils located between the generator and receiving coils in one plane perpendicular to the surface of the investigated environment, the second conclusions of the compensation coils are connected to the inputs of the first and second amplification-conversion blocks containing therefore coupled AC amplifier, synchronous detector and the DC amplifier, and a recorder for outputting test results, further administered three capacitors connected respectively in parallel and receiving the two compensation coils, ultrasonic transducer and computing unit. The outputs of the first and second amplification-conversion blocks are connected to the first and second inputs of the computing unit, the third input of which is connected to the output of the ultrasonic sensor, and the output of the computing unit is connected to the recorder.
Технический результат заключается в повышении чувствительности и точности устройства для оперативного опробования магнетитовых руд при бесконтактном измерении магнитной восприимчивости с увеличением допустимого диапазона расстояний от зонда до поверхности исследуемой среды.The technical result consists in increasing the sensitivity and accuracy of the device for the operational testing of magnetite ores with non-contact measurement of magnetic susceptibility with an increase in the allowable range of distances from the probe to the surface of the medium under study.
Структурная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.The structural diagram of the proposed device is shown in the drawing.
Устройство для оперативного опробования магнетитовых руд содержит генератор 1 синусоидального напряжения, к которому подключена генераторная катушка 2, первую компенсационную катушку 3 с первым конденсатором 4, вторую компенсационную катушку 5 со вторым конденсатором 6 и приемную катушку 7 с третьим конденсатором 8. Конструктивно все катушки размещены в зонде (на рисунке не показан) на разных расстояниях от генераторной катушки параллельно друг другу в одной плоскости перпендикулярно поверхности исследуемой среды. Один вывод обмотки приемной катушки 7 соединен с общей шиной 9, а другой подключен к объединенным первым выводам первой компенсационной катушки 3 и второй компенсационной катушки 5, которые включены встречно. Первый 10 и второй 11 усилительно-преобразовательные блоки выполнены по однотипной схеме и содержат усилители переменного напряжения 12 и 13, синхронные детекторы 14 и 15 и усилители постоянного тока 16 и 17. Управляющие входы синхронных детекторов 14 и 15 подключены к генератору 1. Вторые выводы компенсационных катушек 3 и 5 подключены соответственно к входам усилителей переменного напряжения 13 и 12, выходы которых через синхронные детекторы 14 и 15 и усилители постоянного тока 16 и 17 соединены с первым и вторым входами вычислительного блока 18. Ультразвуковой датчик 19 подключен к третьему входу вычислительного блока 18, выход которого подключен к регистратору 20, который применен для вывода результатов контроля магнитной восприимчивости исследуемой среды.A device for operational testing of magnetite ores contains a sinusoidal voltage generator 1 to which a generator coil 2 is connected, a
Устройство для оперативного опробования магнетитовых руд работает следующим образом.A device for operational testing of magnetite ores works as follows.
При протекании переменного тока от генератора 1 синусоидального напряжения по виткам генераторной катушки 2 в окружающем пространстве создается переменное электромагнитное поле. Конструктивно приемная катушка 7 устанавливается в зонде на фиксированном расстоянии lгп от генераторной катушки 2. Первая компенсационная катушка 3 размещается на расстоянии 0,2lгп, а вторая компенсационная катушка 5 - на расстоянии 0,8lгп от генераторной катушки 2. В воздухе при отсутствии магнитной среды это электромагнитное поле индуцирует на двух встречно включенных компенсационных катушках 3 и 5 равные по амплитуде и противоположные по фазе ЭДС Ε1 и Е2.When an alternating current flows from the generator 1 of a sinusoidal voltage through the turns of the generator coil 2, an alternating electromagnetic field is created in the surrounding space. Structurally, the
При размещении зонда с генераторной 2, двумя компенсационными 3 и 5 и приемной 7 катушками над исследуемой средой происходит ее намагничивание переменным электромагнитным полем генераторной катушки 2. Появляющееся вторичное магнитное поле индуцирует в приемной 7 и в компенсационных 3 и 5 катушках разные по амплитуде ЭДС. В результате этого на входе усилителя 13 появляется разностная ЭДС ΔΕ1 выходных сигналов приемной 7 и первой компенсационной 3 катушек, а на входе усилителя 12 - разностная ЭДС ΔE2 выходных сигналов приемной 7 и второй компенсационной 5 катушек. После усиления этих разностных ЭДС ΔЕ1 и ΔЕ2 усилителями 13, 12 и их выпрямления синхронными детекторами 15 и 14 постоянные или медленно меняющиеся сигналы усиливаются усилителями 17 и 16 и поступают на первые два входа вычислительного блока 18 на основе микроконтроллера, содержащего коммутатор входных сигналов и аналого-цифровой преобразователь для получения и обработки результатов контроля в цифровой форме (на рисунке не показан). На третий вход вычислительного блока 18 поступают импульсы от ультразвукового датчика 19, определяющего расстояние h от зонда до исследуемой среды для коррекции результатов преобразования, которые выводятся на регистратор 20. По величине фиксируемого в цифровой форме результата определяется магнитная восприимчивость среды.When the probe is placed with generator 2, two
Работа устройства основана на следующих теоретических положениях (см. патент №2006888, МПК G01V 3/165, G01V 3/18, опубл. 1994 г. ).The operation of the device is based on the following theoretical provisions (see patent No. 20066888, IPC
При размещении зонда над плоской поверхностью исследуемой среды разностные ЭДС ΔЕ1=E0G1χмс и ΔЕ2=E0G2χмс зависят от произведения наводимой в воздухе ЭДС Е0, геометрических факторов зонда G1, G2n магнитной восприимчивости среды χмс=Ι/Η, пропорциональной ее намагниченности I от напряженности Η электромагнитного поля. Значения геометрических факторов зонда G1, G2 зависят от расположения компенсационных катушек относительно генераторной катушки и изменяются в широком диапазоне в зависимости от отношения расстояния до исследуемой среды и длины зонда h/lгп.When the probe is placed above the flat surface of the medium under study, the difference EMF ΔE 1 = E 0 G 1χms and ΔE 2 = E 0 G 2 χ ms depend on the product of the EMF induced in the air E 0 , geometric factors of the probe G 1 , G 2 n magnetic susceptibility χ ms = Ι / Η, proportional to its magnetization I from the intensity Η of the electromagnetic field. The values of the geometric factors of the probe G 1 , G 2 depend on the location of the compensation coils relative to the generator coil and vary over a wide range depending on the ratio of the distance to the test medium and the probe length h / l gp .
Разностные ЭДС ΔЕ1, ΔЕ2 усиливаются и детектируются усилительно-преобразовательными блоками 11, 10 с коэффициентами преобразования K11, K10, поэтому напряжения на двух входах вычислительного блока 18 составляютThe differential EMF ΔE 1 , ΔE 2 are amplified and detected by the amplifier-
где для получения одинаковых максимальных значений этих напряжений ΔU1макс=ΔU2 макс необходимо выполнение условия K11G1макс=К10G2макс, которое при использовании усилительно-преобразовательных блоков 11 и 10 с равными коэффициентами преобразования К11=К10 сводится к обеспечению одинаковых максимальных значений геометрических факторов зонда G1макс=G2макс. Выполнение такого равенства можно обеспечить уменьшением в 4 раза количества витков в первой компенсационной катушке 3 по сравнению с числом витков во второй компенсационной катушке 5 (при их размещении на расстояниях 0,2lгп и 0,8lгп от генераторной катушки).where to obtain the same maximum values of these voltages ΔU 1max = ΔU 2 max it is necessary to fulfill the condition K 11 G 1max = K 10 G 2max , which when using amplification-
Ультразвуковой датчик 19 определяет h расстояние от зонда до исследуемой среды и подает импульсы разной длительности на третий вход вычислительного блока 18, который автоматически изменяет коэффициент преобразования сигналов ΔU1K и ΔU2K, поступающих от усилителей 17 и 16, выполняет их сравнение и выделяет наибольший из них, по величине которого вычисляется магнитная восприимчивость исследуемой среды для ее вывода на регистратор 20.The
В предлагаемой схеме устройства первая компенсационная катушка 3 с конденсатором 4, вторая компенсационная катушка 5 с конденсатором 6 и приемная катушка 7 с конденсатором 8 образуют три параллельных колебательных контура. Для повышения чувствительности резонансная частота fP этих контуров с учетом индуктивностей L3, L5, L7 катушек 3, 5, 7 и емкостей C4, C6, C8 конденсаторов 4, 6 и 8 должна задаться равной частоте генератора 1 синусоидального напряжения по условию (см. Изюмов Н.М., Линде Д.П. Основы радиотехники. - М.: Радио и связь, 1983. - 376 с.):In the proposed device circuit, the
где L3 - индуктивность первой компенсационной катушки (Гн);where L 3 is the inductance of the first compensation coil (GN);
С4 - емкость первого конденсатора (Ф);C 4 is the capacity of the first capacitor (F);
L5 - индуктивность второй компенсационной катушки (Гн);L 5 - inductance of the second compensation coil (GN);
С6 - емкость второго конденсатора (Ф);C 6 is the capacity of the second capacitor (F);
L7 - индуктивность приемной катушки (Гн);L 7 - inductance of the receiving coil (GN);
С8 - емкость третьего конденсатора (Ф).C 8 is the capacity of the third capacitor (F).
Сопротивление таких колебательных контуров на резонансной частоте в десятки раз превышает индуктивное сопротивление двух компенсационных и приемной катушек, что позволяет значительно повысить амплитуду сигналов на этих контурах при изменении магнитной восприимчивости среды и уменьшить инструментальную погрешность преобразования.The resistance of such oscillating circuits at the resonant frequency is ten times higher than the inductive resistance of two compensation and receiving coils, which can significantly increase the amplitude of the signals on these circuits with a change in the magnetic susceptibility of the medium and reduce the instrumental conversion error.
Увеличение амплитуды сигналов на двух компенсационных и приемном контурах также позволяет использовать усилители 12 и 13 с небольшими коэффициентами усиления и формировать на входах синхронных детекторов 14 и 15 напряжения в единицы вольт. Этим уменьшается влияние инструментальных погрешностей синхронных детекторов 14, 15 и температурного дрейфа усилителей постоянного тока 16 и 17 на точность преобразования.The increase in the amplitude of the signals at two compensation and receiving circuits also allows the use of
Практически за счет повышения амплитуды сигналов на выходах компенсационных и приемного колебательных контуров дополнительно ослабляется относительное влияние внешних наводок и помех и уменьшается случайная погрешность преобразования при сравнительно небольшом усложнении схемы устройства.Practically due to the increase in the amplitude of the signals at the outputs of the compensation and receiving oscillatory circuits, the relative influence of external interference and interference is additionally weakened and the random conversion error is reduced with a relatively small complication of the device circuit.
Для оценки эффективности предложенного технического решения было проведено моделирование устройства на ПЭВМ в программе Electronics Workbench Pro, в результате которого установлено следующее:To assess the effectiveness of the proposed technical solution, a PC device was simulated in the Electronics Workbench Pro program, which established the following:
1) при подаче на генераторную катушку синусоидального напряжения с амплитудой U1=10 В и частотой ƒ1=1 кГц изменение индуктивности одной из компенсационных катушек на 10% относительно начального значения Lнач=0,1 Гн приводит к появлению разностного напряжения ΔU1≈2,28 мВ;1) applied to the coil generating a sinusoidal voltage with an amplitude of 1 U = 10 V and the frequency ƒ 1 = 1 kHz, the inductance change of one of the compensation coils 10% relative to the initial value of L = 0.1 Gn nach gives rise to a difference voltage ΔU ≈ 1 2.28 mV;
2) при подключении конденсаторов с одинаковой емкостью С=200 нФ параллельно компенсационным катушкам изменение индуктивности одной из них на ±10% изменяет разностное напряжение на ΔU1K≈80 мВ на частоте резонанса контуров ƒp=1 кГц при входных сопротивлениях усилителей переменного тока 12 и 13, составляющих 10 кОм, т.е. амплитуда измеряемого сигнала увеличивается примерно в К=ΔU1K/ΔU1=80,2/2,28≈35 раз.2) when capacitors with the same capacitance C = 200 nF are connected parallel to the compensation coils, a change in the inductance of one of them by ± 10% changes the difference voltage by ΔU 1K ≈80 mV at the loop resonance frequency ƒ p = 1 kHz at input impedances of
Следовательно, применение резонансного режима работы приемного и компенсационных контуров позволяет практически в десятки раз повысить чувствительность устройства к изменению электромагнитного поля и дает возможность, например, увеличить более чем в 30 раз чувствительность устройства.Therefore, the use of the resonant mode of operation of the receiving and compensation loops makes it possible to increase the sensitivity of the device to changes in the electromagnetic field almost tenfold and makes it possible, for example, to increase the sensitivity of the device by more than 30 times.
Процесс калибровки устройства выполняется в следующем порядке.The device calibration process is performed in the following order.
Зонд с размещенными на нем генераторной, двумя компенсационными и приемной катушками размещается горизонтально на минимальном расстоянии над металлическим листом большого размера, например 2×1,2 м. Затем зонд постепенно поднимается на максимальное расстояние от этого листа. В процессе его подъема дискретно через каждый 1 см выполняется измерение расстояния до листа ультразвуковым датчиком 19, который формирует импульсы, длительность которых прямо пропорциональна расстоянию до металлического листа. Ширина каждого импульса, поступающего от ультразвукового датчика 19, измеряется в цифровой форме микроконтроллером вычислительного блока 18. Полученный цифровой код Ντ используется как адрес ячейки оперативного запоминающего устройства, входящего в состав микроконтроллера. При этом аналого-цифровым преобразователем также кодируются выходные напряжения ΔU1K и ΔU2K усилительно-преобразовательных блоков 11 и 10, сравнение полученных кодов ΔΝ1 и ΔN2 и запись наибольшего из них по адресу ΝT, определяемому длительностью выходного импульса ультразвукового датчика 19.The probe with generator, two compensation and receiving coils placed on it is placed horizontally at a minimum distance above a large metal sheet, for example 2 × 1.2 m. Then the probe gradually rises to the maximum distance from this sheet. In the process of its lifting, the distance to the sheet is measured discretely through each 1 cm by an
После завершения процесса подъема зонда от минимального до максимального расстояния от металлического листа выполняется линеаризация характеристики прибора. При этом микроконтроллер вычислительного блока 18 определяет максимальное значение кода ΔNmax, соответствующее оптимальному расстоянию hom до металлического листа, которое принимается за образцовую величину, относительно которой должны корректироваться показания устройства. Затем вычисляются отношения кодов, записанных в ячейки оперативного запоминающего устройства, к максимальному коду и определяются поправочные коэффициенты Kk=ΔNmax/ΔNk. После этого каждое значение ΔNk, ранее записанное в ячейку оперативной памяти, умножается на вычисленный для него поправочный коэффициент Kk и переписывается в ячейку памяти постоянного запоминающего устройства по аналогичному адресу, соответствующему расстоянию зонда до металлического листа, измеренному ультразвуковым датчиком 19.After completion of the process of raising the probe from minimum to maximum distance from the metal sheet, linearization of the characteristics of the device is performed. In this case, the microcontroller of the
В результате выполнения таких операций вычислительный блок 18 будет выдавать на регистратор 20 значения магнитной восприимчивости, практически не зависящие от изменения расстояния до исследуемой среды. При этом при оценке магнитных свойств различных пород необходимо учитывать их конкретные параметры, т.е. умножать полученные результаты на некоторый постоянный коэффициент, который определяется экспериментально и может быть введен в микроконтроллер при окончательной настройке устройства.As a result of such operations, the
Применение дополнительного ультразвукового датчика с таким алгоритмом обработки сигналов в вычислительном блоке позволяет исключить влияние расстояния между зондом и поверхностью среды на геометрические факторы зонда G1, G2 и линеаризовать характеристику преобразования устройства.The use of an additional ultrasonic sensor with such a signal processing algorithm in the computing unit eliminates the influence of the distance between the probe and the surface of the medium on the geometric factors of the probe G 1 , G 2 and linearizes the conversion characteristic of the device.
Экспериментально установлено, что применение ультразвукового датчика для коррекции показаний позволяет его использовать при измерении магнитной восприимчивости среды с погрешностью менее 1,5% в расширенном диапазоне расстояний h/lгп=0,4 - 1,5, который в 1,5 раза превышает диапазон измерения прототипа, имеющего также меньшую точность преобразования.It was experimentally established that the use of an ultrasonic sensor for correction of readings allows it to be used when measuring the magnetic susceptibility of the medium with an error of less than 1.5% in an extended range of distances h / l rn = 0.4 - 1.5, which is 1.5 times the range measuring a prototype also having lower conversion accuracy.
Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается высокая чувствительность и точность бесконтактного измерения магнитной восприимчивости магнетитовых руд за счет применения резонансного режима работы приемного и компенсационных контуров с увеличением диапазона расстояний от зонда до поверхности исследуемой среды за счет применения ультразвукового датчика и вычислительного блока с автоматической обработкой сигналов для коррекции расстояния до исследуемой среды.Thus, the proposed device provides high sensitivity and accuracy of non-contact measurement of the magnetic susceptibility of magnetite ores through the use of the resonant mode of the receiving and compensation loops with an increase in the range of distances from the probe to the surface of the medium under study due to the use of an ultrasonic sensor and a computing unit with automatic signal processing for correction of the distance to the investigated medium.
Устройство может быть реализовано на современной элементной базе при достижении заданного назначения. Например, можно использовать ультразвуковой датчик измерения расстояния типа HC-SR04 с диапазоном измерения 2-400 см и разрешением 0,3 см при напряжении питания 5 В (см. info@sensoren.ru, Arduino Library For Ultrasonic Ranging Module HC-SR04: документация на HC-SR04), а в качестве вычислительного блока - микроконтроллер типа TMP90С840Р.The device can be implemented on a modern elemental base when reaching a specified destination. For example, you can use an HC-SR04 ultrasonic distance measuring sensor with a measuring range of 2-400 cm and a resolution of 0.3 cm with a supply voltage of 5 V (see info@sensoren.ru, Arduino Library For Ultrasonic Ranging Module HC-SR04: documentation on HC-SR04), and as a computing unit - a microcontroller type TMP90С840Р.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111578A RU2632265C2 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Device for operational treatment of magnetite ores |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111578A RU2632265C2 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Device for operational treatment of magnetite ores |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2632265C2 true RU2632265C2 (en) | 2017-10-03 |
RU2016111578A RU2016111578A (en) | 2017-10-03 |
Family
ID=60040674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016111578A RU2632265C2 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Device for operational treatment of magnetite ores |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2632265C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU555822A1 (en) * | 1975-07-21 | 1977-12-05 | Научно-Производственное Объединение "Геофизика" | Probe for magnetic iron ore sampling |
JPS60212253A (en) * | 1984-04-05 | 1985-10-24 | Mitsubishi Seikou Jizai Kk | Magnetic separator for iron pieces mixed in magnetite ore |
RU2006888C1 (en) * | 1992-04-28 | 1994-01-30 | Юрий Иванович Кудрявцев | Device for testing magnetite ore |
RU154156U1 (en) * | 2015-03-20 | 2015-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Локаторная техника" | DEVICE FOR DETERMINING THE PERCENTAGE OF FERROMAGNETIC CONTENT IN MOUNTAIN ORE |
-
2016
- 2016-03-28 RU RU2016111578A patent/RU2632265C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU555822A1 (en) * | 1975-07-21 | 1977-12-05 | Научно-Производственное Объединение "Геофизика" | Probe for magnetic iron ore sampling |
JPS60212253A (en) * | 1984-04-05 | 1985-10-24 | Mitsubishi Seikou Jizai Kk | Magnetic separator for iron pieces mixed in magnetite ore |
RU2006888C1 (en) * | 1992-04-28 | 1994-01-30 | Юрий Иванович Кудрявцев | Device for testing magnetite ore |
RU154156U1 (en) * | 2015-03-20 | 2015-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Локаторная техника" | DEVICE FOR DETERMINING THE PERCENTAGE OF FERROMAGNETIC CONTENT IN MOUNTAIN ORE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016111578A (en) | 2017-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101532816B (en) | Multi-layered thickness eddy current testing device based on giant magnetoresistance sensor and intelligent algorithm | |
CA2734623C (en) | Magnetic field sensor device | |
US9201048B2 (en) | Systems for characterizing resonance behavior of magnetostrictive resonators | |
US8581593B2 (en) | Underground electromagnetic exploration method | |
US3056917A (en) | Methods and apparatus for investigating earth formations | |
Vyhnánek et al. | AMR gradiometer for mine detection | |
CN111538093A (en) | Method for shallow surface detection and transient electromagnetic instrument | |
RU2632265C2 (en) | Device for operational treatment of magnetite ores | |
RU2526520C2 (en) | Method and device for measurement of apparent electric resistance of rocks in cased well | |
Bazhenov et al. | Method of induction control of iron weight fraction in magnetite ore | |
RU163337U1 (en) | MEDIA MAGNETIC SUSCEPTIBILITY DEVICE | |
US2520677A (en) | Magnetic gradient measurement | |
US5703772A (en) | Method and apparatus for correcting drift in the response of analog receiver components in induction well logging instruments | |
CN204679654U (en) | A kind of nuclear magnetic resonance for complex environment surveys magnetic device | |
CN209147918U (en) | It is a kind of to send a reception differential type current vortex displacement detection device | |
Janosek et al. | CW metal detector based on AMR sensor array | |
RU2472182C1 (en) | Device for detecting electroconductive objects based on magnetic field sensors with frequency output | |
Manstein et al. | A device for shallow frequency-domain electromagnetic induction sounding | |
CN109470130A (en) | It is a kind of to send a reception differential type current vortex displacement detection device | |
CN117572309B (en) | Magnetic particle spectrometer based on harmonic phase deflection, quantification method and storage medium | |
RU2262123C1 (en) | Induction measuring converter for metal detector | |
SU1000981A1 (en) | Device for electromagnetic well-logging | |
RU2052830C1 (en) | Transducer of components of electromagnetic field vectors | |
KR100361167B1 (en) | A measurement system for initial permeability | |
RU2006888C1 (en) | Device for testing magnetite ore |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180329 |