SU956063A1 - Способ сепарации руды и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к сепарации руд по фотометрическим свойст-. вам.

Известен способ сепарации руды, заключающийс  в подаче анализируемого куска руды в зону осмотра, сканировани  куска руды лазерным излучением,. измерении коэффициента отражени  излучени  от исследуемого куска и сортировке руды в зависимости от этого измерени .

Известно также устройство дл  сепарации руды, содержащее узел подачи материала, лазер, оптически св занный через зеркальный сканатор с фотодетектором , и блок выделени  полезных сигналов, соединенный с исполнительным механизмом tl.

Недостатком известных технических решений-  вл етс  невысока  эффективность сепарации руды.

Цель изобретени  - повышение эффективности сепарации руды.

Цель достигаетс  тем, что в способе сепарации руды, заключающемс  в подаче анализируемого куска руды в зону осмотра, сканировани  куска руды лазерным излучением, измерении коэффициента отражений излучени  от исследуемого куска и сортировке руды в

зависимости от этого измерени , измер ют угол сканировани  куска руды, а сортировку руды производ т с учетом измеренного значени , а также тем, что устройство дл  сепарации руды, содержащее узел подачи материала, лазер, оптически св занный через зеркальный сканатор с фотодетектором, li, блок выделени  полезных сигналов, соединен10 ный с исполнительн1Й механизмом, имеет световод, блок регистрации угла поворота сканатора, электронный ключ, регулируемый усилитель, преобразователь угол-напр жение, измеритель уровн 

15 сигнала и блок анализа интенсивности излучени , при этом лазер через световод соединен с блоком регистрации угла поворота сканатора, выход которого соединен с входами преобразовате20 л  угол-напр жение и измерител  уровн  сигнала, подсоединенного своим первым выходом к входу блока анализа интенсивности излучени , выход фотоде .тектора подключен к первому входу

25 электронного ключа, второй вход которого подключен к первому выходу преобразовател  угол-напр жение, а выход через первый вход регулируемого усилител  св зан с входом блока вы30 делени  полезных сигналов, причем второй вход регулируемого усилител  подключен к вторым выходам измерите л  уровн  сигнала и преобразовател  угол-напр жение. На чертеже представлена блок-схе устройства, реализующего способ. Устройство дл  сепарации руды со держит лазер 1, многогранный зеркал ный сканатор 2, блок 3 регистрации угла поворота сканатора, состо щий, из диска с радиальными прорез ми 4J световода 5 и приемника 6 излучени  установленных по разные стороны дис ка против прорезей. Устройство содержит также фотодетектор 7, электронный ключ Ь, регулируемый устл-. литель 9, блок 10 выделени  полезных сигналов, исполнительный механизм 11, преобразователь угол-напр жение 12, измеритель 13 уровн  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 излучени  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 уголнапр жение , который подсоединен к управл ющим входам ключа 8 и регулируемого усилител  9, .соединенного через ключ 8 с выходом фотодетектора 7 и входом блока 10 выделени  полезных сигналов, выход которого подключен к исполнительному механизму 11. Вход блока 3 регистрации угла поворота сканатора подключен к измерителю 13 уровн  сигналов, выходы кото рого соединены с управл ющим входом регулируемого усилител  9 непосредственно и с анализатором.5 неисправностей через пороговый блок 14. Блок 10 выделени  полезных сигналов предназначен дл  выделени  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 длйтельности . Блок 10 имеет амплитудньтй и врем импульсный дискриминаторы. При этом .амплитудный дискриминато.р осуществл ет селекцию входных сигналов по амплитуде, а врем -импульсный дискри минатор по длительности. Помимо это полезнь й сигнал необходимо задержат На врем , необходимое дл  перемещени куска породы в зону разделени , где на него должен воздействовать испол нительный механизм 11. Кроме этого, задержанный полезный сигнал необходимо сформировать по длительности, достаточной дл  того чтобы исполни тельный механизм мог выделить самый т желый кусок руды из потока. При этом сигнал долженбыть усилен по мощности на столько, чтобы от него мог сработать исполнительный механизм . , Преобразователь 12 предназначен дл  преобразовани  сигналов с блока 3 регистрации угла поворота сканатора в логические сигналы управлений ключом 8 и регулируемым усилителем 9. За врем  прохождени  лазером одной строки на выходе блока 3 формируетс  последовательность из п импульсов , при этом каждому импульсу может быть поставлена в соответствие определенна  функци . Например, импульсы с первого по п тый отключают регулируемый усилитель 9 от детектора 7 с помощью ключа 8, шестой импульс подключает усилитель 9 к фотодетектору 7. ,и устанавливает коэффициент усилени  усилител  9,равный К , седьмой импульс m(m п) устанавливает коэффициент К2..-К, причем коэффициенты К...К соответствуют дискретным значени м COS2-24 где KO и К ц, - коэффициент усилени  тракта регистрации при положении сканатора, соответствующего направлению луча лазера в центр зоны осмотра , и при развороте сканатора на угол Ч , Наконец, начина  с импульса т+I до п - усилитель 9 внОвь отключаетс  от фотодетектора. Дл  этого блок 10 должен содержать счетчики числа импульсов и необходимые комбинационные схемы. Измеритель 13 уровн  сигналов предназначен дл  коррекции коэффициента усилени  регулируемого усилител  9 в.зависимости от изменени  величины потока лазерного излучени , св занного с нестабильностью мощности излучени  лазера 1. С этой целью измеритель 13 может содержать, например, несколько компараторов (амплитудных дискриминаторов), пороги которых соответствуют нескольким значени м мощности , излучаемой лазером 1. Сигнал с выхода приемника 6 излучени  сравниваетс  по амплитуде созначением порогов компараторов, на входе которых вырабатываютс  логические сигналы управлени  усилителем 9, внос щим поправку в коэффициент усилени  в соответствии с текущим значением мощности излучени  лазера. Анализатор 15 неисправностей предназначен дл  определени  по совокупности признаков вида неисправности, в том числе падени  мощности излучени  лазера ниже допустимого значени , остановку двигател  сйанатора и др. и с

этой целью содержит соответствующие комбинационные схемы. Поскольку все перечисленные блоки - электронныз устройства, выполненные с применение интегральных микросхем, то конструкци  их идентична и выполне-на на печатных платах, установленных в модул х конструктива универсальных типовых конструкций. Ключ 8 представл ет собой, например, устройство, состо щее из комплементарной пары полевых транзисторов, управл емых логическим сигналом. Клк)ч позвол ет пропускать аналоговый сигнал при подаче на управл ющий вход соответствующих сигналов . Регулируемый усилитель 9 представл ет собой операционный усилитель , работающий в режиме масштабировани , у которого коэффициент усилени  измен етс  под действием управл ющих сигналов путем изменени  номинала входного резистора или резистора обратной св зи. Пороговый блок 14 представл ет собой компаратор,т.е операционный усилитель без обратной св зи или с положительной обратной св зью, у которого на один вход подаетс  измер емое входное напр жение , а на другой - опорное напр жение , а на его выходе напр жение, устанавливаетс  на уровн х: логический О или логическа  J. в зависимости от Того, превышает или нет входное напр жение величину опорного.

В основу изобретени  положен принцип регулирован11  чувствительности приемного тракта в зависимос ,ти от npocTpaHCTBefjHoro положени  луча лазера, освещающего соответ ,ствующий участок зоны осмотра.

Поток излучени , проход щий на чувствительную площадку фотодетектора , можно определить из следующего выражени 

. S

Ф

Т5

где I - силы света, отраженного от куска руды в направлении фотодетектора; площадь чувствительной плоS щадки фотодетектора;

L рассто ние от куска руды до зеркала сканатора (рассто ние от сканатора до фотоприемника мало и им можно пренебречь). Рассто ние Lq от зеркала до различных точек зоны осмотра при повороте зеркала сканатора в пределах угла

ISO

180

« +

Л

п Л п п - число граней сканатора, измен етс  по следующему закону

I - L о Ч -

L0 - рассто ние от зеркала сканатора до центра зоны осмотра.

Следовательно, поток излучени 

Ф

1

Дл  получени  сигнала, независ щего от рассто ни  в пределах всей зоны осмотра, необходимо осуществл ть регулировку коэффициента усилени  в электрической части приемного тракта по закону

о . Ко

.tf

где KO - коэффициент усилени  при попадании на фотодетектор све5 - тового потока от центра / зоны осмотра. Устройствоj реализующее.способ, работ .аёт следующим образом.

Кусок руды 16 подаетс  в зону осмотра, где облучаетс  лазером 1. Сканирование лазерного луча вдоль зоны осмотра осуществл етс  многогранным зеркальным сканатором 2. Поток лазерного излучени  отражаетс  от поверхности куска руды 16 и через зер5 кало сканатора попадает на фотодетектор 7. Электрический сигнал с выхода фотодетектора 7 через электронный ключ 8 поступает на вход регулируемого усилител  9.. Усиленный сигнал по0 даетс  на блок 10 выделени  полезных сигналов, который осуществл ет управление исполнительным механизмом 11, Блок 3 регистрации угла поворота .сканатора формирует импульсы, соответ5 ствующие р ду значений угла поворота сканатора 2.Эти импульсы поступают в преобразователь 12 угол-напр жение, который осуществл етдискретные переключени  коэффициента усилени  регули0 руемого усилител  9 по закону, ступенчатого аппроксимирующему функцию

Ко

К

В-момент разворота лазерcos Zf

ный луч выходит за пределы зоны ос5 мотра и, отража сь от элементбв конструкции сканатора, ожет попасть на фотодетектор 7. Дл  предотвращени  ложного срабатывани  блок 12 от-;ключает регулируемый усилитель 9 от

0 фотодетектора 7 с помощью ключа 8. Так как блок . 3 регистрации угла поворота сканатора оптически св зан с , выходом лазера 1, то электрические импульсы на выходе блока 3 несут информацию о величине по5 тока лазерного излучени . Эти импульсы подаютс  на измеритель 13 уровн  сигналов, который осуществл ет изменение коэффициента усилени  регулируемого усилител  9 в зависимости от

0 изменений величины потока лазерного излучени .

Если интенсивность лазерного излучени  уменьшитс  ниже заданного значени , то срабатывает пороговый блок

5

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Способ сепарации руды, заключающийся в подаче анализируемого кус-эд - эону осмотра, сканироваруды лазерным излучением, коэффициента отражения от исследуемого куска и ка руды в ния- куска измерении излучений сортировке руды в зависимости, от этого измерения Jo тлич 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 значения.
2. 2. Устройство для сепарации руды,

   г. Ужгород, ул. Проектная, 4 кальный сканатор с фотодетектором, и блок выделения полезных сигналов, соединенный с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации руды, оно имеет световод, блок регистрации угла поворота сканатора, электронный ключ, регулируемый усилитель, преобразователь угол-напряжение, измеритель уровня сигнала и блок анализа интенсивности излучения, при этом лазер через световод соединен с блоком регистрации угла поворота сканатора, , выход которого соединен с входами преобразователя угол-напряжение и измерителя уровня сигнала, подсоединенного своим первым выходом к входу· блока анализа интенсивности излучения, выход фотодетектора подключен к первому входу электронного ключа, второй вход которого подключен к первому выходу преобразователя. угол-напряжение, а выход через первый вход регулируемого усилителя связан с входом блока выделения полезных сигналов, причем второй вход регулируемого' усилителя подключен к вторым выходам измерителя уровня сигналов и преобразователя угол-напряжение.