Способ автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора и устройство для его осуществления

 

1. Способ автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора кусков руды, включающий регистрацию основного и реперного сигналов, выделение сигнала рассогласования между ними и использование его для регулирования чувствительности спектрометрического тракта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы сепаратора, непосредственно в процессе сепарации из основного сигнала дополнительно вьщеляют контрольный сигнал рассогласования , задают пределы допустимых изменений сигнала и при выходе его за предриы без прекращения подачи руды кратковременно подают реперный сигнал, по которому осуществляют регулирование чувствительности спектрометрического тракта, блокируют в этот момент образовЗние основного сигнала и направляют куски в концентрат сепарации. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве контрольного сигнала выбирают и регистрируют непрерывно от кусков руды интенсивную линию флоуресцентного характеристического излучения одного из породообразующих или рудных элементов , а при ее отсутствии регистрируют пик рассеянного излучения,причем контрольный сигнал рассогласования выделяют также непрерьшно в режиме слежения. 3.Устройство для автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора, со (Л держащее источник излучения, мишеньрепер и последовательно соединенные детектор и усилитель, к выходу которого подключены входы двух дифференциальных дискриминаторов, выходы 1фторых соединены с входами блока сравнения , а к выходу последнего подклю ( чен вход регулятора, о т л и ч а юОд О щ е е с я тем, что с целью повышения эффективности работы сепаратора, оно снабжено двумя дополнительными дифференциальными дискриминаторами, дополнительным блоком сравнения и исполнительным механизмом, причем мишень-репер выполнена подвижной и механически связана с исполнительным механизмом, выход усилителя соединен с входами дополнительных дифференциальных дискриминаторов, выходы KOTopbtx соединены с входами дополнительного блока сравнения, к выходу которого подключен исполнительный механизм, при этом выход регулятора сое динен с управляющим входом усилителя.

(l9(Я0 ((I l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5)) В 03 В iз/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ (21) 3685084/22-03 (22) 03.01.84 (46) 23.03.85. Бюл. Ф 11 (72) В.А. Короткевич, А.В. Корончевский, Ю.О. Федоров, А.М. Труфанов и Ю.Г. Колесников (71) Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" (53) 622.767(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 263756, кл. G 01 Т 1/17, 1969.

2. Бунж З.А., Вейц Б.Н.

Ядченко Л.Н. Радиоизотопные рентгено- флуоресцентные-толщиномеры покрытий.

N., Атомиэдат,1979,с.30-31(прототип). (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора кусков руды, включающий регистрацию основного и реперного сигналов, выделение сигнала рассогласования между ними и использование его для регулирования чувствительности спектрометрического тракта, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы сепаратора, непосредственно в процессе сепарации из основного сигнала дополнительно вццеляют контрольный сигнал рассогласования, задают пределы допустимых изменений сигнала и при выходе его эя преде()ы беэ прекращения подачи руды кратковременно подают реперный сигнал, по которому осуществляют регулирование чувствительности спектрометрического тракта, блокируют в этот момент образование основного- сигнала и направляют куски в концентрат сепарации.

2. Способ поп. 1, о тли ч а ю шийся тем, что в качестве контрольного сигчала выбирают и регистрируют непрерывно от кусков руды интенсивную линию флоуресцентного характеристического излучения одного иэ породообразующих или рудных элементов, а при ее отсутствии регистрируют пик рассеянного излучения, причем контрольный сигнал рассогласования выделяют также непрерывно в режиме слежения.

3. Устройство для автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора, содержащее источник излучения, мишеньрепер и последовательно соединенные детектор и усилитель, к выходу которого подключены входы двух дифференциальных дискриминаторов, выходы )фторых соединены с входами блока сравнения, а к выходу последнего подключен вход регулятора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что с целью повышения эффективности работы сепаратора, оно снабжено двумя дополнительными дифференциальными дискриминаторами, дополнительным блоком сравнения и исполнительным механизмом, причем мишень-репер выполнена подвижной и механически связана с исполнительным механизмом, выход усилителя соединен с входами дополнительных дифференциальных дискриминаторов, выходы которых соединены с входами дополнительного блока сравнения, к выходу которого подключен исполнительный механизм, при этом выход регулятора соединен с управляющим входом усилителя.

1146

Изобретение относится к автомати ческой сортировке минерального сырья, а точнее к способам и устройствам контроля и регулирования чувствительности рентгенорадиометрических сепараторов.

Известен способ стабилизации при измерении потока излучения, основанный на выделении из входного (измеряемого) сигнала двух контрольных сигналов и регулировании чувствительности с помощью этих сигналов. В качестве контрольных сигналов используют сигнал, существенно зависящий от изменения чувствительности, например сигнал, пропорциональный интенсивности измеряемого потока из-лучения (основной сигнал), и сигнал, зависящий от измерения интенсивности. в значительно меньшей степени, например сигнал, пропорциональный плотности измеряемого потока излучения (контрольный сигнал) 1 ).

Известно устройство для стабилизации при измерении потока излучения, которое содержит детектор излучения, усилитель, блок сигнала интенсивности и блок измеряемого потока излучения (например, интегратор стандартизированных импульсов), блок сравнения и регулятор. В этом устройстве детектор соединен с усилителем, выход кЬторого подключен на входы блоков сигналов интенсивности и измеряемого потока излучения, связанные с входами блока сравнения . Выход

35 блока сравнения соединен с входом регулятора, подключенного выходом к управляющему входу усилителя детектора, (1).

Недостаток способа и устройства заключается в низкой чувствительности сигнала рассогласования для регулирования и жесткой стабилизации положений (амплитуд) аналитических линий (пиков) в аппаратурном спектре измеряемого излучения, обусловленной сравнением основного и контрольного сигналов в интегральнбй форме (весь ,спектр излучений) без вьделения

50 дифференциальных участков в спектре сравниваемых сигналов.

Известен способ автоматической стабилизации чувствительности спектрометрического тракта, включающий ре- 55 гистрацию основного и реперного сигналов, выделение сигнала рассогласования и использование его для регули091 2 рования,чувствительности спектрометрического тракта 2 $.

Известно устройство для автоматической стабилизации чувствительности спектрометрического тракта, содержащее источник излучения, мишень-репер и последовательно соединенные детектор и усилитель, к выходу которого подключены входы двух дифференциальных дискриминаторов, выходы которых соединены с входами блока сравнения, а к выходу последнего подключен вход регулятора, а также интегрирующее устройство и управляемый высоковольтный преобразователь Г2 3.

Недостатком известных способа

\ и устройства является низкая эффективность использования для автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сеператора, что вызвано следующими факторами:

1. Ухудшением качества основного сигнала при постоянном или одчовременном воздействии реперного сигнала.

В этом случае воздействие реперного сигнала (регистрация детектором, например, флоуресцентного рентгеновского излучения какого-либо элемента — репера или монохроматического излучения реперного гамма-источника) увеличивает импульсную загрузку детектора, .что приводит к ухудшению его спектрометрических характеристик и чувствительности по основному сигналу.

2. Недостаточной точностью стабилизации амплитуд аналитических линий в аппаратурном спектре регистри руемого излучения, так как в этом случае невозможно регулирование чувст-. вительности спектрометрического трак- та сепаратора непосредственно в ана- . литической области спектра иэ-эа наложения и влияния реперного сигнала на аналитические линии основного сигнала.

3. Невозможностью построения оптимальной схемы регулирования чувствительности сепаратора по одному ре-; перному сигналу, так как для обеспечения оптимального режима работы сепаратора необходима подача реперного сигнала в аналитической области и только в момент смещения аппаратурного спектра. В противном случае несвоевременная и частая подача реперного сигнала требует либо прекращения подачи .руды, либо про146091 4 ференциальными дискриминаторами, дополнительным блоком сравнения и исполнительным механи мом, причем

5 мишень-репер выполнена подвижной и механически связана с исполнитель10

20

30

Устройство для автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора, содержащее источник излучения, мишеньрепер и последовательно соединенные детектор и усилитель, к выходу которого подключены входы двух дифференциальных дискриминаторов, выходы которых соединены с входами блока сравнения, а к выходу последнего подключен вход регулятора,,снабжено двумя дополнительными диф3 1 пускания значительной части кусков без анализа в них содержащихся ценных компонентов, что отрицательно влияет на производительность и качество продуктов сортировки сепараМ тора.

В итоге указанные недостатки снижают эффективность работы рентгенорадиометрического сепаратора °

Цель изобретения — повышение эффективности работы рентгенорадиометрического сепаратора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу. автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора кусков руды, включающему регистрацию основного и реперного сигналов, выделение сигнала рассо1ласования между ними и использование его для регулирования чувствительности спектрометрического тракта, непосредственно в процессе сепарации из основного сигнала дополнительно выделяют контрольный сигнал рассогласования, задают пределы допустимых изменений сигнала и при выходе его

° за пределы без прекращения подачи руды кратковременно подают реперный сигнал, по которому осуществляют регулирование чувствительности спектрометрического тракта, блокируют в этот момент образование основного сигнала и направляют куски в концентрат сепарации.

Кроме того, в качестве контрольного сигнала выбирают и регистри- руют непрерывно от кусков руды интенсивную линию флоуресцентного характеристического излучения одного из породообраэующих.или рудных элементов, а при ее отсутствии регистрируют пик рассеянного излучения, причем контрольный сигнал рассогласования выделяют также непрерывно в режиме слежения . ным механизмом, выход усилителя соединен с входами дополнительных дифференциальных дискриминаторов, выходы которых соединены с входами дополнительного блока сравнения, к выходу которого подключен исполнительный механизм; при этом выход регулятора соединен с управляющим входом усилителя.

С введением дополнительных блоков предлагаемое устройство позволяет контролировать стабильность аппаратурного спектра излучения, регистрируемого детектором, а с помощью мишени-репера с исполнительным механизмом по контрольному сигналу рассогласования производить автоматическое регулирование чувствительности сепаратора только при смещении аналитических линий в его аппаратурном спектре, эа счет чего достигается воэможность управлять чувствительностью сепаратора непо-. средственно в аналитической области измерения спектра.

На фиг. 1 показаны спектры; на фиг. 2 — устройство, реализующее предлагаемый способ.

На фиг. Iа сплошной линией приведен пример аппаратурного спектра вторичного излучения от кусков руды (основного сигнала) при сепарации по L -серии свинца одной из полиметаллических руд, а пунктирной линией — возможное смещение аппаратурного спектра в результате изменения чувствительности сепаратора, на фиг. 1б изображен аппаратурный спектр реперного сигнала от мишенирепера (в данном случае мышьяка), аналитическая линия которого (К A5 = 10,5 кэВ) соответствует аналитической области спектра, в которую входят линии 1. -серии свинца (1,1.Рз= 10,5 и L Р = 12,6 кэВ) .

Заштрихованные дифференциальные участки спектров 1 и I I контрольного и реперного сигналов используют для их сравнения и выделения сигналов рассогласования. В приведенном примере показано использование флуоресцентного характеристического излучения железа (одного иэ породо I 146

3 образующих элементов в этой руде) в качестве контрольного сигнала.

В устройство входят датчик 1 рентгенорадиометрического сепаратора, содержащий детектор 2, источник 3 иэ- 5 лучения, мишень-репер 4 с исполнительным механизмом 5, усилитель б, соединенный с детектором 2, блок 7 контроля, состоящий из дополнительных дифференциальных дискриминаторов

8 и 9 и блока 10 сравнения (управления мишенью-репером) и блок 11 обработки реперного сигнала, включаю, щий дифференциальные дискриминаторы.

12 и 13 и блок 14 сравнения, регу.лятор 15. Выход усилителя 6 одновременно подключен к входам всех дифференциальных дискриминаторов 8, 9 и 12, 13, выходы которых в олоке

7 контроля и блоке ll,обработки . ур реперного сигнала соответственно соединены с входами блока 10 управления мишенью-репером и блока 14 сравнения.

Выходы блока 10 управления мишеньюрепером и блока 14 сравнения соот — 25 ветстненно подключены к исполнительному механизму 5 и регулятору,15, связанному с управляющим входом усилитсля 6.

Способ автоматической стабилиза- ЗО ции чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора осуществляется спедующим образом.

Куски 16 руды подают в зону измерения датчика I, облучают рентгеЭЗ новским или гамма-излучением источника 3, вторичное излучение от кусков 16 — основной сигнал регистрируют детектором 2.

Контрольный сигнал — флуоресцент- 40 ное характеристическое излучение одного иэ элементов вьщеляют из основного сигнала непрерывно в режиме слежения за информацией от каждого анализируемого куска сепарируемой 4$ руды. При выходе контрольного сигнала рассогласования в блоке 10 управления мишенью-репером за пределы заданных допустимых значений кратковременно без прекращения подачи руды подают реперный сигнал — флуоресцентное рентгеновское излучение k --серии элемента-репера, укрепленного на мишени 4. По реперному сигналу рассогласования осуществляют регули- рование коэффициента усиления спектрометрического тракта рентгенорадиометрического сепаратора (детектора 2

091 6 в совокупности с усилителем 6), стабилизируя амплитуды аналитических линий регистрируемого излучечия в аппаратурном спектре.

Контрольный и реперный сигналы рассоглассвания выделяют путем сравнения статистики счета импульсов в дифференциальных участках спектра

1 и I1 контрольного и реперного сигналов с помощью дифференциальных дискриминаторов 8, 9 и 12, 13 в блоке 7 контроля и блоке 11 обработки реперного сигнала.

В момент регистрации реперного сигнала куски руды не облучают и направляют непосредственно в концентрат без анализа в них содержащихся элементов, чтобы исключить потери ценных компонентов. Условия подачи и регистрации реперного сигнала, режим работы и параметры схемы 14 сравнения и регулятора 15 выбирают таким образом, чтобы время стабилизации чувствительности сепаратора не превышало 1-2 с, в течение которого без сортировки пропускается незначительная часть руды от всей сепарируемой массы.

Обязательным условием выбора элемента-репера является равенство или близость энергий квантов характеристического рентгеновского излучения от элемента-репера и определяемого в кусках элемента, по содержанию которого ведется сепарация .

3а счет этого достигаются в оптимальном режиме максимальная точность регулирования и стабилизация чувствительности сепаратора (жесткий режим стабилизации).

Устройство работает следующим образом.

При прохождении куска 16 руды в зоне измерения датчика 1 при облучении куска 16 гамма- или рентгеновским излучением источника 3 от куска образуется спектр вторичного излучения, состоящий из флуоресцент- ного характеристического рентгеновского излучения элементов и рассеянного излучения источника 3. Вторичное излучение регистрируется детектором 2, спектр импульсов которого через усилитель 6 поступает в анализирующий блок сепаратора, где по определенному алгоритму происходит анализ регистрируемого аппаратурного спектра и принятие решения

114ь 0 1

За базовый объект приняты способ и устройство для дифференциальной стабилизации спектрометрического тракта рентгенорадиометрической аппаратуры.

Предлагаемый способ по сравнению с базовым объектом обеспечивает непрерывный контроль за положением аналитических линий в аппаратурном спектре, осуществляемый непосредственно по основному сигналу — излучению от кусков, оптимальный режим подачи реперного сигнала и регулировку чувствительности спектрометрического

30 тракта сепаратора непосредственно в аналитической области cI ектра вторичного излучения. В совокупности укаэанные факторы повышают эффективность работы рентгенорадиометрического сепаратора (производительность и качество продуктов сортировки). о принадлежности куска к отвальному ,(хвостам) или обогащенному (концентрат) продуктам. С помощью блока 7 контроля из спектра вторичного излучения от каждого анализируемого куска 16-выделяются дифференциальные участки спектра контрольного сигнала (интенсивной линии k -серии характеристического излучения одного из элементов) дифференциальными 10 дискриминаторами 8 и 9 и сравнивается количество импульсов в этих участках в блоке 10 управления мишеньюрепером. При выходе сигнала рассогла-, I, сования от контрольного излучения за пределы заданных допустимых значений с блока 10 управления мишеньюрепером поступает сигнал срабатывания исполнительыого механизма 5, и мишень-репер 4 устанавливается в рабочее положение перед детектором 2, перекрывая пучок первичного излучения источника 3. В этот момент детектором 2 регистрируется флуорес— центное характеристическое излучение элемента-репера, укрепленного на мишени (реперный сигнал), по аналн—, тической линии которого с помощью блока 11 обработки реперного сигнала и регулятора 15 происходит регулирование чувствительности спектрометрического тракта сепаратора.

Это осуществляется посредством дифференциальных дискриминаторов 12 и 13, выделяющих дифференциальные участки спектра реперного сигнала, схемы 14 сравнения, выделяющей реперный сигнал рассогласования, и регулятора 15, преобразующего сигнал рассогласования реперного излучения 40

-в управляющий сигнал, который воздействует на усилитель 6. до исчезновения сигнала рассогласования со схемы 14 сравнения. После этого мишень-репер 4 возвращается в.исходное состояние, обеспечивая воэможность измерений, анализа и сортировки кусков сепаратором.

Во время регистрации реперного

" \ сигнала подача кусков руды в сепаратор не прекращается, мишень-репер 4 перекрывает перь.очное излучение, чтобы исключить облучение кусков и воздействие их излучения на реперный сигнал . В этот момент не анализируемые куски руды направляют непосредственно в концентрат сепарации, чтобы исключить потери ценного компонента. При этом достаточное время анализа реперного сигнала всего 0,5-1,0 с позволяет направить в концентрат без сортировки ничтокную долю кусков от всей сепарируемой горной массы.

Предлагаемое устройство позволяет не только реализовать способ автоматической стабилизации чувствительности рентгенорадиометрического сепаратора в оптимальном режиме и тем самым обеспечить . повышение эффективности его работы (производительности, качества продуктов сортировки), но и способствует в значительной мере повышению автономности сепаратора, упрощению его настройки и обслуживания при профилактических работах и ремонте.

1 146091

ЮОО

Ъ

z ИЮ ь

Е

Ж 60 80

ФОН ? IWPCOW

Фиг.1

100 lzO

1146091

Составитель И. Назаркина

Теехред Т. Дубинчак КорректоР E,Ðîøêî

Редактор О.Бугир

Заказ 1255/8

Тираж 525 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, 4