Устройство для автоматической сортировки кускового материала

 

Устройство для автоматической сортировки кускового материала относится к разделению твердых кусковых материалов с помощью электромагнитных эффектов, может быть использовано при обогащении полезных ископаемых, например при крупнокусковой сепарации минерального сырья, и позволяет повысить точность сепарации. Устройство содержит рудоподающий механизм, электронно-измерительный блок, включающий генератор высокочастотных колебаний качающейся частоты, резонансный усилитель, индуктивный датчик, амплитудный детектор, полосовой фильтр, дискриминатор рудного признака, разделяющий механизм, измеритель ширины полосы пропускания датчика, измеритель частоты рассогласования и блок вычислений критерия сепарации. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

j, 1 (51)5 В О3 В 13/О6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHpbfTHRM

ПРИ fKHT СССР (21) 4468356/2 7-1 7 (22) 29.97.88 (46) ЗО.t)5.9О. Вюл. Р 7О (71) Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика (72) Б.Н.Казьмин и С.Л.Шуньков (53) 627.725(О88.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 617077, кл. В ОЗ В 13/О6, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОИАТИЧЕСКО. 1

СОРТИРОВКИ КУСКОВОГО 11АТЕРИАЛА (57) Устройство для автоматической сортировки кускового материала относится к разделению твердых кусковых материалов с помощью электромагнитных

Изобретение относится к разделению твердых кусковых материалов с помощью электромагнитных эффектов и может быть использовано при обогащении полезных ископаемых, например, при крупнокусковой сепарации минерального сырья.

Цель изобретения — повьпнение точности сортировки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для автоматической сортировки кускового материала; на Лиг. 2— блок-схемы измерителя ширины полосы пропускания датчика и и"верителя частотной расстройки, их с: язи между собой и с другими элементами схемы; на фиг. За,б, 4а, б, 5а, б — временные диаграммы напряжений на выходах индуктивного датчика, амплитудного детектора и полосового фильтра соответ„„SU„„1567269

2 эффеитов, может быть использовано при обогащении полезных ископаемых, например при крупнокусковой сепарации минерального сырья, и позволяет повысит точность сепарации. Устройство содержит рудоподающич механизм, электронно-измерительный блок, включающий генератор высокочастотных колебаний качающейся частоты, резонансный усилитель, индуктивный датчик, амплитудный детектор, полосовой фильтр, дискриминатор рудного признака, разделякш пс механизм, измеритель ширины полосы пропускания датчика, измеритель часто ты рассогласования и блок вычислении критерия сепарации. 6 ил.ственно, а — без куска в зоне измерений датчика, б — с куском в зоне измерений датчика; на фиг. 6 — блоксхема алгоритма работы блока вычисления.

Устройство для автоматической сортировки кускового материала содержит рудоподающий механизм 1, электронноизмерительный блок 2, включающий последовательно подключенные генератор

3 высокочастотных колеоаний качающейся частоты (ГКЧ), генерирукч1ий колебания с частотой f, которая периодически с частотой модуляции f, меняется на величину + Ql резонансный усилитель 4, индуктивньпl,датчик 5, сигнал на выходе которого содержит две частоты f и Г „ амплитудныи детектор 6, выде яюньий еиг. а I с астото .

2,„, полосовой Ж дыр 7, прозрачный

1567?69 лишь для спектра частот полезного сигнала, дискриминатор 8 рудного признака (порогоное устройство с тремя уровнями дискриминации-порогами), подключенный к разделяющему механизму 9 (электропневмоклапану), Электронно-измерительный блок 2 снабжен измерителем 10 ширины полосы пропускания датчика 5, измерителем 11 рассогласования частот и блоком 12 вычислений критерия сепарации.

Первые входы измерителей 10 и 11 подключены к выходу полосового фильтра 7, вторые входы измерителей 10 и

11 подключены ко второму выходу ГКЧ 3, а третьи входы — к третьему выходу

ГКЧ 3. Выходы измерителей 10 и 11 подключены соответственно ко второму и третьему входам блока 12 вычислений 2О критерия сепарации, первый вход которого подключен к выходу полосового фильтра 7, а выход — ко входу дискриминатора 8 рудного признака.

Измеритель 10 ширины полосы пропус-25 кания датчика 5 включает в себя два последовательно подключенные устройства выборки-хранения (УВХ) 13 и 14, последовательно подключенные компаратор 15, ключ 16, двоичный счетчик 17 3р и регистр 18.

Вход УВХ 13 (первый вход измерителя 10) подключен к выходу полосово" го фильтра 7. Первый выход УБХ 13 дополнительно подключен ко второму входу ключа 16. Второй выход УВХ 13 под35 ключен к первому входу компаратора 15, второй вход которого соединен с выходом УВХ 14, а выход компаратора 15 со вторым входом УВХ 14. Третий вход 4О ключа 16 (нторой вход измерителя 10) соединен со вторым выходом ГКЧ 3, Второй вход двоичного счетчика 17 (третий вход измерителя 10) соединен с третьим выходом ГКЧ 3. Выход регист- д5 ра 18 (выход измерителя 10) подключен ко второму входу блока 12 вычислений критерия сепарации.

Измеритель 11 рассогласования частот (ьГ) содержит УВХ 19, ключ 20, двоичный реверсивньп» счетчик 21 и регистр 22. Вход УВХ 19 (первый вход измерителя 11) подключен к выходу полосового фильтра 7, выход УВХ 19 подключен к первому входу ключа 20 и пер- ному входу двоичного реверсивного счетчика 21.

Второй вход ключа 20 (второй вход измерителя 11) соединен со вторым выходом ГКЧ 3, третий вход ключа 20 (третий вход измерителя 11) соединен с третьим выходом ГКЧ 3 и с третьим входом двоичного реверсивного счетчика 21, второй вход которого соединен с выходом ключа 20, а выход счетчика

21 соединен со входом регистра 22, выход которого (выход измерителя 11) подключен к третьему входу блока 12 вычислений критерия сепарации.

Генератор 3 высокочастотных колебаний качающейся частоты (свипгенератор) имеет среднюю частоту

=13,4 МГц, (одна из разрешенных частот). Девиация его частоты Й

100 кГц, производится с частотой модуляции f = 4 кГц. Этого достаточно, чтобы анализировать куски размером до

200 мм, движущиеся со скоростью до

5 м/с с интервалом примерно 200 мм.

Устройство работает следующим образом.

Куски сортируемой руды подаются рудоподающим механизмом 1 н зону чувствительности (зону измерения) индуктивного датчика 5. Во время пребывания куска руды в электромагнитном поле индуктивного датчика 5 его резонансное сопротивление Z резонансная частота f> =f + 6F и добротность » изменяются. Характер этих изменений зависит от электромагнитных свойств куска (G,p,F). В результате напряжение высокочастотных колебаний на выходе индуктивного датчика 5 (фиг.ЗБ) изменяется, что приводит к изменению выходного напряжения амплитудного детектора 6 (фиг. 4б).

Огибающая амплитуд импульсов на выходе амплитудного детектора 6 характеризует полезный сигнал, несущий информацию об электромагнитных свойствах куска. Поскольку полосовой фильтр 7 прозрачен лишь для спектра частот полезного сигнала, то во время пересечения куском руды электромагнитного поля индуктивного датчика

5 на вьмоде полосового фильтра 7 (фиг. 5б) появляется полезный сигнал, который поступает одновременно на первые входы измерителей 10 и 11 и на первый вход блока 12 вь»числений. На вторые входы измерителей 10 и 11 одновременно подаются опорные сигналы с частотой »., со второго выхода ГКЧ

3, с третьего выхода которого управляющие сигналы с частотой модуляции

67 .69 6 на первый вход реверсивного ".;.—,.чи;.:

21, KQTopbDI передает имею. тесF в н м информацию (код соответствующий частотной расстройке, .Р) на вход регис ра 22. Из регис ра 2 l по программе

10

l5

40

55

f поступают на третьи входы измерителей 10 и 11.

УВХ 13 измерителя 10 определяет экстремум (максимум) выходного напряжения полосового фильтра 7 и передает соответствующий сигнал на первый вход УВХ 14 и на второй в..од ключа

16, который открывается и пропускает импульсы с частотой, поступившие на его третий вход с ГКЧ 3, на первый вход двоичного счетчика 17. Со второго выхода УВХ 13 текущее значение выходного напряжения полосового фильтра 7 поступает на второй вход компаратора 15. УВХ 14 определяет 0,7 от максимума выходного напряжения полосового фильтра и устанавливает это значение »а первом входе компаратора 15.

Когда текущее значение выходного напряжения фильтра 7 снизится от

Б макс до О, 7 11 маркс срабатывает компаратор 15, закрывая ключ 16, и устанавливает нулевое значение на втором входе УВХ 14. За время, когда выход— ное напряжение фильтра l снижается от

У с,„с до 0,7U „ „c, счетчик 17 счита— ет импульсы с частотой Г, т.е. определяет количество импульсов с частотой f,, укладывающихся в полуширине (hf) резонансной характеристики индуктивного датчика 5.

С приходом импульса с частотой f на второй вход двоичного счетчика 17 производится перезапись информации (кода) из счетчика 17 в регистр 18, из которого блок 12 вычислений принимает на свой второй вход кодовую информацию о величине полуширины (дГ) резонансной характеристики датчика 5 согласно блок-схеме алгоритма работы на фиг. 6.

Управляющие сигналы с частотой модуляции Еь, поступают на третий вход двоичного реверсивного счетчика 21 и на третий вход ключа 20 измерителя 11 рассогласования частот. По третьему входу в счетчик 21 записывается число — N равное по модулю частоте девиации (ййо) ГКЧ 3, и открывается ключ 20, пропуская импульсы с частотой fp на второй (суммир юций) вход реверсивного счетчика 21. УВХ 19 отслеживает изменение выходного напряжения полосового фильтра 7.

Когда это напряжение достигнет

U„ «, УВХ 19 посылает команд на первый вход ключа 70, закрывая его, и (фиг. 6) код частотной,>асстрс . ки g F поступает на третий вх д блока 12 вычислений критерия сеп грации.

При отсутстви:: часготной р;-сстрейки (hF=O) фиг. За на второй вход счетчика 2 1 поступает коли есч но импульсов N, характеризующее sJ аче е девиации частоты (hfp) ГКЧ 3, а на третий вход — количество импульсов

N равное по модулю частоте девиа У ции (г f ) ГКЧ 3. Следовательно, в реверсивном счетчике будет код, -N + г

+К =-0).

Если резонансная характеристика индуктивного датчика 5 смещена с ro— рону не!эких частот и момент достиже— ния ею максимума на-.тупит раньше, чем ГКЧ 3 выработает импульсы с час— тотой г„, то на второй вход счетч"ка 21 поступит количество импульсов меньше чем N, следовательно, код

f. (f =f - Е). Если реэонапсная хара:.-к р fo теристика индуктивного датчика 5 смещена в сторону более высоких частот (фиг. Зб), то на второй вход счетчика 21 поступит количество импульсов, превышающее N и код счетчика 21 бу3 дет больше нуля на величину Ь Р расстройки резонансной характеристики датчика 5 относительно f (f< =fp +hF) .

Выходное напряжение полосового фильтра 7, пропорциональное резонансному сопротивлению Z инд гктивного датчика 5, поступает на перв -пЪ вход блока 12 вычислений, на второй и третий вход которого поступает кодовая информация о полуширине (Ьf) резонансной характеристики индуктивного датчика 5 и о частотной расстройке (hF) от измерителей 10 и 11 соответствeннo.

Блок 12 по программе (фиг. 6) вычисляет резонансную частоту датчика 5:

f =1,ьЬЕ, добротность сисемы: датчикf кусок Г =- -. Значение 1 — централь7bf .о ной частоты генератора 3 ВЧ кочебаний — хранится в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) блок» 12 (не. показан). На основании полученной ин.формации о Z,ЛР,0 блок 1 вычисляет

1567269 значения критерия сепарации, решая систему уравнений:

v =г(к,ьг,q) р =y(z,àF,q) р =q(Z,äF,q)

По окончании вычислений блок 1? готов к приему новой информации.

В дискриминаторе рудного признака 8, как было указано выше, происходит, сравнение вычисленных значений(7,(ц, Я с пороговыми значениями G„,(U„, Г„, по результатам которого куски направляются разделяющим механизмом 9 в соответствующий продукт сортировки. Алго- 15 ритмы вычислений рудного признака (5,(U, ;) устанавливаются в процессе градуировки аппаратуры экспериментально по образцам известного состава (с известными свойствами 6,$, о). 20

Формула изобретения устройство для автоматической сор,тировки кускового материала, содержащее узел подачи руды, измерительный блок, включающий генератор качающейся частоты, первым выходом соединенный через резонансный усилитель, индуктивный датчик и амплитудный детектор с входом полосового фильтра, дискриминатор, выходом соединенный с входом исполнительного механизма, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности сортировки, измерительный блок дополнительно содержит блок вычисления критерия сепарации и измерители ширины полосы пропускания датчика и рассогласования частот, выходы которых связаны с первым и вторым входами блока вычисления критерия сепарации, выходом подключенного к входу дискриминатора, причем второй и третий выходы генератора качающейся частоты соединены соответственно с первыми и вторыми входами измерителей ширины полосы пропускания датчика и рассогласования частот, третьи входы которых объединены с входом блока вычисления критерия сепарации и связаны с выходом полосового фильтра.

1567269

1567769 а! б/ а) Фис. б

Составитель В.Ермаков

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Редактор В.Ковтун

Заказ 1784 Тираж 461 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101