Измеритель разубоживания медно-никелевой сульфидной руды в мерном объеме

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на горных предприятиях цветной металлургии для определения величины разубоживания добываемой медно-никелевой сульфидной руды. Технический результат - обеспечение возможности экспресс-анализа величины разубоживания медно-никелевой сульфидной руды в мерном объеме, оперативного определения доли нерудных компонентов в анализируемых пробах с целью последующего использования результатов измерений для снижения потерь качества добываемой руды. Измеритель разубоживания медно-никелевой сульфидной руды, использующий импульсный принцип измерения, основанный на возбуждении излучающей катушкой индуктивного датчика пульсирующего магнитного поля, индуцирующего в приемной катушке измерительный сигнал, находящийся в функциональной зависимости от величины разубоживания руды, помещаемой в пространство между излучающей и приемной катушками (мерный объем), содержит переменный резистор 2, генератор 3, микроконтроллер 4, полевой MOSFET-транзистор 5, излучающую катушку индуктивного датчика 6, расположенную концентрично внутри излучающей катушки, усилитель-формирователь 7, прецизионный амплитудный детектор 8, масштабный усилитель 9, повторитель напряжения 12, LCD дисплей 14 и клавиатуру 15. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на горных предприятиях цветной металлургии для определения величины разубоживания добываемой медно-никелевой сульфидной руды.

В изобретении [1] предложен метод оценки разубоживания, однако он не связан с применением измерительной техники.

В работе [2], взятой за аналог, представлены методы и схемы определения величины потерь и разубоживания при разработке угольных и рудных месторождений в различных горно-геологических условиях. При этом описываемые методы и схемы носят аналитический характер и не описывают применение для определения потерь и разубоживания каких-либо контрольно-измерительных приборов и оборудования.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение возможности экспресс-анализа величины разубоживания медно-никелевой сульфидной руды в мерном объеме, оперативного определения доли нерудных компонентов в анализируемых пробах с целью последующего использования результатов измерений для снижения потерь качества добываемой руды.

Поставленная задача достигается тем, что разработан и изготовлен измеритель разубоживания медно-никелевой сульфидной руды, использующий импульсный принцип измерения, основанный на возбуждении излучающей катушкой индуктивного датчика пульсирующего магнитного поля, индуцирующего в приемной катушке измерительный сигнал, находящийся в функциональной зависимости от величины разубоживания медно-никелевой сульфидной руды, помещаемой в пространство между излучающей и приемной катушками (мерный объем).

Согласно изобретению к выходу стабилизатора напряжения подключен переменный резистор, подвижный контакт которого подключается к входу генератора, управляемого напряжением, выход которого подключен к тактовому входу AVR микроконтроллера, выход которого подключен к затвору MOSFET-транзистора, в цепь стока которого включена излучающая катушка индуктивного датчика, расположенная концентрично с приемной катушкой, выход которой подключен к усилителю-формирователю, выходной сигнал которого подается на вход прецизионного амплитудного детектора, выход которого подключен к входу масштабного усилителя с возможностью регулировки начала и предела шкалы измерений, выход масштабного усилителя через повторитель напряжения подключен к аналоговому входу AVR микроконтроллера, к которому подключены символьный LCD дисплей и клавиатура.

На фиг.1 приведена структурная схема построения предлагаемого устройства; на фиг.2 - зависимость напряжения на выходе масштабного усилителя от содержания руды в измеряемой пробе.

Устройство состоит из стабилизатора напряжения 1, выход которого подключен к переменному резистору 2, подвижный контакт которого подключен к генератору, управляемому напряжением 3. Генератор является тактовым для микроконтроллера 4, выход которого подключен к затвору полевого транзистора 5, в цепь стока которого включена излучающая катушка 17 индуктивного датчика 6. Выход приемной катушки 18 индуктивного датчика 6 подключен к входу усилителя-формирователя 7, к выходу которого подключен прецизионный амплитудный детектор 8. К выходу амплитудного детектора подключен масштабный усилитель 9, имеющий регуляторы 10 «Диапазон» и 11 «Уст.0». Выход масштабного усилителя подключен через повторитель напряжения 12 к аналоговому входу микроконтроллера 13, имеющего клавиатуру 14 для ввода команд и LCD дисплей 15 для индикации результатов измерений.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При включении напряжения питания на выходе стабилизатора напряжения 1 формируется напряжение +5 В. Переменный резистор 2 путем изменения входного напряжения генератора 3 в диапазоне от 0 до +5 В позволяет регулировать выходную частоту генератора и, следовательно, тактовую рабочую частоту микроконтроллера 4. Микроконтроллер формирует выходное напряжение прямоугольной формы, скважность которого устанавливается программно, а частота устанавливается переменным резистором 2. Полевой MOSFET транзистор 5 представляет собой усилитель импульсов, которые подаются в излучающую катушку индуктивного датчика 6. Приемная катушка индуктивного датчика 6 выполняется концентрично с излучающей катушкой. При этом мерный объем анализируемой горной массы равен

,

где D1 - внутренний диаметр излучающей катушки;

D2 - внешний диаметр приемной катушки;

H - высота индуктивного датчика.

Помещение анализируемой рудной массы в мерный объем приводит к изменению информационного сигнала, снимаемого с приемной катушки датчика.

С приемной катушки информационный сигнал подается на усилитель-формирователь 7, выделяющий и усиливающий его информативную часть. На выходе усилителя-формирователя 7 создается последовательность импульсов напряжения, амплитуда которых зависит от величины разубоживания руды, помещенной в мерный объем рудной массы 16. Импульсный сигнал с выхода усилителя 7 подается на прецизионный амплитудный детектор 8, преобразующий переменное напряжение в напряжение постоянного тока, которое далее поступает на вход масштабного усилителя 9. Масштабный усилитель 9 имеет возможность регулировки предела 10 и начала 11 шкалы измерений переменными резисторами «Диапазон» и «Уст.0» соответственно. С выхода масштабного усилителя 9 усиленное напряжение постоянного тока через повторитель напряжения 12 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера 13. Микроконтроллер преобразует аналоговый сигнал в цифровой, осуществляет прием команд с клавиатуры 14 и вывод результатов измерений на символьный жидкокристаллический LCD дисплей 15.

Зависимость выходного напряжения на выходе масштабного усилителя от содержания руды в измеряемой пробе приведена на фиг.2.

Практическая реализация полезной модели выполнена с применением в качестве стабилизатора напряжения 1 интегрального стабилизатора LM317, микросхемы генератора, управляемого напряжением 3, типа К555ГГ2, микроконтроллера 4 - микросхемы ATtiny2313, импульсного усилителя 5 - MOSFET транзистора типа IRFZ44. Усилитель-формирователь 7 выполнен на операционных усилителях (ОУ) типа КР574УД1 и КР140УД7, амплитудный детектор 8 выполнен на прецизионных ОУ типа ОР37, масштабный усилитель 9 выполнен на ОУ типа КР140УД7 и КР140УД17, повторитель напряжения 12 выполнен на ОУ типа КР140УД17, микроконтроллер 13 применен типа ATmegal6, клавиатура 14 типа 3х4, LCD дисплей 15 применен типа ME 2х16.

Величина разубоживания медно-никелевой сульфидной руды в мерном объеме определяется по содержанию в ней богатой руды (т.н. «чистой руды»). Для этого прибор калибруется в лабораторных условиях, и характеристика зависимости выходного напряжения нормирующего преобразователя от содержания чистой руды в мерном объеме записывается в память контроллера (в виде кусочно-линейной аппроксимации).

Контроллер вычисляет величину разубоживания по известным нам формулам и выводит ее на индикатор. Например, если мы сделали замес чистой руды с пустой породой в процентном соотношении: руда - 90%, пустая порода - 10%, то прибор нам покажет разубоживание 10%, при этом измерив именно содержание чистой руды.

Экспериментально было установлено, что при помещении анализируемой пробы в полость между катушками, наблюдается ослабление сигнала на выходе приемной катушки, что и было взято за основу технической реализации устройства. Т.е. при помещении в мерный объем анализируемой пробы происходит поглощение ею энергии электромагнитного поля, создаваемого излучающей катушкой.

Эксперименты также показали, что пустая порода на свойства поля практически не влияет, что обусловлено выбором рабочей частоты генератора - порядка 2500 Гц. В этом случае измерительный сигнал однозначно определяет содержание чистой руды, а следовательно, разубоживание.

Источники информации

1. CN 1609875, Non-polar price fixing control method for ore dilution, G06F 17/60, Заявка:

CN 20041060510, приоритет: 2004.09.13, Опубликовано: 2005.04.27, Заявитель:

GONG DONGFENG [CN].

2. УДК 622.355.11.002.8, Разоренов Ю.И., Белодедов А.А., Шмаленюк С.А. Определение потерь и разубоживания при разработке месторождений полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009. - №9 - с.47-50.

1. Измеритель разубоживания медно-никелевой сульфидной руды, использующий импульсный принцип измерения, основанный на возбуждении излучающей катушкой индуктивного датчика пульсирующего магнитного поля, индуцирующего в приемной катушке измерительный сигнал, находящийся в функциональной зависимости от величины разубоживания медно-никелевой сульфидной руды, помещаемой в пространство между излучающей и приемной катушками (мерный объем), отличающийся тем, что к выходу стабилизатора напряжения подключен переменный резистор, подвижный контакт которого подключен к входу генератора, управляемого напряжением, выход которого подключен к тактовому входу AVR микроконтроллера, выход которого подключен к затвору MOSFET-транзистора, в цепь стока которого включена излучающая катушка индуктивного датчика, расположенная концентрично с приемной катушкой, выход которой подключен к усилителю-формирователю, выходной сигнал которого подается на вход прецизионного амплитудного детектора, выход которого подключен к входу масштабного усилителя с возможностью регулировки начала и предела шкалы измерений, выход масштабного усилителя через повторитель напряжения подключен к аналоговому входу AVR микроконтроллера.

2. Измеритель разубоживания медно-никелевой сульфидной руды по п.1, отличающийся тем, что к микроконтроллеру подключены символьный LCD дисплей и клавиатура.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам мониторинга технического состояния сложных многокомпонентных объектов, преимущественно, таких как гидротехнические сооружения (ГТС), и может быть использовано, в частности, при управлении безопасностью и надежностью комплексов ГТС ряда гидроэлектростанций (ГЭС) и иных объектов, принадлежащих или эксплуатируемых одной корпорацией.

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и предназначено для моделирования комбинаторных задач при проектировании вычислительных систем (ВС), например для размещения процессов.

Изобретение относится к способу и устройству обработки информации, осуществляющему связь с периферийными устройствами. .

Изобретение относится к автоматическим средствам поддержки принятия решений. .

Изобретение относится к способу анализа соединения деталей по отношению к, по меньшей мере, одному заданному проектировочному критерию. .

Изобретение относится к способу построения и использования индекса поисковых машин и относится к области компьютерной техники и способам обработки информации. .

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. .

Изобретение относится к системе обновления карты, которая включает в себя базу данных карты, хранящую данные карты, и в которой выполняется обработка обновления базы данных карты после приема данных для обновления, и к программе обновления карты для выполнения этой обработки обновления базы данных карты.

Изобретение относится к средствам проверки сочетаний слов. .

Изобретение относится к вычислительной технике. .

Изобретение относится к поиску скрытых ферромагнитных объектов с помощью переносной штанги с датчиками трехкомпонентных магнитометров. .

Изобретение относится к области обнаружения ферромагнитных объектов и может быть использовано при морском гуманитарном разминировании, для выявления металлического мусора на прибрежных акваториях, а также при поиске стальных нефте- и газопроводов в водной среде.

Изобретение относится к технике обнаружения скрытых коммуникаций: кабелей металлических и пластмассовых трубопроводов, находящихся под слоем грунта, снега, асфальта.

Изобретение относится к технике обнаружения металлических и металлосодержащих объектов и может быть использовано для поиска и идентификации скрытых подповерхностных объектов, находящихся в непроводящих и слабопроводящих средах.

Изобретение относится к технике обнаружения скрытых токопроводящих объектов, например кабелей, трубопроводов и иных металлических предметов, расположенных под слоем грунта, асфальта, снега и др.

Изобретение относится к области интроскопии и может быть использовано при неразрушающем контроле для обнаружения различных электрофизических неоднородностей в различных укрывающих средах, а также при поиске металлических предметов в указанных средах.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения глубины залегания и расстояния до кабеля, расположенного в земле.

Изобретение относится к технике обнаружения металлических предметов в потоках материалов. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для генерирования гармонических сигналов в составе измерительного комплекса для реализации индукционного метода поиска и диагностики подземных коммуникаций

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на горных предприятиях цветной металлургии для определения величины разубоживания добываемой медно-никелевой сульфидной руды

Наверх