Способ оценки эффективности очистки природных алмазов

Авторы патента:

G01N21/88 - выявление дефектов, трещин или загрязнений

Владельцы патента RU 2495405:

АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ "АЛРОСА" (открытое акционерное общество) (RU)

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для контроля качества очистки алмазов. Способ включает отбор контрольной пробы очищенных кристаллов природных алмазов и определение загрязнений и примесей. После проведения очистки осуществляют регистрацию спектров поглощения кристаллов алмазов контрольной пробы и определение в информационном массиве цвета кристаллов алмазов и содержания в контрольной пробе кристаллов алмазов с различным видом загрязнений до и после очистки. Об эффективности очистки судят по отношению количества очистившихся кристаллов к количеству кристаллов алмазов с загрязнением до очистки, выраженному в процентах. Изобретение позволяет повысить эффективность и точность контроля процесса очистки. 1 табл.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для оценки эффективности очистки природных алмазов по изменению их цветовых характеристик.

На поверхности и в трещинах природных алмазов часто имеются загрязнения, образовавшиеся в результате осаждения на поверхности и в трещинах алмазов различных минералов и битумов. Данное обстоятельство приводит к изменению цвета кристаллов и соответственно к снижению их стоимости. Для удаления подобных загрязнений используются термохимические способы очистки. Контроль качества очистки алмазов осуществляется как по изменению цвета кристалла до и после очистки, так и по наличию или отсутствию видимых загрязнений на поверхности и в трещинах алмазов.

Известен способ контроля качества очистки алмазов по наличию или отсутствию видимых загрязнений на поверхности и в трещинах алмазов, который производится визуально с использованием бинокуляров (Р.Н. Соболев Методы оптического исследования минералов: Справочник. - М.: Недра, 1990. - с.163-167, 288 с.). Недостатком данного способа является субъективность оценки эксперта.

Наиболее близким по сущности является способ контроля качества очистки кристаллов, включающий отбор образца минерала и определение загрязнений, причем определение ведут методом сравнения цветовых характеристик минерала в отраженном свете (Афанасьева Е.Л., Исаенко М.П. Технологическая минераграфия - М.:Недра, 1988, с.8-9).

К недостаткам данного способа контроля следует отнести его невысокую точность. Кроме того, данный способ также не исключает субъективизма исследователя и не позволяет определить количественные критерии, по которым можно ассоциировать определенный уровень остаточных загрязнений кристаллов с изменением их цветовых характеристик.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа оценки эффективности очистки кристаллов природных алмазов, основанного на регистрации изменений определенных спектрометрических характеристик кристаллов, связанных с типичными загрязнениями алмазов, удаление которых возможно термохимическими методами очистки. Параметром сравнения в данном способе являются спектрометрические характеристики алмазов эталонной коллекции (без загрязнений), занесенные по предварительно произведенным измерениям в сформированный информационный массив.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение точности и объективности способа контроля эффективности очистки кристаллов природных алмазов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе оценки эффективности очистки кристаллов природных алмазов, включающем отбор контрольной пробы кристаллов природных алмазов и определение загрязнений и примесей и очистку кристаллов природных алмазов, предварительно по результатам измерений эталонной коллекции кристаллов алмазов создают информационный массив, после проведения очистки осуществляют регистрацию спектров поглощения кристаллов алмазов контрольной пробы и определение в информационном массиве цвета кристаллов алмазов и содержания в контрольной пробе кристаллов алмазов с различным видом загрязнений до и после очистки, а об эффективности очистки судят по отношению количества очистившихся кристаллов к количеству кристаллов алмазов с загрязнением до очистки, выраженному в процентах.

Данный способ основан на регистрации спектров поглощения кристаллов алмазов и определении на основе полученных значений соответствующих им фиксированных значений цвета кристаллов.

Способ осуществляют следующим образом.

По результатам предварительно произведенных измерений эталонной коллекции кристаллов алмазов из эталонной коллекции создается информационный массив, в который заносятся данные по соотношениям численных значений спектров поглощения кристаллов алмазов и цвета кристаллов алмазов.

Из партии кристаллов природных алмазов, предназначенной для очистки, отбирают контрольную пробу загрязненных кристаллов природных алмазов.

Контрольную пробу данных кристаллов природных алмазов подвергают полному циклу очистки.

После проведения очистки осуществляют регистрацию спектров поглощения кристаллов алмазов контрольной пробы.

Определение принадлежности кристаллов к тому или иному загрязнению и их цвета по спектрометрическим характеристикам потребовало разработки специального алгоритма, реализованного с использованием электронных таблиц Microsoft Office Exsel, предназначенных для использования при проведении оценки качества очистки кристаллов алмазов Входными параметрами является информация о полученных в результате измерений с использованием спектрофотометра показателей L*a*b*, по эталонной выборке кристаллов алмазов. Классификация цвета и вида загрязнений кристаллов алмазов осуществляется автоматически.

Об эффективности очистки судят по отношению количества очистившихся кристаллов (с цветовой гаммой от 1cZ до 9cZ) к количеству кристаллов алмазов с загрязнением до очистки в процентах.

Пример конкретной реализации

Параметром сравнения в данном способе являются спектрометрические характеристики алмазов без загрязнений и спектрометрические характеристики полученные с кристаллов с типичными загрязнениями (битум, ожелезнения). Учитывая широкое изменение цветовой гаммы природного цвета алмазов, данный способ потребовал создания базы данных спектров кристаллов с установленными цветовыми характеристиками. При создании данной базы данных были использованы образцы по цвету эталонной коллекции алмазов центра сортировки алмазов (ЦСА), и кристаллы текущей добычи с типичными загрязнениями.

Определяют цвет кристаллов алмазов и содержание в контрольной выборке кристаллов алмазов с цветовой палитрой от 1cZ до 9cZ (от 1-го цвета Sawables до 9-го по классификатору SITY). Данные цвета соответствуют природным алмазам, без загрязнений. Определение цвета кристаллов алмазов производят в предварительно созданном информационном массиве (базе данных), сформированном в формате таблиц EXCEL. Для сравнения полученных показателей L*a*b* кристаллов контрольной выборки с эталонными значениями используют специально разработанную базу данных, в которой реализован алгоритм, позволяющий классифицировать алмазы по 19 цветовым группам, соответствующим различным видам загрязнений и цветам алмаза классификатора SITY. Предельные значения полученных показателей занесены в книгу Microsoft Office Exsel 2003 на лист «пределы». Алгоритм принятия решения о принадлежности кристалла к определенной позиции реализован на листе «результаты». Аналогичные формулы реализованы для всех цветовых групп и типичных загрязнений алмазов. Приведенный алгоритм и установленные предельные значения L*a*b* позволили классифицировать алмазы по 19 цветовым группам, соответствующим различным видам загрязнений и цветам алмаза по классификатору SITY. База данных является гибкой и позволяет, в случае необходимости, увеличить количество классификационных групп.

Оценку эффективности очистки партии в целом осуществляют по изменению содержаний проблемных кристаллов в контрольном автоклаве. Оптимальная загрузка одного автоклава составляет от 425 до 475 карат, что для класса -8,0+4,0 мм соответствует примерно 500 кристаллам. Объем контрольной выборки составит 50 кристаллов. Таким образом, для проведения глубокой термохимической очистки была приготовлена партия кристаллов природных алмазов в количестве 500 кристаллов, из которой случайным образом отобрали контрольную выборку алмазов в количестве 50 шт. Провели полный цикл глубокой термохимической очистки партии кристаллов природных алмазов. При этом в автоклаве контрольную партию кристаллов отделяют от остальных кристаллов, находящихся в этом же автоклаве с помощью фторопластового перфорированного лепестка (с целью удобства их последующей идентификации после очистки).

Выполняют очистку кристаллов в микроволновой системе в соответствии с технологическим регламентом.

После проведения очистки осуществляют регистрацию спектров поглощения кристаллов природных алмазов контрольной пробы, определяют с использованием разработанного алгоритма цвет и содержание очистившихся кристаллов (с цветовой гаммой от 1cZ до 9cZ).

Для регистрации спектров поглощения (А, %) алмазов используют спектрофотометр Lambda 950 фирмы Perkin Elmer, укомплектованный интегрирующей сферой. Данная сфера позволяет учесть отражение от кристаллов и соответственно снизить влияние как геометрических размеров, так и расположения кристаллов относительно луча падающего света. Для размещения алмазов в центре сферы используется устройство позиционирования кристаллов, состоящее из конденсора (фокусирующей линзы), устройства крепления пробирки и стеклянной химической пробирки.

Регистрацию спектров поглощения природных алмазов осуществляют в спектральном диапазоне, охватывающем всю видимую область от 370 нм до 800 нм. Поперечное сечение сфокусированного пучка света, падающего на место установки кристалла, составляет около 8 мм. Загрязнения кристаллов могут иметь локальный характер, поэтому при исследованиях алмазов крупнее 8 мм существует вероятность не полной засветки кристалла падающим светом и, как следствие, загрязненная область может не проявиться в регистрируемом спектре. Поэтому в качестве контролируемого класса крупности, по которому оценивалось качество очистки алмазов с использованием спектрофотометра, выбран класс крупности -8,0+4,0 мм.

Полученные спектры поглощения используют для предварительной классификации алмазов и для дальнейшего определения числовых значений цветовых координат. Для определения цвета кристалла используют цветовую модель L*a*b*, предложенную международной комиссией по освещению CIE (Commission Internationale de l'Eclairage). Все расчеты цветовых координат производят относительно источника дневного света D65 с температурой 6500 K.

Определение показателей L*a*b*, используемых для сравнения производили на алмазах из коллекции ЦСА с установленными цветовыми характеристиками и алмазах с различным видом загрязнений. Были зарегистрированы спектры поглощения кристаллов всей цветовой гаммы +1,8ct Sawables от прозрачных до темно-коричневых. В соответствии с классификатором SITY данная цветовая гамма кристаллов по цветам разделяются на 15 групп: 1cZ, 2cZ, 3cZ, 4cZ, 5cZ, 6cZ, 7cZ, 8cZ, 9cZ, 1brnZ, 2bmZ, 3bmZ, 4bmZ, ¹/₂b.b.MXD Z и ³/₄b.b.MXD Z. В пределах цветовой группы кристаллы также имеют различные по насыщенности цвета, поэтому из каждой цветовой группы отбиралось по три кристалла (с минимальной, средней и максимальной насыщенностью цвета). С каждого кристалла регистрировалось по три спектра при различном положении алмаза в устройстве позиционирования. Соответствующие определения показателей L*a*b* были выполнены для кристаллов с ожелезнениями, розовой, желтой окраской и с битумными загрязнениями.

Выполняют расчет эффективности очистки проблемных кристаллов и партии в целом как отношение количества/массы очистившихся кристаллов к количеству/массе кристаллов с загрязнением до очистки, выраженное в процентах.

Об эффективности очистки судят по отношению количества очистившихся кристаллов (с цветовой гаммой от 1cZ до 9cZ) к количеству кристаллов алмазов с загрязнением до очистки, выраженному в процентах.

Результаты оценки эффективности очистки алмазов четырех партий приведены в таблице.

Результаты оценки эффективности очистки алмазов партий крупностью -8,0+4,0 мм
	Эффективность очистки алмазов, %
1 партия	68.4
2 партия	65.5
3 партия	75.3
4 партия	84.1
В среднем	73.3

Способ оценки эффективности очистки кристаллов природных алмазов, включающий отбор контрольной пробы кристаллов природных алмазов и определение загрязнений и примесей и очистку кристаллов природных алмазов, отличающийся тем, что предварительно по результатам измерений эталонной коллекции кристаллов алмазов создают информационный массив, после проведения очистки осуществляют регистрацию спектров поглощения кристаллов алмазов контрольной пробы и определение в информационном массиве цвета кристаллов алмазов и содержания в контрольной пробе кристаллов алмазов с различным видом загрязнений до и после очистки, а об эффективности очистки судят по отношению количества очистившихся кристаллов к количеству кристаллов алмазов с загрязнением до очистки, выраженному в процентах.

Изобретение относится к способам оперативного диагностирования деталей из полимерных композиционных материалов (ПКМ) в эксплуатации и может быть использовано для выявления появляющихся дефектов изделий, агрегатов, узлов и деталей в авиакосмической, авиационной, судостроительной и других отраслях машиностроения.

Способ выявления структурных дефектов в кремнии // 2486630

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к области неразрушающего контроля параметров полупроводниковых материалов, и может быть использовано для выявления и анализа структурных дефектов в кремниевых слитках перед разрезанием слитков на пластины.

Способ распознавания поверхностных признаков металлургических изделий, в частности заготовок, полученных непрерывной разливкой, и прокатных изделий, а также устройство для осуществления способа // 2480738

Изобретение относится к устройству для идентификации металлургических изделий, в частности заготовок, полученных непрерывной разливкой, или прокатных изделий, а также к устройству для осуществления способа.

Способ локализации неоднородностей металлической поверхности в инфракрасном излучении // 2479833

Изобретение относится к оптическим методам контроля качества поверхностей металлов и полупроводников. .

Установка для имитации и контроля запотевания стекол защитных очков // 2478933

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к установкам для определения основных защитных и эксплуатационных показателей защитных очков, применяемых при наличии вредных и опасных для глаз производственных факторов, а именно для определения запотевания смотровых стекол защитных очков в условиях, приближенных к их реальной эксплуатации.

Способ тестирования световодов с недоступным торцом ввода-вывода излучения // 2477847

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля качества световодов с непрозрачной защитной оболочкой и одним недоступным торцом ввода-вывода излучения.

Устройство контроля качества стекла // 2475726

Изобретение относится к области оптического приборостроения и, в частности, к методам дефектоскопии оптических материалов по таким показателям, как пузырность, бессвильность, посечки.

Способ неразрушающего экспресс-контроля сварных соединений и устройство, его реализующее // 2475725

Способ определения источников выбросов в атмосферу по изображениям мегаполисов // 2463630

Изобретение относится к области экологии, в частности к дистанционным методам мониторинга природных сред, и может найти применение в системах санитарно-эпидемиологического контроля промышленных регионов.

Способ определения коррозионного состояния подземной части железобетонных опор линий электропередач и контактной сети // 2460062

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения коррозионного состояния подземной части железобетонных опор линий электропередач и контактной сети без их откопки.

Способ контроля качества очистки кристаллов алмазов // 2498276

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для контроля качества очистки алмазов. Способ включает отбор контрольной пробы очищенных кристаллов природных алмазов и определение загрязнений и примесей. Контрольную пробу очищенных кристаллов природных алмазов повторно подвергают полному циклу очистки. До и после проведения повторной очистки осуществляют регистрацию спектров поглощения кристаллов алмазов контрольной пробы и определение численного значения цветовых координат кристаллов алмазов и содержания в контрольной пробе кристаллов алмазов с различным видом загрязнений до и после повторной очистки. О качестве основной очистки судят по значимости различий между расчетными показателями, которую оценивают по t-критерию Стьюдента. Технический результат - повышение эффективности и точности контроля качества используемого процесса очистки кристаллов алмазов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Способ дистанционного определения характеристик среды открытого водоема // 2503041

Способ относится к области океанографических измерений и может быть использован для контроля состояния открытых водоемов, вызванного их загрязнением, при проведении экологических и природоохранных мероприятий, а также для мониторинга гидрологических характеристик. Поверхность исследуемого водоема непрерывно в надир облучают лазером и регистрируют блики зеркального отражения от поверхности. В моменты регистрации бликов зеркального отражения увеличивают мощность излучения лазера до уровня, позволяющего измерять спектр комбинационного рассеяния из водной толщи. Измеряют спектр комбинационного рассеяния из водной толщи и по нему определяют характеристики среды водоема, например химические, биологические параметры, температуру. Технический результат заключается в повышении точности определения вертикальных распределений характеристик исследуемой водной среды за счет устранения влияния на результат измерений возмущений поверхности, созданных ветровыми волнами и зыбью.

Способ определения места повреждения оптического волокна // 2503939

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для локализации места повреждения оптического волокна. Согласно способу измеряют контрольную и текущую поляризационные характеристики обратного рассеяния оптического волокна. При измерении текущей характеристики с помощью контроллера поляризации изменяют состояние поляризации оптического излучения на входе оптического волокна и рассчитывают коэффициенты корреляции контрольной и текущей поляризационных характеристик вдоль длины оптического волокна. По полученным характеристикам участок с повреждением определяют как участок, на котором коэффициент корреляции изменяется на величину, превышающую пороговое значение. Расстояние до места повреждения определяют как расстояние до точки пересечения характеристик изменения коэффициента корреляции контрольной и текущей поляризационных характеристик обратного рассеяния вдоль длины оптического волокна при максимальном значении коэффициента корреляции на ближнем и дальнем конце, соответственно. Технический результат - исключение погрешностей вносимых изменением состояния поляризации при повторных подключениях оптического рефлектометра и снижение погрешности при определении расстояния до места повреждения волокна. 1 ил.

Способ определения плотности дефектов поверхности оптической детали // 2515119

Изобретение относится к области силовой лазерной оптики и касается способа определения плотности дефектов поверхности оптической детали. Способ включает в себя облучение участков поверхности оптической детали пучком импульсного лазерного излучения с гауссовым распределением интенсивности, регистрацию разрушения поверхности, наиболее удаленного от точки максимальной интенсивности пучка лазерного излучения, определение соответствующего этому разрушению значения интенсивности пучка εi, определение зависимости плотности вероятности f(ε) разрушения поверхности оптической детали от интенсивности излучения и выбор наименьшего значения интенсивности пучка εimin. Плотность дефектов поверхности оптической детали D определяется по формуле: , где r0 - радиус пучка по уровню exp(-1) от максимальной интенсивности пучка излучения. Технический результат заключается в повышении точности и уменьшении трудоемкости измерений. 3 ил.

Способ контроля внешнего композиционного армирования строительных конструкций // 2519843

Изобретение относится к области разработки, производства и монтажа строительных конструкций преимущественно из бетона, покрытого армирующим композиционным материалом. Способ контроля внешнего композиционного армирования строительных конструкций включает тепловое нагружение контролируемой поверхности, облучение контролируемой поверхности когерентным лазерным излучением, регистрацию поля перемещений и обнаружение дефектов композиционного армирования по наличию аномалий интерференционных полос. При этом тепловое нагружение выполняют лучом лазера с длиной волны, обеспечивающей максимальное поглощение энергии контролируемым композиционным покрытием и пятном прогрева меньше поперечного размера допустимого дефекта, энергию прогрева дозируют длительностью импульса излучения. Проводят поточечное сканирование исследуемой поверхности, а поле перемещений регистрируют методом высокоскоростной электронной корреляционной спекл-интерферометрии. Изобретение позволяет повысить эффективность способа, сократить время подготовительных операций, а также увеличить достоверность обнаружения дефектов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ диагностики дефектов на металлических поверхностях // 2522709

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и предназначено для определения дефектов и трещин на поверхности металлического оборудования и трубопроводов. На поверхность контролируемого объекта наносят напылением наночастицы золота цилиндрической формы длиной не более 100 нм и с толщиной слоя, обеспечивающей заполнение полостей потенциальных трещин, после чего производят сушку поверхности с последующим удалением с нее слоя напыления. Затем осуществляют построчное сканирование поверхности объекта лучом фемтосекундного лазера и одновременно регистрируют интенсивность сигнала двухфотонной люминесценции в каждой исследуемой области с фиксированием местоположения указанной области, соответствующего координате объекта, и формируют двумерный массив значений интенсивности сигнала двухфотонной люминесценции с получением карты распределения интенсивностей свечения наночастиц, возбуждаемых лазерным излучением. Изобретение позволяет диагностировать поверхностные дефекты в металлоконструкциях с обеспечением ранней диагностики дефектов. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство для проведения эксплуатационного мониторинга низконапорных земляных плотин // 2531209

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Устройство включает раму 1, антенные блоки 6, расположенные по периметру рамы 1, и датчик движения 5. Устройство навешено на движитель 7 с гидроприводом 8, который перемещается по гребню плотины, с находящимся в нем обрабатывающим модулем 4. Гидропривод 8 позволяет устанавливать раму 1, состоящую из двух частей, соединенных с помощью шарниров 2, в рабочее положение для перемещения ее по верховому откосу. Обеспечивается возможность выявления дефектов и повреждений как самого защитного покрытия по верховому откосу, так и состояния грунта, составляющего тело плотины, расположенного под ним, на образование разуплотнений и просадки на ранней стадии их образования. Повышается качество проведения эксплуатационного мониторинга, а наличие движителя с гидроприводом позволяет значительно ускорить проведение обследования низконапорных земляных плотин. 1 ил.

Анализ поверхности для обнаружения закрытых отверстий и устройство // 2532616

Способ анализа поверхности подлежащих открыванию по меньшей мере частично закрытых отверстий конструктивного элемента после нанесения покрытия, в котором конструктивный элемент измеряют с незакрытыми отверстиями в состоянии без покрытия и генерируют модель маски с помощью измерения посредством лазерной триангуляции. Модель содержит по меньшей мере положение отверстий и ориентацию их продольных осей. Выполняют измерение с помощью лазерной триангуляции снабженного покрытием конструктивного элемента и закрытых за счет этого по меньшей мере частично отверстий. Созданный так комплект данных представляет модель покрытия. Модель маски сравнивают с моделью покрытия для обеспечения возможности обнаружения закрытых отверстий. Наилучшее возможное соответствие модели маски и модели покрытия определяют посредством итерации. Технический результат - обеспечение определения положения и ориентации осей отверстий после нанесения покрытия. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ контроля ширины элементов топологии // 2533097

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для проверки топологии фотошаблонов, печатных плат, микросхем на наличие дефектов. Техническим результатом является повышение точности контроля ширины элементов и изоляционных промежутков. Способ содержит этапы, на которых сканируют контролируемую поверхность, задают контрольные точки на элементах топологии и на участках фона согласно эталону, причем точкам фона, связанным с контрольными точками, приписывается индекс ноль, выполняют операцию сжатия на величину, равную половине допустимой ширины элемента топологии, однослойным окном, яркость центральной точки которого заменяется нулем, если в окне имеется точка с индексом ноль, после проведения числа циклов индексации - сжатия, равного половине числа дискрет допустимой ширины элемента топологии, проводят контроль связности. 1 ил.

Способ определения микровключений примесей в порошковых органических люминофорах // 2544047

Изобретение предназначено для определения содержания примесей в порошковых органических материалах. Способ основан на определении доли частиц в препарате, цвет которых отличен от цвета частиц основного вещества препарата при освещении его как видимым, так и ультрафиолетовым излучением. Так как цвет люминесценции является специфической характеристикой люминофора, частицы другого цвета с высокой вероятностью являются частицами примеси. Количественное определение объемной доли таких частиц представляется нецелесообразным, определяется поверхностная доля областей, имеющих цвет, отличный от цвета люминофора. Поверхностная доля областей определяется как отношение площади областей на изображении к площади всего изображения. Значение поверхностной доли областей, соответствующих микровключениям, дает верхнюю оценку объемной доли микровключений. Изобретение обеспечивает повышение качества светоизлучающих изделий на основе органических и металлоорганических люминофоров. 11 ил.