Устройство контроля качества угля на ленте конвейера

Устройство контроля качества угля на ленте конвейера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА УГЛЯ НА ЛЕНТЕ КОНВЕЙЕРА, содержащее измеритель отношений, последовательно расположенные источник гамма-излучения с коллиматором, ленту , экран и детектор, установленный над слоем угла перпендикулярно его поверхности, и блок управления, первый выход которого соединен с элекромагнитным приводом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено электронным коммутатором. делителем частоты, счетчиком, реверсивным счетчиком, причем детектор выполнен в виде вставленного в трубу ц1-шиндра с осесимметричными периферийными пазами, в которые вставлены газоразрядные счетчики, труба изготовлена из материала с низким атомным номером, например из стеклопластика , фильтры вьшолнены в продольнЕзгх вставок в трубу, которые расположены против пазов цилиндра, приводной вал трубы соединен с электромагнитным приводом, второй выход блока управления соединен с управляющим входом электронного коммутатора , к входу которого подключены газоразрядные счетчики, а к выходам (Я подключены соответственно входы делителя частоты, счетчика и реверсивс ного счетчика, к суммирующему входу которого подсоединен выход делителя частоты, а к выходу подсоединен первый вход измерителя, второй вход которого соединен с выходом счетчика , при этом фильтр выполнен из материала , энергия k-скачка которого со EJ, удовлетворяет условию 0,,, СП где Е| - энергия гамма-излучения О СП источника.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11):

4 (S1) В 03 В 13/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3654472/22-03 (22) 21. 10. 83 (46) 15.02.85. Бюл.№ б (72) А.Г.Васильев, И.Л. Гейхман, А.М.Онищенко, В.М.Славинский и З.А.Черняк (71) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А.А.Скочинского (53) 622.831.53(088.8) делителем частоты, счетчиком, реверсивным счетчиком, причем детектор выполнен в виде вставленного в трубу цилиндра с осесимм.тричными периферийными пазами, в которые вставлены газоразрядные счетчики, труба изготовлена из материала с низким атомным номером, например из стеклопластика, фильтры выполнены в виде продольных вставок в трубу, которые расположены против пазов цилиндра, приводной вал трубы соединен с электромагнитны приводом, второй выход блока управления соединен с управляющим входом электронного коммутатора, к входу которого подключены газоразрядные счетчики, а к выходам подключены соответственно входы делителя частоты, счетчика и реверсивного счетчика, к суммирующему входу которого подсоединен выход делителя частоты, а к выходу подсоединен первый вход измерителя, второй вход которого соединен с выходом счетчика, при этом фильтр выполнен из материала, энергия k -скачка которого удовлетворяет условию

0,9Е,<Е„а L где Š— энергия гамма -излучения

И источника. (56) ). Авторское свидетельство СССР № 816592, кл. В 03 В 13/06, 1979.

2. "Кокс .и химия", 1979, № 2, с. 37-40 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО КОНТРО11Я КАЧЕСТВА УГЛЯ НА ЛЕНТЕ КОНВЕЙЕРА, содержащее измеритель отношений, последовательно расположенные источник гамма-излучения с коллиматором, ленту, экран и детектор, установленный над слоем угла перпендикулярно его поверхности, и блок управления, первый выход которого соединен с элекромагнитным приводом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено электронным коммутатором, i

В .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 1 :. :: ц, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1139

Однако для известного устройства характерна низкая точность, которая обусловлена с одной стороны невозможностью получения инвариантности

Изобретение относится к горному конвейерному транспорту, а более

1 конкретно к устройствам длй автоматического непрерывного контроля качества полезных ископаемых на ленточных конвейерах шахт, карьеров, рудников, обогатительных фабрик, и может исиользоваться, например, для контроля зольности угля на угольных шахтах и углеобогатительных 10 фабриках с целью автоматизации добычи или обогащения угля.

Известно устройство для анализа качества угля иа ленте конвейера, содержащее два огранич14вающих борта и шарнирную подвеску с установленными на противоположных ее концах противовесами и разравнивателем и датчик качества угля, в котором для повышения точности анализа имеют- 20 ся последовательно соединенные дат« чик угла наклона подвески,,вычисли" тельный блок, экстремальный регулятор и перпендикулярные к краям ленты конвейера валы с приводами, к которым йрикреппены ограничивающие борты. Каждый ограничивающий борт выполнен в виде прямого геликоида, осью которого является прилегающая к поверхности ленты сторона борта (!).

Недостатками известного устройст- " ва являются сложность и низкая надежность. Эти недостатки не позво- ляют эффективно использовать устройство для контроля зольности угля.

Известно устройство контроля качества угля на ленте конвейера, содержащее измеритель отношений, последовательно расположенные источник. гамма-излучения с коллиматором, ленту, экран и детектор, установленный

40 над слоем угля перпендикулярно его поверхности, и блок управления, первый выход которого соединен с элек,тромагнитным приводом. Устройство

45 может содержать также стабилизатор блока питания и цифропечатающее устройство. В известном устройстве выход детектора соединен со входом формирователя импульсов, а электромагнит ный привод соединен со шторкой, перекрывающей поток излучения от дополнительного контрольного источника к детектору (2) .

505 2 к колебаниям плотности и влажности угля в широких пределах, а с другой стороны обусловлена сильным влиянием изменения химсостава эолы угля на результат измерения.

Цель изобретения — повышение точности контроля качества угля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля качества угля на ленте конвейера, содержащее измеритель отношений, последовательно расположенные источник гамма-излучения с коллиматором, ленту, экран и детектор, установленный .над слоем угля перпендикулярно его поверхности, и блок управления, первый выход которого соединен с электромагнитным приводом, снабжено электронным коммутатором, делителем частоты, счетчиком, реверсивным счетчиком, причем детектор выполнен в виде вставленного в трубу цилиндра с осеснмметричными периферийными пазами, в которые вставлены газораэрядные счетчики, труба изготовлена из материала с низким атомным номером, например из стеклопластика, фильтры выполнены в виде продольных вставок в трубу, которые расположены против пазов цилиндра, приводной вал трубы соединен с электромагнитным приводом, второй выход блока управления соединен с управляющим входом электронного коммутатора, к входу которого подключены гаэоразрядные счетчики,,а к выходам подключены соответственно входы делителя частоты, счетчика и реверсивного счет-; чика, к суммирующему входу которого подсоединен выход делителя частоты, а к выходу подсоединен первый вход измерителя, второй вход которого соединен с выходом начетчика, при этом фильтр выполнен иэ материала, энергия К-скачка которого Е удовК летворяет условию ОФ9EИ(Rk< Еи у где Š— энергйя гамма-излучения источника.

Такое конструктивное выполнение дает возможность компенсировать влияние колебаний плотности и влажности угля в широких пределах и одновременно устранить влияние изменений химсостава золы угля и результат контфэля его зольности, что позволяет значительно повысить точность.

Не влияет на повышение точности наличие индикатора и регистратора, 3 1139 На фиг.l схематически изображено .устройство контроля качества угля на ленте конвейера (c иэображением ленты в разрезе и источника гаммаизлучения с контейнером-коллимато5 ром) на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l (детектор с фильтром, на фиг.3— зависимость массового коэффициента ослабления гамма-излучения {в см /rj фильтром из тулия. !О

Устройство контроля качества угля, на ленте конвейера состоит из источника гамма-излучения I,.вмонтированного в контейнер-коллиматор 2, На ленте 3 конвейера находится слой угля

4. Протяженный детектор состоит из цилиндра 5, в пазах которого установлены газоразрядные счетчики 6.

Внизу к детектору прикреплен экран 7 иэ материала с высоким атомным номером, например из свинца или воль- фрама.Труба 8 снабжена осью с приводом 9 для вращения трубы.

Устройство управления (блок управления} 10 первым выходом соединено со входом привода 9 для вращения трубы 8, .второй выход блока уп- равления 10 соединен с управляющим входом электронного коммутатора 11 °

Информационный вход электронного ком30 мутатора 11 соединен с выходами газоразрядных счетчиков 6, а к первому выходу электронного коммутатора подключен вход делителя частоты 12, ко второму - суммирующий вход реверсивного счетчика импульсов 13; к третьему - вход счетчика импульсов

14. Выход делителя частоты 12 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 13, выход которого соединен со счетчиком 14 и из- О мерителем соотношений 15.

Детектор установлен перпендикулярно основанию ленты 3 и, следовательно, перпендикулярно слою угля 4.

На оси детектора, только по другую сторону слоя угля 4, установлен источник гамма-излучения из америция-241, который вмонтирован в контейнер-коллиматор 2, Между источником 1 ,и детектором расположен экран 7, практически полностью перекрывающий прямой пучок гамма-квантов от источника к детектору.

Труба 8 изготовлена из материала с низким атомным номером, например из стеклопластика, имеет фильтры из тулия, которые выполнены из тулия в

505 4 виде продольных вставок в трубу 8. Раз1 меры, количество и расположение фильтров выбраны из условия перекрытия пути гамма-квантов (рассеянных впе- .. ред в контролируемом слое угля 4) на газоразрядные счетчики 6 (когда соответствующим образом повернута труба 8) .

Устройство работает следующим образом.

При включении сигналом с устрой.ства управления 10 с помощью электронного коммутатора 11 выход газоразрядных счетчиков 6 соединяется со

l входом счетчика импулвсов 14 и через делитель частоты 12 соединяется с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов 13. Сигналов с блока управления !О привод 9 поворачивает трубу 8 таким образом, что фильтры

16 устанавливаются перед выступами цилиндра 5. При этом коллимированный пучок гамма-квантов от источника I попадает на слой угля 4. Рассеянные в направлении вперед гамма-кванты через тонкую стенку трубы 8 попадают на газоразрядные счетчики б (сплошные линии co,ñTðeëêàìèна фиг.1) .

Частота следования импульсов со счетчиков 11 !пропорциональна! плотности потока когерентно рассеянных гамма-квантов 9< и плотности потока некогерентно рассеянных гамма-квантов Ф . В течение первого такта дли" тельностью 41 секунд в счетчике 14 записывается число П, =1, ° 11 импуль1 сов, а в счетчике 13 число tn =- 1

2 импульсов. Учитывая, что 1! пропорциональна Ч и „можно записать

К приближенное равенство

IIg = (к 1 н1, 1 где g — коэффициент пропорцнональHOCTHв

По истечении времени 1! сигналом с устройства управления 10 с помощью электронного коммутатора ll выход газоразрядных счетчиков б соединяется с вычитающим входом реверсивного счетчика импульсов 13, с управляющего выпрямителя подается ток на привод 9, и труба 8 поворачивается таким образом, что фильтры . 6 устанавливаются перед газоразрядными счетчиками б (фиг.2). При этом рассеянные вперед гамма- кванты попа1139505 дают на счетчикй 6 только через фильтры 16. Ло диаграмме, изображенной на фиг.3, определяем,:,что для когерентно рассеянных гаммаквантов (с энергией 59,6 кэВ)

111„=14,5 см /г, а для некогерентно рассеянных гамма-квантов с энергией не более 59,39 кэВ Pg-3 см /r. Г!ри этом плотность потока когерентно рассеянных .гамма-квантов на счетчики составляет Ф„6Х о (- p „ 3 ) =О, 5Ф» .

За время второго такта в 4

2»15

+0,033 ц 9,, импульсов.

По истечению второго такта на выходе счетчика 14 остается и 1импульсов, а на выходе реверсивного счетчика 13 20

1 г-Л =0,467 а,<К импульсов. Эти числа импульсов 111 и

11 < считываются измерителем соотношений 15. Следующий алгоритм их обработки может быть, например, таким

115 П „г 0,467-n4=0,467 g Фк +0,467 "u "

0 467 ар 4» =..0 467 0 <Рн

Числа й4 и д < являются линейныЗО ми функциями соответственно плотностей потоков когерентно и некогерентно рассеянных гамма-квантов Ф» и Ф„

Теперь по значениям A4è п5, пропорциональным плотностям потоков q и Ф„, устанавливают искомый состав .смеси. Алгоритм установления состава смеси С может быть, например, следующий (4)

45 где A и В - коэффициенты градуироI вочного уравнения, С вЂ” относительное содержание тяжелого компонента в смеси.

При этом значение отношений Й4/Aq, 50 не зависит от колебаний плотности и влажности смеси в значительных пределах, а также не зависит от крупности частиц-.. Вместе с тем чувствительность величины отношения A4 / 05

55 к составу смеси С достаточно высока, так как с ростом среднего атомного номера смеси отношение одновременно увеличивается на 8% при увеличении зольности на 1% (тогда как рg увели" чивается на 4%, à g5 уменьшается лишь на 2% при увеличении зольности угля на 1%). Еще одним достоинством предлагаемого способа является его простота — для спектрометрии гаммаизлучения с разрешением D:21 кэВ используется фильтр из тулия и газоразрядный счетчик.

Если устройство используется, например, для контроля состава смеси в отобранных высушенных пробах со стабилизированной насыпной плотностью (что может быть достигнуто, например, засыпкой стандартной массы пробы в стандартную измерительную кювету), то алгоритм обработки полученных чисел й4 и 115 может быть другим; При контроле содержания трехкомпонентной смеси с содержанием средней компоненты С и тяжелой компоненты С в качестве алгоритма может быть рекомендовано решение системы трех линейных уравнений где Ъ, — Ъ, — коэффициенты градуировочных уравнений.

Решение системы уравнений позволяет с высокой точностью определить состав трехкомпонентной смеси. Это объясняется хорошей обусловленностью (близкой к идеальной) системы уравнений C,5j, так как д увеличивается, а Н5 уменьшается с ростом содержания средней и тяжелой компонент в контролируемои смеси.

Таким образом, дополнительное измерение интенсивности когерентно рассеянного вперед гамма-излучения и определение интенсивности некогерентного рассеянного вперед гаммаизлучения позволяют повысить точность при контроле состава бинарной смеси или проводить контроль состава трехкомпонентных смесей, фильтрация рассеянного вперед гамма-излучения с помощью фильтра из материала энергия К-скачка которого близ) ка снизу к энергии первичного гаммаизлучения источника, позволяет упростить контроль состава и обеспечить четкое разделение гамма-кванта на

1139505 когерентные и некогерентные, применяя при этом простые и надежные интегральные (неспектрометрнческие, счетные) детекторы.

При контроле состава со значитель" 5 ным диапазоном изменения содержания компонентов в смеси вместо линейных,используются нелинейные rpa" дуировочные уравнения,.коэффициенты которых, как и в линейных уравнениях, могут быть определены известными методами (наименьших квадратов, конфлюэнтного анализа, максимума правдоподобия и т.п.) .

В течение первого такта измерения труба 8 повернута так, чтобы рассеянные вперед в слое угля гамма-кванты попадали на счетчики б через тонкую стеклопластиковую стен- 20 ку трубы 8. При этом скорость счета импульсов с детектора прямо пропорциональна суммарному потоку когерентно и некогеречтно рассеянных гамма-квантов, В течение втого такта, когда труба 8 поворачивается на угол 360 /m (. где Yll — число газоразрядных счетчи" ков, расположенных симметрично относительно оси цилиндра), фильтры 16 становятся против газораэрядных счетчиков 6 и рассеянные вперед гамма-кванты сначала проходят через фильтры, претерпевая в них поглощение, на счетчики. Работа устройства описана на примере использования фильтра из тулия (К1,=59,39 кэИ). с поверхностной плотностью p J

=0,233-см /r, в Качестве делителя частоты 12 используется обычный триггер с коэффициентом деления 2, а в качестве источника используется америций-241 (Е„=59,6 кэВ).

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность контроля качества угля на ленте конвейера.

1139505

)139505

Фиг.2

Составитель И.Назаркина

Редактор М.Парфенова Техред А.Бабинец . Корректор C.hleKMBP

Заказ 170/7 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