Способ обнаружения электропроводящих тел в потоке и устройство для его осуществления

Способ обнаружения электропроводящих тел в потоке и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистичесиие

Реслублии

< 1900855 (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22)»"» IIo 18.12.79 (2l) 2856169/22-03 (5 3 ) M. Кл.

В 03 С 1/30 с присоелинениеи заявки М еаеударетеенаые квинтет

СССР ав деиам язеаретеник и атерытвя (23) Приоритет

Опубликовано 30.01 ° 82 Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 30. 0 1. 82 (53) УДК 622,725 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Г.Шкилев, Т.Н.Шкилева, В.Г.Шкилев, Л. и Ю. Е. Царегородцев

Иирнинское управление Научно-производст и

„Сибцветметаавтоматика Министерства цветмои металлургии

4.к г .- ° .

1 (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЦИХ ТЕЛ

В ПОТОКЕ РУДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к

I способам и устройствам для автоматического обнаружения металлических предметов в потоке руд, в том числе магнитных и может быть применено в металлургической, горнодобывающей промышленности, где необходима защита, например дробильного оборудования, от попадания металлических предметов с основным потоком материала, а также может быть применено s качестве самородкоулавливателя на драгах.

Известен способ и устройство для обнаружения металлов, состоящее в основном из катушек возбуждения и набора измерительных катушек, причем катушка возбуждения запитывается от генератора переменного тока, а приемная катушка соединена с блоком регистрации, в котором осуществляется измерение амплитуды или фазы компонент вторичного поля(13 .

Основными недостатками известного устройства являются низкая чувствительность и стабильность работы.

Известен способ обнаружения электропроводящих тел в потоке руды, путем облучения руды электромагнитным полем, задания порога чувствительности, измерения вторичного поля и сравнения его с заданным порогом.

Известный способ значительно повыто шает точность обнаружения электропроводящих тел при выполнении следующих условий: правильного выбора рабочей частоты в зависимости от

IS реальных характеристик материала, необходимости контроля правильности фазовой компоненты вторичного электромагнитного поля, выбора наиболее благоприятного для обнаружения тела направления первичного поля, наблюдения в наиболее благоприятном направлении вторичного поля, вызванное обнаруживае ым телом, и необходимости правильно определять

900855 4 коз ффици ент у с иле ни я уст рой ст ва регистрации в зависимости от характеристики потока материала.

Известно также устройство, содержащее генератор переменного тока с передающей катушкой, приемные катушки соединенные с усилителем, пороговый элемент.

Принцип работы этого устройства основан на облучении исследоваемого материала переменным электромагнитным полем и регистрации суммы сигналов амплитуд и фаз наведенных от металлического тела в излучающей и приемных катушках.

Это поз воля ет увели чит ь чу вствительность и избирательность обнаружения металлических тел в потоке сла" бопроводящих и непроводящих материалах 21 и (33 .

Основным недостатком известных способов и устройств является низкая эффективность обнаружения электропроводящих тел, которое объясняется следующим образом.

Как правило в горной промышленности при обогащении очень часто попадаются магнитные руды, которые приводят к ложным срабатываниям металлоискателей °

Кусок руды, обладая собственным магнитным моментом, наводит на приемных и передающих катушках электродвижущую силу значительной величины.

При этом распознать сигнал от металла не представляется возможным. Величина этой электродвижущей силы пропорциональна - произведению составляющей магнитного момента на косинус угла между его направлением и продольной осью катушки. Изменять или выбирать необходимую частоту излучающего поля (для исключения ложных срабатываний) не предоставляется возможным, так как параметры магнитной руды, как правило, неизвестны и изменяются в зависимости от локальных участков мест добычи и шихты, а поэтому заранее изменять частоту первичного электромагнитного поля, а вместе с тем параметры и ориентацию передающей и приемных катушек невозможно, так как направление составляющей вектора магнитного момента неизвестно и представляет собой случайный процесс.

Таким образом, при наличии магнитной руды, возникают ложные срабатывания, которые приводят к час10

15 о

rs зо

З5

55 тым остановкам конвейеров подающих руду в обогатительный процесс. Пля исключения ложных срабатываний от магнитной руды, приводящих к простою технологического оборудования начинают уменьшать чувствительность устройства регистрации до тех пор, пока сигнал от кусков магнитной руды не будет вызывать ложных срабатываний устройства обнаружения.

Уменьшение чувствительности (например, с помощью изменения коэффициента усиления усилитель в сторону уменьшения или порога регистрации) исключает ложные срабатывания от магнитной руды, но не позволяет обнаруживать металлические предметы (зубья ковшей, траки гусениц экскаваторов, шарошки и т,д.) отклик от которых меньше сигнала магнитной руды.

Попадание этих предметов в основное технологическое оборудование (напри мер, дробилки, мел ьни цы са мои змельчения и т,д.) вызывает его поломки и другие аварии.

Так например в алмазодобывающей промышленности, попадание металлических тел в мельницу самоизмель" чения приводит к повреждению граней алмазов, что резко снижает их стоимость после добычи.

К недостаткам данного способа и известных устройств следует такие отнести низкие эксплуатационные характеристики, обусловленные частой, наладкой и настройкой, иэ-за изменения параметров передающих и приемных катушек, настроенных в резонанс с частотой излучающего переменного электромагнитного поля, от изменения температуры внешних магнитных и электромагнитных полей, металлических масс конструкций и оборудования и т.д., требующих постоянного внимания высококвалифицированного персонала.

Цель изобретения - повышение эффекти вности обнаружения эле ктропроводящих тел в потоке руд, в том числе и ма гнит ных.

Поставленная цель достигается тем, что облучение руды осуществляют пери оди чес ки пост оя нны м эле кт ромагнитным полем, запоминают величину вторичного поля, изменяют порог чувствительности пропорционально величине вторичного поля, прерывают облучение электромагнитным полем при

90085

5 достижении макси мал ь ной вели чи ны вторичного поля, повторно измеряют величину вторичного поля, сравнивают ее с измененной величиной порога и по разности измеренных величин вторичного поля и порога судят о наличии электропроводящих тел.

Поставленная цель достигается также тем, что устройство снабжено электронным ключом, запоминающим элементом, 1о блоком нахождения максимума, двумя логическими схемами И, при этом выход усилителя подключен ко входу запоминающего элемента, первому входу первой логической схемы И и ко входу блока нахождения максимума, выход которого подключен к управляющему входу электронного ключа, ко второму входу пер вой логи чес кой схеМы И и к первому входу второй логи- 2р ческой схемы И, ко второму входу которой подключен вход порогового элемента, входы крторого соединены с выходами первой логической схемы И и запоминающего элемен- 25 та, а выход электронного ключа соединен с передающей катушкой.

Генератор тока выполнен в виде источника постоянного тока.

На чертеже изображена блок-схема зо устройства для реализации электромагнитного способа обнаружения электропроводящих тел в потоке магнитных руд.

Устройство содержит источник 1 постоянного тока, соединенный через электронный ключ 2 с передающей катушкой 3, двух приемных катушек

4 и 5, соединенных последовательно встречно между собой и соединенных с входами усилителя 6, выход которого соединен с входами блока 7 нахождения максимума, логической схемы И 8 и запоминающего элемента 9, причем выход блока 7 соединен с управляющим входом электронного ключа 2 и с входами логических схем

И 8 и И 10, пороговый элемент 11 включенный между входом логической схемы И 8 и одним из входов логической схемы И 10, причем управляемый вход порогового элемента 11 соединен с выходом запоминающего элемента 9, а выход логической схемы

И 10 является выходом устройства °

Электромагнитный способ обнаружения электропроводящих тел в потоке руд, в том числе магнитных, осуществляется следующим образом.

5 6

Поток руды облучают постоянным электромагнитным полем, создаваемым передающей катушкой 3, запитываемой от источника 1 тока через открытый электронный ключ 2, при этом величина ампервитков передающей катушки 3 выбирается такой, чтобы осуществлялась надежная регистрация проводящего тела (металла) заданного минимального размера. При пересечении постоянного электромагнитного поля проводящим телом в последнем возникает вторичное поле, которое усиливается усилителем 6 и запоминается на запоминающем элементе 9, затем устанавливается порог, пропорционально амплитуде отклика, в пороговом элементе 11 и при достижении максимальной величины вторичного поля блок 7 отключает через электронный ключ 2 электромагнитное поле и разрешает прохождение вновь полученного отклика с усилителя 6 через логическую схему И 8 на вход порогового элемента 11, если сигнал от отклика после выключения поля меньше порогового значения, то логическая схема 10 выдает команду, что обнаружен металл.

Если величина вторичного поля после выключения электромагнитного поля больше, то логическая схема 10 не выдает выходной сигнал, что свидетельствует о прохождении куска магнитной руды.

При регистрации металла возникают различные ситуации. Наиболее характерными из них являются следующие: а. в потоке материала находятся куски руды, обладающие магнитными свойствами (магнитным моментом), б, в потоке материала находятся только электропроводящие тела; в. в потоке материала одновременно находятся электропроводящее тело и кусок магнитной руды (с магнитным моментом).

В случае (а) при пересечении куском руды (обладающим магнитным моментом) приемных катушек 4 и 5, в них наводится электродвижущая сила, величина которой пропорциональна произведению величины магнитного момента на косинус угла между его направ" лением и продольной осью приемных катушек 4 и 5. Электрический сигнал с приемных катушек 4 и 5 усиливается усилителем 6 и подается с его

900855

5О

5S выхода на:входы блока 7, логической схемы И8, запоминающего элемента 9.

При достижении максимального значения напряжения от куска магнитной руды, срабатывает блок 7, выходной сигнал которого выдает команду на управляющий вход электронного ключа 2, который прекращает подачу тока через передающую катушку 3 и выключает постоянное электромагнитное поле. Срабатывание блока 7 снимает "Запрет" с логических схем

И8 и И10.

Максимальная величина ЭДС от куска магнитной руды с выхода усилителя б (до выключения электромагнитного поля) запоминается на запоминающем элементе 9 (который может быть выполнен в виде обычной интегрирующей емкости) и устанавливает порог в пороговом элементе 11, пропорционально сигналу от куска магнит ной руды.

Так как величина ЭДС наведенная в приемных катушках 4 и 5, практически не зависит от ампервитков передающей катушки, а зависит только от направления магнитного момента и его величины, то выключение электромагнитного поля практически не вызовет уменьшение ЭДС от магнитной руды.

Таким образом, выходной сигнал, не измененный после выключения электромагнитного поля, с усилителя б, пройдя через логическую схему И8 попадает на пороговый элемент

11, который срабатывает, так как величина входного сигнала превышает порог и выдает импульс, который подается на вход логической схемы И 10.

Логическая схема И 10 построена таким образом, что при срабатывании экстрематора 7, снимающего "Запрет" с логической схемы И 10, наличие сигнала с порогового элемента 11 не вызывает его срабатывание и выдачу о выходного сигнала, что свидетельствует только о прохождении куска магнитной руды.

В случае (б) при пересечении металлических предметов постоянного электромагнитного поля, создаваемого передающей катушкой 3 происходит его деформация, которая регистрируется приемными катушками 4 и 5, выходной сигнал которых усиливается усилителем 6 и подается, как и

1О

15 го г5 зо

4О в предыдущем случае, на вход блока 7, вход логической схемы И8 и вход запоминающего элемента 9. Запоминающий элемент 9 также фиксирует максимальное значение напряжения с выхода усилителя 6 и устанавливает порог несколько меньше его максимальной величины, но пропорционально ей.

При достижении максимального значения отклика от металла блок 7 срабатывает и через электронный ключ 2 отключает электромагнитное поле .

После выключения электромагнитного поля величина отклика от металлического тела практически равна нулю.

Блок 7 срабатывая снимает запрет с логических схем И8 и И10 и нулевой сигнал с выхода усилителя 6 через логическую схему И8 попадает на вход порогового устройства 11.

Так как сигнал с выхода усилителя 6 не превышает порог, то на выходе порогового элемента 11 сигнала нет и по входам логической схемы

И 10 происходит совпадение, что вызывает появление сигнала на выходе логической схемы И10,"свидетельствующего об прохождении электропроводящего тела (металла) приемных катушек 4 и 5.

В случае (в) при совместном прохождении эоны регистрации куском магнитной руды и металлического тела величина ЭДС наведенная в приемных катушках, определяется суммарным эффектом воздействия от магнитногo куска руды и от деформации постоянного электромагнитного поля металлическим предметом.

Величина ЭДС наведения от куска магнитной руды пропорциональна направлению магнитного момента и его величины, а деформация постоянного электромагнитного поля пропорциональна ампервиткам передающей катушки

Работа устройства обнаружения аналогична описанной. Только в этом случае при выключении электромагнитного поля величина ЭДС на приемных катушках 4 и 5 упадет на значение той составляющей, которую вносил металл, облучаемый постоянным электромагнитным полем. Сигнал с выхода усилителя 6 не вызовет срабатывание порогового элемента 11, так как

900855

15 этот сигнал стал меньше порога запоминающего элемента 9.

При этом срабатывание порогового элемента 11 не произойдет и по входам логической схемы И 10 произойдет совпадение, при этом на выходе логической схемы И 10 появится сигнал, свидетельствующий об прохождении металлом приемных катушек

4 и 5.с потоком магнитной руды.

Выходной сигнал с логической схемы

И10 может быть использован в качестве сигнала управления исполнительным механизмом, счетчиком или индикатором.

Таким образом, устройство позволяет при высокой чувствительности ре" гистрировать металлические тела в потоках как обычных, так и магнитных руд, при этом ложных срабатываний не происходит.

Изменение положения в пространстве металлических масс технологического оборудования около передающей катушки 3, излучающей постоянное электромагнитное поле и приемных катушек 4 и 5 (например, при перестановке оборудования и т.д.) приведет только к единичному срабатыванию устройства и не будет влиять на чувствительность и помехозащищенность устройства, что не требует его периодической настройки и удобно в эксплуатации.

Использование электромагнитного

0 ,способа обнаружения проводящих тел в потоке руд и устройства для его осуществления обеспечивает по сравнению с известными способами и устройствами высокую эффективность обнаружения проводящих тел (металлов), достигнутую за счет исключения ложных срабатываний от кусков магнитной руды, макси мал ь ной чу вст вит ел ь ности неограничиваемой сигналами от магнитной

45 руды, высокой помехозащитности от раскомпенсации датчика в результате изменения его положения в пространствее относительно масс технологичес кого обо рудо вани я, удобст ва в

50 эксплуатации (не требует периодической настройки) .

Так как разработанная схема возбуждения и регистрации не имеет режимов работы использующих резонанс в переменных электромагнитных полях, 55 то надежность стабильность регистрации высока. К тому же появляется возможность регистрации металла в магнитных. рудах, сигнал от которых превышает отклик от металла, что уменьшает простои технологического оборудования, искпючает их поломки и связанные с ними аварии и уменьшает повреждение алмазов в мельницах самоизмельчения.

Формула изобретения

1.Способ обнаружения электропроводящих тел в потоке руды путем облучения руды электромагнитным полем, задания порога чувствительности, измерения вторичного поля и сравнения его с заданным порогом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности обнаружения электропроводящих тел в потоке руд, в том числе и магнитных, облучение руды осуществляют периодически по"

cToRHHHM электромагнитным полем, запоминают величину вторичного поля, изменяют заданное значение величини порога чувствительности пропорционально величине вторичного поля, прерывают облучение электромагнит" ным полем при достижении максимальной величины вторичного поля, повторно измеряют величину вторичного поля, сравнивают ее с измененной величиной порога, и по разности измеренных величин вторичного поля и порога судят о наличии электропроводящих тел.

2. Устройство для обнаружения электропроводящих тел в потоке руды содержащее генератор тока с передающей катушкой, приемные катушки, соединенные с усИлителем, пороговый элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено электронным ключом, запоминающим элементом, блоком нахождения максимума и двумя логическими схемами И, при этом выход усилителя подключен ко входу запоминаоцего элемента, первому входу первой логической схемы И и ко входу блока нахождения максимума, выход которого подключен к управляющему входу электронного ключа, ко второму входу первой логической схем И и к первому входу второй логической схемы И, ко второму входу которой, подключен вход порогового элемента, входы которого соединены с выходами первой логической схемы И, запоминаю900855

Составитель О.Персиц

Техред Л.Пекарь КорректорС. Щомак

Редактор Н.Гришанова

Тираж 593 Под пи с ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 12235/2 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 щего элемента, а выход электронного ключа соединен с передающей катушкой.

3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что генератор тока выполнен в виде источника постоянного тока.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

11 54976, кл. G 01 V 3/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 377993, m . В 03 С 1/30, 1968, 3 ° Авторское свидетельство СССР!

М 598010, кл. G 01 V 3/10, 1976.