SU1139505A1 - Устройство контрол качества угл на ленте конвейера - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА УГЛЯ НА ЛЕНТЕ КОНВЕЙЕРА, содер- жащее измеритель отношений, последовательно расположенные источник гамма-излучени  с коллиматором, ленту , экран и детектор, установленный над слоем угла перпендикул рно его поверхности, и блок управлени , первый выход которого соединен с элекромагнитным приводом, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности контрол , 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 газоразр дные счетчики, труба изготовлена из материала с низким атом- ным 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 управлени  соединен с управл ющим входом электронного коммутатора , к входу которого подключены газоразр дные счетчики, а к выходам (Я подключены соответственно входы делител  частоты, счетчика и реверсивс ного счетчика, к суммирующему входу которого подсоединен выход делител  частоты, а к выходу подсоединен первый вход измерител , второй вход которого соединен с выходом счетчика , при этом фильтр выполнен из материала , энерги  k-скачка которого со EJ, удовлетвор ет условию 0,,, СП где Е| - энерги  гамма-излучени  О СП источника.

Description

Изобретение относитс  к горному конвейерному транспорту , а более конкретно к устройствам дпй автоматического  епрерьшного контрол  качества полезных ископаемых на ленточных конвейерах шахт, карьеров , рудников, обогатительных фабрик и может использоватьс , например, дл  контрол  зольности угл  на угол ных шахтах и углеобогатительных фабриках с целью автоматизации добычи или обогащени  угл . Известно устройство дл  анализа качества угл  на ленте конвейера, содержащее два огранич шшощих- борта и шарнирную подвеску с установлен ными на противоположных ее концах противовесами и разравнивателем и датчик качества угл , в котором дл  повышени  точности анализа имею с  последовательно соединенные датчик угла наклона подвески, вычислительный блок, экстремальный регул тор и перпендикул рные к кра м ленты конвейера валы с приводами, к ко торым прикреплены ограничивающие борты. Каждый ограничивающий борт выполнен в виде пр мого геликоида, осью которого  вл етс  прилегающа  к поверхности ленты сторона борта i Недостатками известного устройст ва  вл ютс  сложность и низка  надежность . Эти недостатки не позвол ют эффективно использовать устрой ство дл  контрол  зольности угл ,. Известно устройство контрол  качества угл  на ленте конвейера, содержащее измеритель отношений, по ледовательно расположенные источник гамма-излучени  с коллиматором, лен ту, экран и детектор, установленный над слоем угл  перпендикул рно его поверхности, и блок управлени , пер вый выход которого соединен с электромагнитным пр|1водом. Устройство может содержать также стабилизатор бл ка питани  и цифропечатающее устрой во. В известном устройстве выход де тектора соеданен со входом формировател  импульсов, а электромагнитный привод соединен со шторкой, перекрывающей поток излучени  от дополнительного контрольного источник к детектору Щ. Однако дл  известного устройства характерна низка  точность, которгш 1обусловлена с одной стороны невозможностью получени  инвариантности к колебани м плотности и влажности угл  в широких пределах, а с другой стороны обусловлена сильным вли нием иэменени  химсостава золы угл  на результат измерени . Цель изобретени  - повьш1ение точности контрол  Ka4ectBa угл . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство контрол  качества угл  на ленте конвейера, содержащее измеритель отношений, последовательно расположенные источник гамма-излучени  с коллиматором, ленту, экран и детектор, установленный над слоем угл  перпендикул рно его поверхности , и блок управлени , первьй выход которого соединен с злектромагнитным приводом, снабжено электронным коммутатором, делителем частоты , счетчиком, реверсивным счетчиком , причем детектор выполнен в виде вставленного в -трубу цилиндра с ocecHMMeTpH4HbiNoi периферийными пазами, в которые вставлены газоразр дные счетчики, труба изготовлена из материала с низким атомным номером , например из стеклопластика, фильтры выполнены в виде продольных вставок в трубу, которые расположевы против паэов цилиндра, приводной вал трубы соединен с электромагнитным приводом, второй блока управлени  соединен с управл ю1цим входом электронного коммутатора, к входу которого/подключены газоразр дные счетчики, ,а к выходам подключены соответственно входы делител  частоты, счетчика и реверсивного счет-: чика, к суммирующему входу которого подсоединен выход делител  частоты, а к выходу подсоединен первый вход измерител , второй вход которого соединен с выходом счетчика, при этом фильтр вьтолнен из материала, энерги  К-скачка которого Е удовлетвор ет условию . 0,9Ei,Kj,E, где Е (;( - энерги  гамма-излучени  источника. Такое конструктивное выполнение дает возможность компенсировать вли ние колебаний плотности и влажности угл  в широких пределах и одновременно устранить вли ние изменений химсостава золы угл  и резуль- тат контрОл  его зольности, что позвол ет значительно повысить точность. Не вли ет на повышение точности наличие индикатора и регистратора.

На фиг,1 схематически изображено устройство контрол  качества угл  на ленте конвейера (с изображением ленты в разрезе и источника гаммаизлученид с контейнером-коллиматоPOMJJ на фиГ12 - разрез А-А на фиг.1 (детектор с фильтром / на фиг.З зависимость массового коэффициента ослаблени  гамма-излучени /li (в CNr/r фильтром из тули ,

Устройство контрол  качества угл  |На лейте конвейера состоит из источника гамма-излучени  1,.вмонтированного в контейнер-коллиматор 2, На ленте 3 конвейера находитс  слой угл  4. Прот женный детектор состоит из цилиндра 5, в пазах которого установлены газоразр дные счетчики 6, Внизу к детектору прикреплен экран 7 из материала с высоким атомным номером , например из свинца или вольфрама ,Труба 8 снабженаосью с приводом 9 дл  вращени  трубы.

Устройство управлени  (блок управлени } 10 первым выходом соединенр со входом привода 9 дл  вращеНИН трубы 8, второй выход блока управлени  10 соединенс управл ющим входом электронного коммутатора II Информационный вход электронного ком мутатора 11 соединен с выходами газоразр дных счетчиков 6, а к первому выходу электронного коммутатора подключен вход делител  частоты 12, ко второму - суммирую ций вход реверсивного счетчика импульсов 13, . к третьему - вход счетчика и шyльcoв 14, Выход делител  частоты 12 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 13, выход которого соединен со счетчиком 14 и измерителем соотношений 15.,

Детектор установлен перпендикул рно основанию ленты 3 и, следовательно , перпендикул рно слою угл  4, На оси детектора, только по другую сторону сло  угл  4, установлен источник гамма-излучени  из америци 241 , который вмонтирован в контейнер-коллиматор 2, Межл,у источником 1 ,и детектором расположен экран 7, практически полностью перекрывающий пр мой пучок гамма-квантов от источника к детектору.

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

виде продольных вставок в трубу 8. Размеры , количество и расположение фильтров выбраны из услови  перекрыти  пути гамма-квантов (рассе нных вперед в контролируемом слое угл  4) на газоразр дные счетчики 6 (когда соответствующим образом повернута труба 8), Устройство работает следующим образом.

При включении сигналом с устрой .ства управлени  10 с помощью электроного коммутатора 11 выход газоразр дных счетчиков 6 соедин етс  со входом счетчика импульсов 14 и через делитель частоты 1 2 соедин етс  с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов 13, Сигналов с блока управлени  10 привод 9 поворачивает трубу 8 таким образом, что фильтры 16 устанавливаютс  перед выступами цилиндра 5, При этом коллимированный пучок гамма-квантов от источника 1 попадает на слой угл  4, Рассе нные в направлении вперед гамма-кван.ты через тонкую стенку трубы 8 попадают на газоразр дные счетчики 6 (сплошные линии соiстрелками на фйг,1). Частота следовани  импульсов со счетчиков Ij пропорциональна плотности потока когерентно расселенных гамма-квантов Фц и плотности потока некогерентно рассе нных гамма-квантов тц , В течение первого такта длительностью i секувд в счетчике 14 записываетс  число п, i,ti имцульсов , а в счетчуке 13 число m 5 i, t) импульсов. Учитыва , что f. пропорциональна Ф и Фц можно записать приближенное равенство

И, О.(Ф,Р„.

(О

П24аЧФпФнЬ

(2)

где а - коэффициент пропорциональности .

По истечении времени t| сигналом с устройства управлени  10 с помощью электронного коммутатора 11 выход газоразр дных счетчиков 6 соедин етс  с вычитающим входом реверсивного счетчика импульсов 13, с управл ющего выгф мител  подаетс  ток на привод 9, и труба 8 поворачиваетс  таким образом, что фильтры 16 устанавливаютс  перед газоразр дными счетчиками 6 (фиг,2), При этом рассе нные вперед гамма-кванты попадают на счетчики 6 только через фильтры 16, Ло диаграмме, изображенной на фиг.З, определ ем,-., что дл  когерентно рассе нных гаммаквантов fc энергией 59,6 кэВ ,5 , а дл  некогерентно рассе нных гамма-квантов с энергией не более 59,39 кэВ . При этом плотность потока когерентно рассе нных .гамма-квантов на счетчики составл ет9j;-exp(-(lJк 0,5(,|. За врем  второго такта в Тц/секунд на вычитающий вход реверсивного сче чика импульсов 13 поступает 1 +0,033 q Т импульсов. По истечению второго такта на выходе счетчика 14 остаетс  п импуль сов, а на выходе реверсивного счетчика 13п п-г-п 0,4б7.а,Ф импуль.сов. Эти числа импульсов щ и П считьшаютс  измерителем соотношений 15, Следующий алгоритм их обработки может быть, например, таким П WV-0,467-n4 0,467-01-Ф +О.,467-а П WV -оу -0,467-01. ,467-0 РК.. и П|  вл ютс  линеиными функци ми соответственно плотнос тей потоков когерентно и некогерент рассе нных гамма-квантов Ф| и Фц , Теперь по значени м п, порциональным плотност м потоков j и , устанавливают искомый состав .смеси, .Алгоритм установлени  состава смеси С может быть, например, следующий -..в.с где А и В - коэффициенты градуировочного уравнени  С - относительное содержание т желого компонента в смеси. При этом значение отношений ГЦ/П не зависит от колебаний плотности и влажности смеси в значительных пределах, а такдсене зависит от кру ности частиц-,. Вместе с тем чувствительность величины отношени  П к составу смеси С достаточно высока так как с ростом среднего атомного номера смеси отношение одновременно увеличиваетс  на 8% при увеличении зольности на 1% ( тогда как р увели- чиваетс  на 4%, а п5 уменьшаетс  лишь на 2% при увеличении зольности угл  на 1%). Еще одним достоинством предлагаемого спрсоба  вл етс  его простота - дл  спектрометриигаммаизлучени  с разрешением 0:21 кэВ используетс  фильтр из тули  и газоразр дный счетчик. Если устройство используетс , например, дл  контрол  состава смеСи в отобранных высушенных пробах со стабилизированной насыпной плотностью (что может быть достигнуто, например, засыпкой стандартной мае- сы пробы в стандартную измерительную кювету), то алгоритм обработки полученных чисел П и Пг может быть другим,- При контроле содержани  трехкомпонентной смеси с содержанием средней компоненты С и т желой компоненты Сл в качестве алгоритма может быть рекомендовано решение сие- темы трех линейных уравнений n bi+bj-Cg-tb.Cj ПдЛ -Ьз-Сг -чЧ С, + С2 + СзИ , где Ь. - Ъ, - коэффициенты градуировочных уравнений. Решение системы уравнений позвол ет с высокой точностью определить состав трехкомпонентной смеси. Это объ сн етс  хорошей обусловленностью (близкой к идеальной) системы уравнений (51, так как п увеличиваетс , а П уменьшаетс  с ростом содержани  средней и т желой компонент в контролируемо смеси. Таким образом, дополнительное измерение интенсивности когерентно рассе нного вперед гамма-излучени  и определение интенсивности некогерентного рассе нного вперед гаммаизJiyчeни  позвол ют повысить точность при контроле состава бинарной смеси или проводить контроль состава трехкомпонентных смесей, фильтраци  рассе нного вперед гамма-излу чёни  с помощью фильтра из материала , энерги  К-скачка которого близка снизу к энергии первичного гаммаизлучени  источника, позвол ет упростить контроль состава и обеспечить четкое разделение гамма-кванта на когерентные и некогерентные, примен   при этом простые и надежные интегральные неспектрометрическне, счетные) детекторы. При контроле состава со значител ным диапазоном изменени  содержани  компонентов в смеси вместо линейных , используютс  нелинейные градуировочные уравнени , коэффициенты которых, как и в линейных уравне ни х, могут быть определены известными методами (наименьших квадратов , конфлюэнтного анализа, максимума правдоподоби  и т.п). В течение первого такта измерени  труба 8 повернута так, чтобы рассе нные вперед в слое угл  гамма-кванты попадали на счетчики 6 через тонкую стеклопластйковую стен ку трубы 8i При этом скорость счета импульсов с детектора пр мо пропорциональна суммарному потоку когерентно и HeKorepejiTHo рассе нных гамма-квантов. В течение втого такта, когда труба 8 поворачиваетс  на угол 360 /т .(где m - число газоразр дных счетчиков , расположенных симметрично относительно оси цилиндра, фильтры 16 станов тс  против газоразр дных счетчиков 6 и рассе нные вперед гамма-кванты сначала проход т через фильтры, претерпева  в них поглощение , на счетчики. Работа устройства описана на примере использовани  фильтра из тули  ,39 кэв) с поверхностной плотностью Д-J 0,233 , в 1бачестве делител  частоты 12 используетс  обычный триггер с коэффициентом делени  2, а в качестве источника используетс  америций-241 (,6 кэв). Предлагаемое устройство позвол ет повысить точность контрол  качества угл  на ленте конвейера.

Фиг.2

Фиа.З

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА УГЛЯ НА ЛЕНТЕ КОНВЕЙЕРА, содер- жащее измеритель отношений, последовательно расположенные источник гамма-излучения с коллиматором, лен-* ту, 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 . цилиндра с осесимметричными периферийными лазами, в которые вставлены газоразрядные счетчики, труба изготовлена из материала с низким атом- ным 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 ‘ 5 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 к-скачка которого удовлетворяет условию 0,9Е_и<Е_к<Е_и, где Е_й - энергия гамма-излучения источника.

   1 1139505 . 1