Аппаратурный комплекс для системы контроля качества и количества полезного компонента в конвейерном потоке
Аппаратурный комплекс для системы контроля качества и количества полезного компонента в конвейерном потоке, включающий спектрометр, вычислитель и конвейерные весы. Для повышения точности измерения содержания полезного компонента в потоках с существенной вариацией качества и заполнения конвейера во времени, измерения содержаний производят в весьма маленьких дискретных порциях, измеренные значения нормируют на величину соответствующего объема материала. Согласно полезной модели, комплекс дополнительно снабжен устройством бесконтактного измерения объема дискретной порции на конвейере - одним из известных устройств оптического или ультразвукового диапазона, а вычислитель оснащен функцией нормирования. Измерение среднего содержания полезного компонента за некоторый промежуток времени выполняют суммированием измеренных величин, нормированных на величину соответствующего объема, а измерение количества ценного компонента - перемножением среднего содержания на массу материала, перемещенного конвейером, за фиксированный промежуток времени и измеренную конвейерными весами.
Полезная модель относится к области контроля качества полезного компонента в конвейерных потоках и может быть использована в горнодобывающей промышленности, как система контроля на основе бесконтактной радиометрической аппаратуры.
Известно устройство [1], включающее радиоизотопный спектрометр, вычислитель и автоматические весы. Устройство позволяет определять содержание полезного компонента в дискретной порции - вагонетке и массу материала дискретной порции путем взвешивания каждой вагонетки на автоматических весах и рассчитывать, при помощи вычислителя, среднее содержание полезного компонента в составе вагонеток. Известное устройство неприменимо в непрерывных конвейерных потоках материала, когда дискретные порции физически не выделяются.
Известно также устройство [2], включающее спектрометр, конвейерные весы и вычислитель. Спектрометр в устройстве-прототипе устанавливается над потоком анализируемого материала, перемещаемого конвейерной лентой, конвейерные весы - в зоне весового контроля под лентой, а вычислитель обеспечивает подсчет общей массы анализируемого материала и массы полезного компонента в нем.
Недостатком прототипа является низкая точность определения содержания полезного компонента в потоках, существенно изменчивых как по содержанию полезного компонента, так и по степени заполнения конвейера за фиксированное время. При значительной изменчивости содержания полезного компонента и степени заполнения конвейера, среднее содержание в порции отличается от среднего измеренного содержания.
Целью полезной модели является повышение точности определения содержания и массы полезного компонента в конвейерных потоках, изменчивых по содержанию полезного компонента и степени заполнения конвейера.
Цель полезной модели достигается тем, что аппаратурный комплекс для системы контроля качества и количества полезного компонента в конвейерном потоке имеет дополнительный измеритель объема анализируемой дискретной порции, а вычислитель снабжен функцией вычисления среднего содержания путем суммирования измеренных содержаний полезного компонента в дискретной порции, нормированных на объем анализируемой порции.
Суть нового технического решения заключается в том, что согласно полезной модели спектрометр измеряет содержание полезного компонента в весьма малой дискретной порции материала на конвейере, а измеритель объема определяет объем этой дискретной порции. Порция может быть выбрана столь малой, что вариация содержания в ней несущественна. Вычислитель полезной модели имеет свойство производить расчет среднего содержания полезного компонента в пробе, составленной из n дискретных порций известного объема с известным содержанием по формуле:
Co - среднее содержание, ед.
Ci - содержание в 1-й порции, ед.
Vi - объем 1-й дискретной порции, ед.
n - количество дискретных порций.
Следует отметить, что математически корректное вычисление массового содержания соответствует нормированию содержания в дискретной порции на массу порции, а не на объем.
Однако, приемлемого технического решения для определения массы малой дискретной порции, протяженностью, например, 0,1 м по ходу перемещения конвейера при его неравномерном заполнении - не известно.
Вместе с тем, известны бесконтактные устройства непрерывного оптического [3] или ультразвукового [4] определения объема путем построения профиля насыпки и соответствующего расчета объема.
Принятое в выражении (1) нормирование содержания на объем дискретной порции по сравнению с нормированием на массу порции позволяет достигать повышения точности измерений известными техническими устройствами.
Суть полезной модели иллюстрируется Фиг. 1.
Фиг. 1: Аппаратурный комплекс для контроля качества и количества полезного компонента в конвейерном потоке.
Работает полезная модель следующим образом. В спектрометре 1 устанавливается некоторый интервал времени, за который производится измерение содержания в дискретной порции. Спектрометр выполняет измерение содержания в этой дискретной порции 4, условно выделенной из объема анализируемого материала на конвейерном транспортере 3. Измеритель объема 2 определяет объем соответствующий дискретной порции путем отслеживания профиля насыпки 5 материала на транспортере. Вычислитель 7 выполняет операцию вычисления среднего значения содержания в дискретной порции, нормированной на объем дискретной порции по формуле (1).
Окончательно, массовое содержание полезного компонента и массу полезного компонента, вычислитель определяет по данным конвейерных весов 6 за некоторое количество n дискретных порций.
Существенное отличие полезной модели прототипа заключается в возможности нормировать измеренные значения содержания в порции на величину порции, при этом нормирование на объем порции позволяет достигнуть результата известными техническими решениями [3], [4] или иными.
Новые устройства: измеритель объема и вычислитель с функцией нормирования - обеспечивают полезной модели повышение точности измерения среднего содержания и профиля насыпки, а конвейерные весы - определяют массовое содержание и массу полезного компонента за заданный промежуток времени с повышенной точностью.
Использованные источники: (ИНИД 56)
1. Установка для непрерывного рентгенорадиометрического контроля горно-обогатительного и металлургического производства РКС СТАРК-К // официальный сайт ООО РАДОС, Россия, г. Красноярск. URL: http://www.rados.ru/equipment-rks (дата обращения: 03.07.2014 г.).
2. Автоматизированная система управления качеством руд с применением радиометрического контроля содержания металлов. Л.Ф. Пономарев, Ю.В. Реуцкий // Горный журнал - 1987, 
1.
3. Сканирующая система Topcon GLS-1000 // сайт ООО «Русгеоком», Россия, г. Москва. URL: http://www.rusgeocom.ru/catalog/ckanirujuwie-sistemy/topcon/gls-1000 (дата обращения: 03.07.2014 г.).
4. Siemens Sitrans LU10 (ультразвуковая система измерения профиля) // сайт SENSOR.RU, датчики для измерений и автоматизации, Россия, г. Москва. URL: www.sensor.ru/articles/47/element_1574.html (дата обращения: 02.07.2014 г.).
Аппаратурный комплекс для системы контроля качества и количества полезного компонента в конвейерном потоке, включающий спектрометр, конвейерные весы и вычислитель, отличающийся тем, что спектрометр снабжен устройством для измерения объема анализируемого материала одним из известных бесконтактных методов, вычислитель имеет возможность подсчета среднего содержания полезного компонента за некоторый период времени путем суммирования содержания полезного компонента в отдельных дискретных порциях материала на конвейере, нормированных на относительный объем дискретной порции, а конвейерные весы имеют возможность определять массу порции материала на конвейере и массу полезного компонента в порции, как произведение массы материала на среднее содержание полезного компонента.
