采选过程检测仪表

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1、冶金工业自动化 第二单元 冶金工业检测仪表 模块一 采选过程检测仪表,一、知识点 采矿装设的主要检测仪表。 选矿装设的主要检测仪表。 采选过程检测仪表特点，主要是要适应采矿和选矿生产的特点。 二、知识点分析 1采矿过程检测仪表简述 采矿仪表主要有下列几类 ：岩音检测(如地音探测仪、无线电地音仪、岩体声发射监测仪等)；岩石位移和应力监测(如钻孔多点位移测量仪、多点边坡位移自动记录仪表、岩体位移测定仪、电阻式位移计、钢弦测力计、超声波地层应力测定仪以及超低频声波衰减仪等)；炮孔深度及角度检测；爆破测量(如数字综合测振仪、计时式五段爆速仪、空气冲击波测试仪、雷电预警仪、电容式起爆器、电磁感应起爆系统

2、、电爆网络和电雷管的检测仪等)；元素含量分析(如x荧光分析仪等)；矿井环境检测(如测尘仪、数字式气压计、一氧化碳报警器等)；计量仪表(如矿用电磁流量计、冲击式流量计、干物料计算器、Y-射线密度计、矿石计量装置、电子胶带秤、电子轨道衡等)；放射性保护(如氡与氡子体测量仪、X-照射量率仪、X-辐射剂量仪、或弱放射性测量仪、或表面沾污测量仪、荧光光度计和激光铀分析仪等)；其他(如超声波料位计、电机相序及断相保护器、牙轮钻机钻进深指指示器、牙轮钻机调平指示器、激光指向仪计等)。,2选矿过程检测仪表简述 选矿检测仪表主要有下列几类 ：粒度检测(如利用沉降天平原理的粒度分布测定仪、光电扫描粒度分析仪、激光

3、粒度计、超声波粒度仪等)；流速及流量检测(如孔板等节流装置、矿用电磁流量计、可调定量药剂泵、转子流量计、旋涡流量计、靶式流量计、超声波流量计、激光测速仪以及罗茨式流量计等)；物料重量检测(如电子胶带秤、行车电子秤以及核子胶带秤等)；密度及浓度检测(如漂浮浮筒式密度计、沉浸浮筒式密度计、吹气式密度计、重力式密度计、差压式密度计、-射线密度计等)；粘度检测(如旋转式粘度计、毛细管式粘度计、落塞式粘度计、超声波粘度计等)；物位检测(如浮子式液位计、浮筒式液位计、吹气式液位计、差压式液位计、电容式物位计、-射线物位计、微波式物位计以及超声波物位计等)；选矿过程成份检测(如工业pH计、离子活度计、X荧光

4、分析仪等)；精矿含水量测量(如中子水分计、红外线水分计等)；电功率测量(如电磁式功率表、霍尔功率变送器等)；探测信号器(如金属探测、传送带打滑、漏斗堵塞等)。,3采选过程检测仪表特点 采矿生产过程的主要特点如下：不连续；设备，尤其是风动采矿设备，振动剧烈；地下作业的环境恶劣，粉尘多，有冒顶、塌方等危险；常含有一氧化碳等有毒气体，空气潮湿， 有时有水淋；空气和水中常含有腐蚀性物质，仪表和设备极易腐蚀和损坏；作业地点分散，工作场所狭窄、黑暗。根据上述特点，对采矿检测仪表要求是：防尘、防潮(甚至防水)、 防震、防腐蚀等。某些仪表，还要求能承受机械撞击。矿山仪表许多是便携式，故要体积小、重量轻、耗电少

5、。此外，与采矿安全有关的仪表必须灵敏、可靠。 选矿生产过程是工厂形式、相对集中形式，比之采矿生产过程条件好得多，基本是常温，但潮湿与噪声大是其特点，对仪表要求是：防尘、防潮(甚至防水)、防震等。,4采矿过程主要检测仪表 (1)多点边坡位移自动记录仪表 由装设在边坡不动点的位移一脉冲转换器(见图2-1)，通过钢丝绳与边坡测点相连(在测点处打人钢钎)，将边坡测点的位移转换成脉冲信号，送到各通道计数器计数，并经正向判别电路判别其变形符号，然后由单片机进行数据处理。分析边坡稳定状况，作出滑坡预报。 本仪表主要技术指标如下：测量10点，5点s，灵敏度为01mm脉冲；能记录的最大边坡位移速度约250mh；

6、设有危险警报，紧急警报等。,(2)微震(地音)监测系统 微震检测系统(见图22)可以有效探测岩体破裂时的微震，定量分析岩音声源坐标，从而圈定和预报岩音结构的应力分布和潜在破坏带，以便采取防范措施。 微震探头是速度传感器或加速度传感器(见图2-3)，前置放大器的作用是提高信噪比，以适应电缆长距离传输。记录和监控装置可以是视觉(或听觉)监控、慢速记录(纸带等)、高速记录(磁带)等，也可以是如图3-4所示的岩爆监控仪。在图2-4中，当任一事件，检出器收到大于预定阈值(土0.1V)的岩音信号时，所有计数器开始以10kHz的速度累计脉 冲，当下一个事件检出器收到大于阈值电平信号时，该通道即停止计数，并保

7、持其数值，同时，将各通道所接收到的信号进行积分并相加，对岩音能量进行实时计算。 在监测地点，打一个直径为3040mm的钻孔，作为安放探头的监听孔。此孔深以达到整体性较好的基岩为宜，一般为1.8m以上，而且孔内要用高压风或水冲洗干净。然后，用木棍将探头送到孔底，并在孔口塞上棉纱团，以隔离环境噪声。两监听孔的间距取决于岩体的整体性程度，当岩体较破碎时，间距应当缩短，反之，则应加大间距，一般取1520m。,(3)通风参数遥测系统 矿井通风是矿山生产和安全的主要环节，及时了解通风参数(风压、风速等)是保证良好通风的重要依据。它通常采用频率制连续遥测系统(见图2-5)，这种系统线性度好、稳定性高、抗干扰

8、能力强和有适合各种工艺参数远距离测量等特点。 图2-5中的载频发射器是采用石英晶体振荡回路，频差约为f/f10-6。前置放大器采用多级滤波器以消除遥控、遥测同时工作时的频率干扰和长线传输干扰，其多级选频放大器的通频带，由遥测频率范围确定以阻止其他干扰频率进入，接收器采用选频放大，谐振回路用高Q值石英振荡器以保证有足够窄的通频带和选择性，被测参数用萤光数码管显示。,(4)声波炮孔测深、测角仪 炮孔深度和角度是评价炮孔质量的两个重要数据。深度不足或角度偏差大，都会使得爆破后大块率增加，使矿石损失和贫化加大。声波炮孔测深是根据回声原理工作的，将电声换 能器置于炮孔中，定时向孔内发射声脉冲，然后接收孔

9、底反射回波。而声波在炮孔中往返一次所需时间为t，与炮孔深度L成正比L=Vt2式中V=340ms(即15C时声波在空气中的传播速度)。 炮孔测角原理为：将测杆(见图2-6)导向头伸人炮孔内，由测杆倾角反映出炮孔倾角。测杆上装有电感移相器(或光电编码器)作为角度检出元件，经数据处理后显示炮孔角度值。 测杆的结构如图2-6所示，导向头和孔塞用尼龙材料制成。导向头是直径比炮孔略小的圆球体，孔塞是底径比炮孔略大的圆锥体，导向头与孔塞之间的铝合金杆插于孔内，起导向作用，用以保证测杆与炮孔同心。测杆用铝合金制作，分为导向杆和手把杆两节，并用螺纹套筒连成整体。,电感移相器的转轴上装有一个铅锤。在铅锤重力作用下

10、，转子与地面的相对位置始终保持恒定。电感移相器的定子外壳固定在测杆上。当测杆与地面之间有倾角时，电感移相的定子与转子之间就会产生转角。电感移相器装在传感器油盒内，后者通过铰接机构与测杆连接。铰接机构使传感器油盒始终处于测杆下方，从而避免重锤摆动时与油盒内壁相碰，盒内所盛的变压器油既可对重锤起阻尼作用，又可减弱携带途中重锤对电感移相器轴的撞击。,深孔深度倾角测量仪硬件框图见图2-723，仪表可测量30m的孔深，孔深综合测准率大于90，倾角测量精度为5。,( 5 ）放射性同位素X射线荧光分析仪 本仪表配238Pu 射源Cr 、Mn平衡滤光片组，适用于地质、采矿及流程快速分析 Fe 元素含量。仪表的

11、工作原理为：当某一元素受到大于它的“吸收限能量”的射线照射时，该元素就能被激发，并放出一定波长的X射线（特征X射线），即荧光。检测出这种射线，就能判别样品中该元素的存在，测出其强度就可知道样品中该元素的含量。能判别样品中该元素的存在，测出其强度就可知道样品中该元素的含量。 整个装置由探测器和电子仪器两部分组成（见图 2-8 ）。分析探头是采用闪烁探测器（见图2-9 ) ，它的功能是接收被测元素的特征X射线，并将其强度转换成电脉冲信号。探头送出对应于该元素高能、低能射线的脉冲信号，经放大器放大，再由单道脉冲幅度分析器检测元素的特征X射线信号。拨动面板上的“加”、“减”开关就可以测出通过透过片、吸

12、收片两次计数差N值，该值正比于特征射线强度，再由比较法即可求出该元素的百分含量。,5.选矿过程主要检测仪表 ( l ）矿石量检测 矿石量是选矿厂的重要参数。选矿厂的日处理量、金属平衡、各种技术经济指标的计算以及过程控制等都需要连续测量胶带运输机上物料。目前广泛使用电子皮带秤测量,这种秤测量范围宽、速度快、结构简单和操作方便，可测瞬时和累积输送量，信号可远传，便于自动控制。电子皮带秤的原理和结构见第二单元模块二。电子皮带秤按秤架结构，分为单组托辊式和多组托辊式，前者结构简单，但精度较低，难以在运输物料波动较大的情况下称量，而后者则能称量较长胶带上的物料，可用于精确度要求较高的场合，但结构复杂。

13、( 2 ）矿石和矿浆等物位检测 1)射线物位计它是利用核辐射探测器所接收到的射线量的突然变化，使继电器动作的一种电子装置，故又称为射线继电器。当被测料面（液体的或固体的）低于或高于某一指定位置时，它可给出灯光指示，也可为自动控制提供信号。由于射线具有强大的穿透能力，不与料（液）接触的优点，因而特别适用于原矿仓的料位测量。这种仪器主要技术数据为：反应时间上料位时不大于10s ，下料位时不大于 2s ；探测器与仪表主体之间的最大传输距离为100m ；放射源为60Co，15mCi (5 . 6xl08Bq ) ，半衰期为5 . 3年。,2）浮子式液位计 浮子式液位计用来测量浮选槽、矿浆池（槽）内的矿

14、浆液位。其优点是结构简单、易于维护和安装。其原理是如图 2-10 所示，利用漂浮于液面上的浮子（液位变化时，浮子产生相应的位移）来测量液位的。这种仪表可以带滑线电阻或差动变压器等进行远传。,在制作浮子时， 要考虑到，浮子在矿浆中既要保持稳定，又要有足够的浮力，以便使浮子不致沉人矿浆中太深，并使它方便灵活。同时，浮子的几何轴心也必须对称。为减小虚假液面对检测的影响，克服来自轴向方向的扰动和增加稳定性，采用二锥体将浮子对接到一柱体上(见图2-10)。为避免矿浆对浮子的腐蚀，选用不锈钢板为制作材料。用户可根据不同的测量范围和安装环境自行决定连杆和铜管的长度。但必须遵守下述原则，浮力要大于浮 子、铜管

15、与4个连杆的重量之总和。浮子所受浮力的计算公式如下： 式中，F为浮子所受浮力(g)；为被测介质的密度(gcm)；h1为上锥体高度(cm)；h2为圆柱体高度(cm)；h3为下锥体高度(cm)；R为锥底和圆柱体半径(cm)。 上述三重量之总和，可采用直接称重法，也可通过试验得到，一般以浮子沉没到圆柱体的五分之三为宜。仪表的测量精度为：当被测介质的密度不变时，基本误差不超过仪表满量程的土1，当被测介质的密度每变化1时，精度降低0.25；仪表的测量范围为00.2m。,3)气泡管式液位计 气泡管式液位计可用来检测生产过程中溶液、悬浮液或矿浆等介质的液位。其原理是将 一定数量的空气不断送人插在被测介质(如

16、矿浆)中的测压管，使其液位转换成压力信号，利用差压变送器测量测压管的背压力，该压力为测压管插入液体深度与液体密度之乘积。当液体密度不变时，背压力的大小，就代表了液位的高度(如图2-11所示)，即： P = h / 式中，P为测压管的背压力(mmH2O(98Pa)；为被测介质密度(kgL)；为清水密度(kgL)；h为测压管插入被测介质中的深度(mm)。 气泡管式液位计的测量精度为：当被测介质密度不变时，测量精废可达1；当矿浆密度变化5(浓度在40以下)时，测量精度为土3；耗气量甚小(约0.100.20Lmin)。,(3)磨矿负荷检测 1)用磨矿机噪声来检测磨矿负荷 磨机运转时，矿石间、矿石钢球间互相撞击而发出噪声，其强度与磨机的装载量成一定的函数关系，故可利用噪声总强度或噪声的一部分频率分量的强度来反映磨机的装载量。实测表明，球磨机的噪声强度与装载量之间相关性较好，在7503000Hz范围内反应最灵敏。棒磨机则因其他噪声影响，不如球磨机明显。自磨机噪声总强度随装载量