Спосіб термографічної кускової сепарації сировини (варіанти) і пристрій для його здійснення (варіанти)

1. Спосіб термографічної кускової сепарації сировини, що включає поштучне подавання кусків сировини, опромінення їх електромагнітним випромінюванням надвисокої частоти, реєстрацію вторинного випромінювання, визначення наявності корисного компонента, порівняння показника вмісту корисного компонента в куску з його граничним значенням і по отриманому результату поділ кусків на корисний продукт і порожню породу, який відрізняється тим, що кожен кусок сировини опромінюють електромагнітним випромінюванням надвисокої частоти, потім після припинення опромінення і згасання теплообмінних процесів між компонентами контрольованого куска фіксують теплову картину контрольованого куска, по якій спочатку визначають сталу температуру контрольованого куска, а потім визначають масову частку корисного компонента в контрольованому куску за формулою:

,

де

 - масова частка корисного компонента в куску ;

 - виміряна стала температура контрольованого куска;

 - температура нагрівання порожньої породи;

 - температура нагрівання корисного компонента;

 - теплоємність корисного компонента;

 - теплоємність порожньої породи;

і перевіряють умову

,

де

 - граничне значення масової частки корисного компонента в куску,

після чого по отриманому результату здійснюють сепарацію кусків сировини на два потоки: один з потоків складається із кусків з масовою часткою вмісту корисного компонента менше деякого заданого граничного значення, а інший потік складається із кусків з масовою часткою вмісту корисного компонента не менше того ж граничного значення.

2. Спосіб термографічної кускової сепарації сировини, що включає поштучне подавання кусків сировини, опромінення їх електромагнітним випромінюванням надвисокої частоти, реєстрацію вторинного випромінювання, визначення наявності корисного компонента, порівняння показника вмісту корисного компонента в куску з його граничною величиною і по отриманому результату поділ кусків на корисний продукт і порожню породу, який відрізняється тим, що кожен кусок сировини опромінюють електромагнітним випромінюванням надвисокої частоти, а потім після припинення опромінення, до моменту згасання теплообмінних процесів між компонентами куска, фіксують теплову картину куска, по якому визначають його середню температуру, а потім визначають об’ємний коефіцієнт концентрації корисного компонента в куску за формулою:

,

де

 - об’ємний коефіцієнт концентрації корисного компонента;

 - виміряна середня температура контрольованого куска;

 - температура нагрівання корисного компонента;

 - температура нагрівання порожньої породи;

і перевіряють умову

,

де

 - граничне значення об’ємного коефіцієнта концентрації корисного компонента, після чого по отриманому результату здійснюють сепарацію кусків сировини на два потоки: один з потоків складається із кусків з вмістом корисного компонента, для якого об’ємний коефіцієнт концентрації корисного компонента менше деякого заданого граничного значення, а інший потік складається із кусків з вмістом корисного компонента, для якого об’ємний коефіцієнт концентрації корисного компонента не менше того ж заданого граничного значення.

3. Спосіб термографічної кускової сепарації сировини, що включає поштучне подавання кусків сировини, опромінення їх електромагнітним випромінюванням надвисокої частоти, реєстрацію вторинного випромінювання, визначення наявності корисного компонента, порівняння показника вмісту корисного компонента в куску з його граничною величиною і по отриманому результату поділ кусків на корисний продукт і порожню породу, який відрізняється тим, що кусок сировини опромінюють електромагнітним випромінюванням надвисокої частоти протягом часу, обумовленого виразом:

,

де

 - час впливу електромагнітного випромінювання надвисокої частоти на контрольований кусок;

 - необхідне підвищення температури нагрівання корисного компонента;

 - теплоємність корисного компонента;

 - густина корисного компонента;

 - частота коливань НВЧ електромагнітного поля;

 - діелектрична проникність;

 - відносна діелектрична проникність корисного компонента;

 - напруженість електричного поля НВЧ електромагнітного поля;

 - тангенс діелектричних втрат корисного компонента,

а потім після припинення опромінення, до моменту згасання теплообмінних процесів між компонентами куска, фіксують теплову картину куска, по якій визначають його середнє підвищення температури, а потім визначають масову частку корисного компонента в контрольованому куску за формулою:

,

де

 - допоміжний параметр порожньої породи;

 - допоміжний параметр корисного компонента;

 - масова частка корисного компонента в контрольованому куску;

 - середнє підвищення температури нагрівання контрольованого куска;

 - густина порожньої породи;

 - відносна діелектрична проникність порожньої породи;

 - тангенс діелектричних втрат порожньої породи,

і перевіряється умова:

,

де

 - граничне значення масової частки корисного компонента,

після чого по отриманому результату здійснюють сепарацію кусків сировини на два потоки: один з потоків складається з кусків з масовою часткою вмісту корисного компонента менше деякого заданого граничного значення, а інший потік складається з кусків з масовою часткою вмісту корисного компонента не менше того ж граничного значення.

4. Спосіб термографічної кускової сепарації сировини, що включає поштучне подавання кусків сировини, опромінення їх електромагнітним випромінюванням надвисокої частоти, реєстрацію вторинного випромінювання, визначення наявності корисного компонента, порівняння показника вмісту корисного компонента в куску з його граничною величиною і за отриманим результатом поділ кусків на корисний продукт і порожню породу, який відрізняється тим, що кожен кусок сировини опромінюють електромагнітним випромінюванням, частоту якого визначають за формулою:

,

де

 - максимальний лінійний розмір куска;

 - діелектрична проникність;

 - відносна діелектрична проникність корисного компонента;

 - магнітна проникність;

 - відносна магнітна проникність корисного компонента;

                        - тангенс діелектричних втрат корисного компонента,

а час нагрівання визначають за формулою:

,

де

 - необхідне підвищення температури нагрівання корисного компонента;

 - питома теплоємність корисного компонента;

 - густина корисного компонента;

 - відносна діелектрична проникність корисного компонента;

 - напруженість електромагнітного поля,

після чого з моменту припинення впливу електромагнітного поля до моменту згасання теплообмінних процесів між компонентами куска неодноразово фіксують теплові картини куска, по яких визначають середні температури контрольованого куска, а на підставі отриманих даних складають систему рівнянь

,

де

 - середня температура куска, визначена в моменти часу ,

і вирішують її відносно , після чого визначають коефіцієнт об’ємного заповнення корисного компонента за формулою:

,

де

 - теплоємність порожньої породи;

 - густина порожньої породи;

 - розмір зерна корисного компонента;

 - коефіцієнт тепловіддачі корисного компонента;

 - коефіцієнт тепловіддачі порожньої породи,

і перевіряють умову

,

де

 - граничне значення коефіцієнта об’ємного заповнення корисного компонента, а по отриманому результату здійснюють сепарацію кусків сировини на два потоки: один з потоків складається з кусків з вмістом корисного компонента, для якого коефіцієнт об’ємного заповнення корисного компонента менше деякого заданого граничного значення, а інший потік складається із кусків з вмістом корисного компонента, для якого коефіцієнт об’ємного заповнення корисного компонента не менше того ж заданого граничного значення.

5. Спосіб термографічної кускової сепарації сировини, що включає поштучне подавання кусків сировини, опромінення їх електромагнітним випромінюванням надвисокої частоти, реєстрацію вторинного випромінювання, визначення наявності корисного компонента, порівняння показника вмісту корисного компонента в куску з його граничною величиною і по отриманому результату поділ кусків на корисний продукт і порожню породу, який відрізняється тим, що кожен кусок сировини опромінюють електромагнітним випромінюванням надвисокої частоти, а після припинення впливу електромагнітного випромінювання термографічною системою фіксують температурну картину куска після припинення впливу електромагнітного поля до моменту згасання теплообмінних процесів між компонентами куска, при цьому по отриманій тепловій картині визначають різницю максимальної і мінімальної температури куска, а по різниці максимальної і мінімальної температури і відомому інтервалу часу від моменту припинення впливу електромагнітного поля надвисокої частоти до моменту реєстрації теплового зображення куска визначають масову частку корисного компонента в куску, відповідно до формули:

,

де

 - масова частка корисного компонента в контрольованому куску;

 - температура нагрівання корисного компонента;

 - температура нагрівання порожньої породи;

 - густина корисного компонента;

 - теплоємність корисного компонента;

 - теплоємність порожньої породи;

 - коефіцієнт тепловіддачі корисного компонента;

 - коефіцієнт тепловіддачі порожньої породи;

 - інтервал часу від моменту припинення впливу НВЧ електромагнітного поля до моменту реєстрації теплового зображення;

 - розмір зерна корисного компонента в контрольованому куску;

 - різниця максимальної і мінімальної температури контрольованого куска в момент реєстрації теплового зображення контрольованого куска,

і перевіряють умову:

де

 - граничне значення масової частки корисного компонента,

після чого по отриманому результату здійснюють сепарацію кусків сировини на два потоки: один з потоків складається з кусків з масовою часткою вмісту корисного компонента менше деякого заданого граничного значення, а інший потік складається з кусків з масовою часткою вмісту корисного компонента не менше того ж граничного значення.

6. Пристрій термографічної кускової сепарації сировини, що містить пристрій дозованого подавання кусків сировини, який складається з приймального бункера, живильника з електроприводом, конвеєра з електроприводом, установки електромагнітного випромінювання надвисокої частоти із системою керування, датчиків вторинного випромінювання й обчислювального пристрою із вхідним інтерфейсом, який відрізняється тим, що пристрій додатково містить камеру нагрівання енергією електромагнітного поля надвисокої частоти, приєднану до установки випромінювання електромагнітного поля надвисокої частоти, термографічну систему обробки сигналів термодатчиків вторинного теплового випромінювання, систему керування електроприводом живильника, валковий розкладник, систему керування електроприводом конвеєра, світловий вузько направлений випромінювач і фотоприймач, пристрій порівняння з двома входами та датчик положення, причому вихід термографічної системи з’єднаний з першим входом вхідного інтерфейсу, вихід якого з’єднаний через обчислювальний пристрій з входом вихідного інтерфейсу, а другий вихід вихідного інтерфейсу з’єднаний з системою керування електроприводу живильника, третій вихід вихідного інтерфейсу з’єднаний через систему керування установкою надвисокої частоти з її входом, четвертий вихід вихідного інтерфейсу з’єднаний із системою керування електроприводу конвеєра, на валу якого встановлений датчик положення, з’єднаний із другим входом вхідного інтерфейсу, при цьому перший вихід вихідного інтерфейсу з’єднаний з першим входом пристрою порівняння, а вихід фотоприймача з’єднаний з другим входом пристрою порівняння, вихід пристрою порівняння через блок тимчасової затримки і формувач імпульсів керування зв’язаний з електропневмоклапаном, установленим так, щоб мати можливість взаємодіяти з пристроєм для розділу і забезпечити подавання в приймач кусків сировини з вмістом корисного компонента менше граничного значення та в приймач кусків сировини з вмістом корисного компонента не менше граничного значення.

7. Пристрій термографічної кускової сепарації сировини, що містить пристрій дозованого подавання кусків, який складається з приймального бункера, шнекового живильника з електроприводом, конвеєра з електроприводом, установки електромагнітного випромінювання надвисокої частоти із системою її керування, датчиків вторинного випромінювання, обчислювального пристрою із вхідним інтерфейсом, який відрізняється тим, що пристрій додатково містить камеру нагрівання енергією електромагнітного поля надвисокої частоти, приєднану через елемент введення енергії електромагнітного поля надвисокої частоти до установки випромінювання енергії електромагнітного поля надвисокої частоти, причому в камері нагрівання енергією електромагнітного поля надвисокої частоти розміщений валковий розкладник, який складається з валків з термостійкого діелектрика, між якими розташовані елементи уповільнюючої гребінки з кроком, рівним 1/4 довжини хвилі електромагнітного випромінювання надвисокої частоти, а вузол вивантаження камери нагрівання енергією електромагнітного поля надвисокої частоти обладнано уловлювачем енергії електромагнітного поля надвисокої частоти з чвертьхвильовими відбивними елементами, крім того, пристрій містить термографічну систему обробки сигналів, систему керування електроприводом шнекового живильника, систему керування електроприводом конвеєра, світловий вузько направлений випромінювач і фотоприймач, пристрій порівняння з двома входами та датчик положення, при цьому вихід термографічної системи з’єднаний з першим входом вхідного інтерфейсу, вихід якого з’єднаний через обчислювальний пристрій із входом вихідного інтерфейсу, другий вихід вихідного інтерфейсу з’єднаний із системою керування електроприводом шнекового живильника, третій вихід вихідного інтерфейсу з’єднаний через систему керування установкою випромінювання енергії електромагнітного поля надвисокої частоти з її входом, четвертий вихід вихідного інтерфейсу з’єднаний із системою керування електроприводу конвеєра, на валу якого встановлений датчик положення, з’єднаний із другим входом вхідного інтерфейсу, при цьому перший вихід вихідного інтерфейсу з’єднаний з першим входом пристрою порівняння, а вихід фотоприймача з’єднаний з другим входом пристрою порівняння, вихід пристрою порівняння через блок тимчасової затримки і формувач імпульсів керування зв’язаний з електропневмоклапаном, установленим так, щоб мати можливість взаємодіяти з пристроєм для розділу і забезпечити подавання в приймач кусків сировини з вмістом корисного компонента менше граничного значення та в приймач кусків сировини з вмістом корисного компонента не менше граничного значення.