[科普中國(guó)]-光照揀選機(jī)

光度揀選機(jī)簡(jiǎn)稱光選機(jī)，其工作原理是以物料不同的光反射特性為依據(jù)。此類揀選機(jī)種類繁多，是各類揀選機(jī)中種類最多的一種。它不僅在礦業(yè)有廣泛的應(yīng)用，在其它行業(yè)，如化工、機(jī)械、煤炭、建材、食品、糧食等部門均有廣泛應(yīng)用。此類揀選機(jī)應(yīng)用效果好，指標(biāo)穩(wěn)定。是應(yīng)用最為成功的一類揀選技術(shù)。1

光照揀選原理光度揀選法，簡(jiǎn)稱光選法。所謂的顏色分選，乃是習(xí)慣稱謂，實(shí)質(zhì)都是光性分選。因?yàn)轭伾枪獾囊环N屬性，沒(méi)有光就不會(huì)有顏色。當(dāng)物體受到光照時(shí)，物體便會(huì)有各種特征色產(chǎn)生，但特征色仍取決于施照體的顏色。例如，一紅色物體被白光照射時(shí)，部分光自外表反射在表面下甚淺的一層，而對(duì)紅色以及橙色和螢色作擴(kuò)散性反射，同時(shí)將綠、蘭、紫色吸收。同一物體若被綠光或紫光照射，除表面極少反射外，其余均被吸收，故該物體又幾乎呈黑色。

但是。在礦石揀選作業(yè)中，由于入選物料的于濕程度不同，尤其是當(dāng)?shù)V石表面有一層水膜后。將對(duì)砂石的光性影響很大，這個(gè)特性是值得重視或可以利用的。

光度揀選法，一般系指在可見(jiàn)光區(qū)域的揀選?？梢?jiàn)光區(qū)域大約在3500-7000埃范圍內(nèi)，以白熾燈、日光燈、激光等為光源的分選機(jī)，都屬光度揀選。

光度揀選法分為漫反射單光揀選法、漫反射雙光揀選法、透明度法和表面螢光法等。

漫反射單光揀選法以某一光區(qū)反射率差異為分選依據(jù)的方法稱為漫反射單光揀選法。

因?yàn)槲矬w對(duì)光的反射率在不同光區(qū)是不同的，所以改變光源（不同波長(zhǎng)的光），便可測(cè)得物體在各個(gè)不同光譜范圍的反射率。

實(shí)踐證明，在現(xiàn)代光選技術(shù)中，能夠進(jìn)行揀選的最低反射率差是5%。一般情況下，只要兩種礦石的反射率差>10%。在揀選機(jī)上就能可靠分選。

透光性揀選法自然界中有些礦物具有透明性、半透明性。例如無(wú)色水晶、冰洲石、黃玉、螢石、金剛石、纖石膏、石榴子石等。有些透明性岸晶具有很高的價(jià)值.象金剛石、水晶、石榴子石和黃玉等。這些秒物可利用它們的透明性、半透明性，而與其它不具上述性質(zhì)的胴石礦物分開(kāi)。利用這一性質(zhì)而進(jìn)行分選的方法.稱作透光性揀逝法。

由于這種方法在檢測(cè)過(guò)程中受到顆粒大小、形狀及厚度等因素的限制，所以選別指標(biāo)波動(dòng)較大。隨著選別技術(shù)的發(fā)展。其它選別方法的出現(xiàn)，這種方法已不再多用。

光照揀選機(jī)原理光照揀選機(jī)（下圖）的基礎(chǔ)是一個(gè)激光源和傳感光電倍增器，用于掃描系統(tǒng)來(lái)探測(cè)通過(guò)分選區(qū)的巖石塊表面所反射的光。電子系統(tǒng)分析光電倍增器的信號(hào)，該信號(hào)隨反射光的強(qiáng)度而變化，并據(jù)此產(chǎn)生控制信號(hào)以起動(dòng)噴氣排礦裝置上相應(yīng)的閥門，排除按分析過(guò)程所選擇的某些顆粒。這種光選機(jī)全部自動(dòng)化，可由一名操作工附帶看管，不需全部時(shí)間跟班。每臺(tái)光選機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)處理量由50噸/時(shí)（給礦-65+30毫米）至200噸/時(shí)（-150+70毫米）。2

M80型光選機(jī)MP80型光選機(jī)，是岡森、索特克斯公司于1979年研制的。該機(jī)采用了最新計(jì)算技術(shù)一微處理機(jī)、固體攝像機(jī)，并選用了最新的電子技術(shù)”和電子設(shè)備，是一種代表新技術(shù)水平的揀選設(shè)備。

該機(jī)處理粒度范圍-200+20mm；生產(chǎn)能力：200-20t/h。

MP80型光選機(jī)如下圖所示。

該機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與其它光選機(jī)一樣，都是由五個(gè)部分組成。因?yàn)樵摍C(jī)采用了新技術(shù)，所以，該機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)，信息處理系統(tǒng)，又是具有特色的。分述如下：

給礦系統(tǒng)該系統(tǒng)由礦倉(cāng)、電振給礦機(jī)和給礦皮帶組成。其給礦皮帶寬800mm，皮帶速度2.1m/s。其電機(jī)和主動(dòng)皮帶輪是全封閉的，有利于保持機(jī)內(nèi)清潔。

光源系統(tǒng)光源采用石英碘鎢燈，發(fā)光光譜范圍比較寬，由4000埃~12000埃。兩只石英碘鎢燈裝在鋼化玻璃的光箱內(nèi)。由于發(fā)光強(qiáng)度高，能清楚均勻地照亮入選物料。

檢測(cè)系統(tǒng)該機(jī)采用光點(diǎn)式掃描形式，其掃描器件為固體攝像機(jī)。固體攝像機(jī)是70年代后期發(fā)展起來(lái)的一種新器件。有線陣和面陣兩種。MP80采用的是1024位線陣和固態(tài)攝像器件。主要由1024個(gè)光電傳感器掃描電路及其它一些微電子元件組成。其特點(diǎn)是分辨率高，掃描頻率且可調(diào)。該機(jī)分辨率可達(dá)1mm，掃描頻率在100~1000Hz范圍內(nèi)可調(diào)。一般都用其高速部分即1ms掃描一次。線陣固態(tài)攝像機(jī)是將線素排成一維列陣的攝像器件，要使景物構(gòu)成圖像，還必須使景物或透鏡作另一維的機(jī)械運(yùn)動(dòng)才行。即固態(tài)攝像機(jī)在皮帶上進(jìn)行橫向掃描，而另一方向則由物料隨皮帶的向前傳輸完成。因皮帶的速度是2.1m/s，所以每個(gè)檢視區(qū)約為1×2mm2。

信息處理系統(tǒng)MP80光選機(jī)的信息處理系統(tǒng)由預(yù)濾光器和微處理機(jī)組成。預(yù)濾光器的功能是將掃描獲得的（即光電傳感器接收的）信息進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)及邏輯運(yùn)算，使它變成可被微處理機(jī)接收的信號(hào)。所以預(yù)濾光器也稱作固態(tài)攝像機(jī)和微處理的接口設(shè)備。

微處理機(jī)是一個(gè)多功能，數(shù)據(jù)處理能力很大的現(xiàn)代化設(shè)備。其主要功能是貯存和鑒別每一個(gè)顆粒的大量信息。MP80的微機(jī)處理機(jī)，是利用多電平比較，即在微處理機(jī)中進(jìn)行四個(gè)電平比較。其中第一個(gè)電平是門限電平，起到方位探測(cè)的作用。即確定礦石顆粒的大小、在皮帶上的位置，以便作出應(yīng)該動(dòng)作氣閥的位置和個(gè)數(shù)。其它三個(gè)比較高的電平是確定礦石上有用（或無(wú)用）成份，并進(jìn)行比較，以便確定顆粒的取舍，發(fā)出指令信號(hào)。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)該機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由分布在800mm平皮帶寬度內(nèi)16～32個(gè)高速氣閥組組成。氣閥為兩級(jí)閥，隨處理物料粒度不同，氣閥的動(dòng)作頻率可在50-100次/秒范圍可調(diào)。壓縮空氣的壓力范圍是5.6~8.4kg/cm2每個(gè)氣閥可控制50mm寬的目標(biāo)物區(qū)間，對(duì)大顆粒物料，可指令兩個(gè)或更多個(gè)氣閥開(kāi)啟。

MP80的特點(diǎn)主要表現(xiàn)以下幾點(diǎn)：

1.應(yīng)用了固態(tài)攝像機(jī)，靈敏度高，光電分辨能力強(qiáng)，外電路少，可靠性高；

2.應(yīng)用了預(yù)濾光器和微處理機(jī)，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，掃描數(shù)據(jù)可達(dá)106個(gè)/秒，提高了光選機(jī)的精確度；由于微處理機(jī)具有多功能性，因此，可對(duì)設(shè)備進(jìn)行自檢、自測(cè)，提高了設(shè)備的可靠性。

3.全機(jī)活動(dòng)部件少，維修簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王偉 - 副教授 - 上海交通大學(xué)