用于分拣钻石的方法和系统技术方案

提供了一种用于分拣钻石的系统(100)。该系统(100)包括传送系统，该传送系统包括用于传送包括钻石的材料样本(106a，106b)的传送带(108)。此外，该系统(100)包括配置成向材料样本(106a，106b)发射x射线的x射线源(122)。此外，该系统(100)包括x射线发光(XRL)检测器(126)，其被配置成测量来自材料样本(106a，106b)的x射线的辐射强度。此外，该系统(100)包括x射线透射(XRT)检测器(124)，其被配置成测量穿过材料样本(106a，106b)的x射线的透射强度。此外，该系统(100)包括处理器(118)，该处理器被配置成：分别从XRL检测器(126)和XRT检测器(124)接收辐射强度和透射强度；处理辐射强度和透射强度以确定等效吸收系数；以及基于等效吸收系数和预存的模型物质吸收系数的比较，将材料样本(106a，106b)标识为钻石。106b)标识为钻石。106b)标识为钻石。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分拣钻石的方法和系统


[0001]本专利技术涉及钻石的分拣，且尤其涉及用于标识和分拣金伯利岩中部分/完全释放的钻石的基于x射线传感器的方法和系统。

技术介绍

[0002]对钻石(和其他宝石)进行分拣是将合成材料从天然材料中分离出来的必要手段。目前已知的X射线钻石分拣系统和方法有Tomra X射线透射(XRT)和De Beers技术(XRT和X射线发光
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XRL)和Bouervestnik(XRL和XRT)机器。这些当前的系统都是基于使用原子密度的碳特征作为检测方法。
[0003]目前，这两种分拣技术(XRT和XRL)是互斥使用的，原因如下。首先，对于大钻石，例如大于10mm的大钻石，XRL测量受到自吸收的困扰，并且对于高x射线能量，自吸收现象加剧。XRL测量通常被用于小于10mm的钻石，通常在1.25mm至8mm之间。其次，XRT测量对于尺寸范围在1.25mm至8mm的颗粒而言对比度较差，这使得其难以检测这一级别的颗粒。对于尺寸范围低于8mm的钻石而言，XRT通常不利于钻石回收。
[0004]此外，为了分拣出从1.25mm到100mm范围内的大材料，目前的方法通常需要两台机器，即一台XRT机器和一台XRL机器，这可大大提高分拣成本。
[0005]因此，需要一种解决上述自吸收和对比度问题的系统，以及一种用于分拣的低成本解决方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术涉及将大量颗粒分拣成所需的和不期望的部分。在本专利技术的一个应用中，它可以被用于将大量矿石颗粒分拣成所需的和不期望的部分。本专利技术的一个具体应用是将钻石或含钻石材料从非钻石或非含钻石材料中分拣出来。
[0007]本专利技术寻求通过提供一种用于分拣/标识钻石的集成系统来提供对所有上述问题的解决方案。
[0008]根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于分拣钻石的系统。该系统包括传送系统，该传送系统包括用于传送包括钻石的材料样本的传送带。此外，该系统包括被配置成向材料样本发射x射线的x射线源。此外，该系统包括放置在传送带周围的x射线发光(XRL)检测器，其被配置成测量来自材料样本的x射线的辐射强度。此外，该系统包括放置在传送带下方的x射线透射(XRT)检测器，其被配置成测量穿过材料样本的x射线的透射强度。此外，该系统包括处理器，该处理器被配置成:分别从XRL检测器和XRT检测器接收辐射强度和透射强度的测量值；处理辐射强度和透射强度以确定等效吸收系数；以及基于等效吸收系数和预存的模型物质吸收系数(model species absorption coefficient)的比较，将材料样本或材料样本的一部分标识为钻石。
[0009]处理器可以被配置成通过逆转辐射强度和透射强度的每个测量值来处理辐射强度和透射强度的测量值。
[0010]x射线源可以被配置成在传送带上的预定义感测区中发射x射线。x射线源可以被配置成在预定义感测区以单一能级发射x射线。
[0011]该系统还可以包括x射线发生器，其中x射线发生器被配置成向x射线源提供一系列逐步升高的电压信号。x射线源可以被配置成在预定义的感测区以对应于一系列逐步升高的电压信号的多个能级发射x射线。多个能级可以对应于1keV到150keV范围内的一系列能级。
[0012]为了将材料样本标识为钻石，处理器可以被配置成确定等效吸收系数和预存的模型物质吸收系数之间的比较结果位于预定义范围内。
[0013]该系统还可以包括气动喷射器，其中气动喷射器被配置成响应于材料样本被标识为钻石而在传送带的坐标(x,y)处发射。
[0014]本专利技术延及一种分拣钻石的方法，该方法包括:
[0015]通过包括传送带的传送系统传送包括钻石的材料样本；
[0016]由x射线源向材料样本发射x射线；
[0017]通过放置在传送带周围的x射线发光(XRL)检测器测量来自材料样本的x射线的辐射强度；
[0018]通过放置在传送带下方的x射线透射(XRT)检测器测量穿过材料样本的x射线的透射强度；以及
[0019]由处理器接收分别来自XRL检测器和XRT检测器的辐射强度和透射强度的测量值；
[0020]由处理器处理辐射强度和透射强度测量值，以确定等效吸收系数；
[0021]和
[0022]基于等效吸收系数和预存的模型物质吸收系数之间的比较，将材料样本或材料样本的一部分标识为钻石。
附图说明
[0023]本专利技术的一些实施例是作为示例示出的，并且不受附图的图形或尺寸的限制，在附图中，相同的附图标记可以指示相似的元件，并且其中：
[0024]图1描绘了根据本专利技术的各种实施例的用于标识和分拣金伯利岩中部分/完全释放的钻石的系统100。
[0025]图2描绘了根据本专利技术一些实施例的经分段传送带。
[0026]图3描绘了根据本专利技术的一些实施例的x射线在传感元件上的投影。
[0027]图4描绘了根据本专利技术的一些实施例的x射线在传感元件上的投射的时序图。
[0028]图5示出了根据本专利技术的各种实施例的用于标识和分拣金伯利岩中部分/完全释放的钻石的方法。
[0029]图6示出了根据本专利技术的各种实施例的示例计算机程序产品，其被配置成使得能够对钻石进行分拣/标识。
[0030]附图的详细描述
[0031]现在将通过参考代表示例实施例的附图来描述本专利技术。
[0032]现在参考附图，描述了本公开的几个示例性方面。措辞“示例性”在本文中用于意指“用作示例、实例、或解说”。本文中描述为“示例性”的任何方面不必被解读为优于或胜过
其他方面。
[0033]根据本专利技术的各种实施例，假定含有钻石和废石的材料(例如金伯利岩石)通过随机化/进料槽被允许进入钻石分拣机。随机化/进料槽的目的是确保没有两个颗粒堆积在彼此的顶部。颗粒自由落在随机化/进料槽上，并达到与系统的传送带速度相等的速度。这是为了避免颗粒四处跳跃并可能在到达感测区时它们与传送带之间仍有相对运动。传送带将颗粒输送到感测区。
[0034]感测区由具有覆盖传送带的整个横截面的多个传感器的x射线发光(XRL)检测器和具有覆盖传送带的整个横截面的多个传感器的x射线透射(XRT)检测器组成。XRL检测器以合适的角度放置在传送带上方，或者以直角放置在材料的自由下落路径上。透射检测器直接放置在传送带下方。
[0035]x射线源放置在XRT检测器的垂直上方，而XRL检测器放置在与XRT检测器和x射线源之间的法线成适当角度的位置。两个检测器各自捕获来自样本的辐射强度。如果由于机器外壳的物理尺寸而导致几何形状不允许，可以使用两个x射线源，这样每个检测器都与其自己的源相关联。通过使用处理单元中的算法，来自两个检测器的测得强度被逆转以给出等效吸收系数。此外，将处理单元中的逆转结果相加以获得最终计算的吸收系数。
[0036]在操作之前，用真钻石进行一系列测量，以在校准过程中获得测得的吸收系数。在校准期间，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分拣钻石的系统，所述系统包括:传送系统，所述传送系统包括用于传送包括钻石的材料样本的传送带；x射线源，所述x射线源被配置成向所述材料样本发射x射线；放置在所述传送带周围的x射线发光(XRL)检测器，所述XRL检测器被配置成测量来自所述材料样本的x射线的辐射强度；放置在所述传送带下方的x射线透射(XRT)检测器，所述XRT检测器被配置成测量透射穿过所述材料样本的x射线的透射强度；以及处理器，被配置成：分别从所述XRL检测器和所述XRT检测器接收辐射强度和透射强度的测量值；处理所述辐射强度和所述透射强度的测量值，以确定等效吸收系数；以及基于所述等效吸收系数和预存的模型物质吸收系数之间的比较，将所述材料样本或所述材料样本的一部分标识为钻石。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器被配置成通过倒置所述辐射强度和透射强度的每个测量值来处理所述辐射强度和透射强度的测量值。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述x射线源被配置成在所述传送带上的预定义感测区中发射x射线。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述x射线源被配置成在所述预定义的感测区以单一能级发射x射线。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括x射线发生器，其中所述x射线发生器被配置成向所述x射线源提供一系列逐步升高的电压信号。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：博茨瓦纳国际科技大学，
类型：发明
国别省市：