用于测量矿用运输车辆中的矿石的设备的制作方法

用于测量矿用运输车辆中的矿石的设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2019年12月24日提交的澳大利亚临时专利申请第2019904927号的优先权，所述专利申请的整体内容以引用方式并入本文中。
技术领域
3.本发明涉及一种用于测量在矿用卡车和用于运输矿石的其他移动车辆上的矿石的设备和方法。


背景技术：

4.在采矿中，可以在地下或露天矿坑中提取矿石。为了物理提取矿石进行加工，首先对矿体的多个部分进行爆破。爆破后的矿石通常具有较大的矿石颗粒最大尺寸(通常高达1m)，使用铲子或其他装载机将其装载到运输车辆中。运输车辆用于将矿石运输到各种可能的目的地以进行继续加工。目的地可以包括，例如，废料堆、低品位储矿堆、高品位储矿堆、浸出垫、初级破碎机或转运站。运输车辆可包括例如卡车、地下装载运输倾卸(lhd)车辆或用于转移离散的大量矿石的其他类型的车辆。
5.运输车辆的所选目的地取决于矿石的特性。一个重要的特性是矿石的元素或矿物品位(浓度)。例如，具有非常低品位的目标经济矿物的矿石可能会被送到废料堆。替代地，其他元素或矿物的品位可能决定目的地。例如，砷是一种有害元素。被确定为砷矿物学含量高的矿石可能会被转移到废物或允许进行专门处理的另一个目的地。
6.目前，在几乎所有采矿作业中，运输车辆的目的地都是在装载矿石之前预先确定的。可通过分析与矿石特性相关联的预先存在的数据(例如，包含在矿块模型中的数据)来确定目的地。矿块模型是在矿床中计划进行开采的部分中矿石参数(诸如品位)的空间离散表示。在矿块模型中，矿石参数被指派给矿石的各个体素。每个体素或矿块的大小取决于采矿和矿床的类型而变，但大型露天矿的典型大小可能是10,000吨矿石。矿块模型一般是通过分析有限的矿石样本数据，在统计基础上开发的。可通过矿山计划钻探和化验，或矿场规模采样和化验来提供采样。上述矿石回收和矿块模型方法在采矿业中是众所周知的。
7.然而，与矿块模型中的每个块相关的数据通常仅适用于整个块大小。取决于矿块内品位不均匀性的水平，矿块内的不同子批次可能具有与平均块值显著不同的矿石参数。与小于矿块大小的批量相关联的品位估计将具有较低的置信水平，以至于运输车辆载运的相对较小的矿石批次的品位估计可能具有高的不确定性。因此，在一般情况下，小批量(由运输车辆装载量表征)的矿石品位变化可能导致矿石目的地的错误分配。例如，运输车辆中的特定批次的矿石可对应于废物品位，但基于矿块数据被送到意欲针对更高品位矿石的处理目的地。这种错误分配对采矿经济产生负面影响。
8.通过在确定车辆目的地之前使用传感器测量运输车辆中的元素或矿物的品位，可以有机会改进采矿过程。通过测量运输车辆中实际批次的品位，可基于测量结果分配正确的目的地，从而导致整体上减少运输车辆的错误分配并提高矿山经济性。因此，如果可以测
量卡车上的矿石矿物品位，那将是有益的。
9.运输车辆感测的示例包括在铀矿和铁矿开采中的应用。例如，srinivas等人1描述了使用配置在大门(portal)中的辐射感测来检测铀
10.子代同位素以量化卡车上的铀品位。temnikov等人提供的另一个已知示例2类似地描述了在包括货车在内的矿用机械上使用辐射感测。在其他已知示例中，例如krukka等人，3描述了使用激光诱导荧光(lif)方法检测铁矿石中的磷品位，其中地下装载运输倾卸(lhd)车辆位于lif感测站下面，目的是基于铁矿石中磷品位的测量结果来指导矿石目的地。
11.以上给出的示例可以被视为“大门型”实施方案。其他运输车辆感测实施方案(除了大门之外)也是可能的。例如，可以将传感器安装在运输车辆的车身上，靠近车辆矿石配料，以测量运输车辆的矿石负载。
12.为了可靠地确定运输车辆矿石品位，测量必须对运输车辆负载的足够部分进行采样，以提供代表性的品位估计。随着矿石变得更加不均匀，必须测量运输车辆装载的更大部分以提供可靠的估计。
13.对本说明书中所包括的对文献、法案、材料、装置、制品等的任何讨论不应因为其在所附权利要求中的每一条的优先权日期之前已经存在而被认为是承认任何或所有这些内容形成现有技术基础的一部分或者是与本公开相关的领域中的一般常识。


技术实现要素：

14.根据本公开的一个方面，提供一种用于测量矿用运输车辆中的矿石的设备，所述设备包括：
15.大门，所述大门限定大门区，其中运载矿石的运输车辆可位于所述大门区中或可移动通过所述大门区，
16.包括在所述大门中的至少一个磁共振(mr)传感器，所述mr传
17.感器包括：
18.主回路，所述主回路可位于所述大门区中在所述运输车辆运载的矿石配料上方或上，
19.驱动回路，所述驱动回路位于所述主回路上方并且与所述主回路电隔离并磁耦合到所述主回路，其中射频(rf)发射器可耦合到所述驱动回路的馈电端子以驱动所述驱动回路中的rf驱动电流，并且射频接收器可耦合到所述驱动回路以监测所述驱动回路中的rf响应电流；
20.所述设备还包括：
21.磁共振传感器控制系统，所述磁共振传感器控制系统被配置为控制以下各者中的至少一者：
22.所述至少一个mr传感器相对于所述大门区和/或矿石配料的定位；
23.包括在所述mr传感器中的元件相对于彼此的定位；
24.所述至少一个mr传感器的电磁抑制特性；和/或
25.随着所述传感器距所述矿石配料的距离而变的所述至少一个mr传感器的灵敏度。
26.在一些实施方案中，所述主回路可包括多个导电段和位于所述导电段之间的电容器。所述电容器可沿着所述主回路均匀地间隔开，并且每个电容器的电容可基本上相同。在一些实施方案中，所述主回路的所述电容器中的至少一者的电容是可调的。在一些实施方案中，所述传感器控制系统被配置为调整所述主回路的所述电容器中的至少一者的所述电容。
27.在一些实施方案中，所述设备还包括用于监测所述驱动回路的所述馈电端子处的电抗阻抗的阻抗监测器。所述传感器控制系统可被配置为基于所述监测的电抗阻抗来调整所述电容。在一些实施方案中，所述传感器控制系统可被配置为调整所述电容，使得所述驱动回路的所述馈电端子处的所述电抗阻抗处于目标电抗阻抗。
28.在一些实施方案中，所述主回路的所述导电段和电容器可沿着环形路径延伸，并且在处于垂直于所述环形路径的平面中的横截面中，所述导电段可具有非圆形横截面形状。在一些实施方案中，所述非圆形形状可以是具有凸边界和相反的凹边界的形状。所述凸边界可处于所述主回路的径向外侧，并且所述凹边界可处于所述主回路的径向内侧。在一些实施方案中，所述非圆形形状可以是新月形形状、肾形或由两个相交的椭圆形形成的新月形形状。
29.在本文公开的任一项实施方案中，所述传感器控制系统可被配置为调整以下各者中的至少一者：(i)所述至少一个mr传感器相对于所述矿石配料的位置和/或取向；和(ii)所述驱动回路相对于所述主回路的位置和/或取向。例如，所述传感器控制系统可被配置为控制整个mr传感器或至少所述mr传感器的所述主回路和驱动回路的移动，使得它离所述矿石配料更近或更远。另外地或替代地，所述传感器控制系统可被配置为控制所述主回路和所述驱动回路的移动以使它们彼此靠拢更近或分开更远。为了实现移动和取向改变，所述设备可包括一个或多个运动致动器，例如，由马达、气动装置、液压装置或以其他方式控制的线性致动器。
30.所述设备可包括用于监测所述驱动回路的所述馈电端子处的电阻阻抗的阻抗监测器，并且所述传感器控制系统可被配置为如上文所述基于所述监测的电阻阻抗来调整所述位置和/或取向。在一些实施方案中，所述传感器控制系统可适于调整所述位置和/或取向，使得所述驱动回路的馈电端子处的电阻阻抗处于目标电阻阻抗。
31.在一些实施方案中，所述传感器控制系统可被配置为调整所述mr传感器相对于所述矿石配料的位置和/或取向，使得所述驱动回路的馈电端子处的电阻阻抗在预定的电阻阻抗范围内。在一些实施方案中，所述传感器控制系统可被配置为随后调整所述驱动回路相对于所述主回路的位置和/或取向，使得所述驱动回路的馈电端子处的电阻阻抗处于目标电阻阻抗。
32.在一些实施方案中，所述设备还可以包括用于监测所述至少一个mr传感器与所述
矿石配料之间的位移(例如，位置和/或取向的变化)的位移监测器。所述传感器控制系统可被配置为基于所述监测的位移来调整所述mr传感器的位置和/或取向。在一些实施方案中，所述传感器控制系统可基于所述监测的位移来调整所述mr传感器的位置和/或取向以在所述矿石配料与所述主回路之间维持固定的间隔。
33.在本文公开的任一项实施方案中，所述设备可包括位于所述主回路上方的反射器，所述反射器被配置为减少来自所述矿石配料的在向上方向上的辐射和磁近场。
34.在本文公开的任一项实施方案中，所述设备可包括位于所述主回路上方或与所述主回路齐平(在主回路的平面中)的无源回路。所述无源回路可被配置为抑制所述主回路中的外部电磁干扰。
35.在一些实施方案中，所述反射器位于所述主回路与所述无源回路之间。
36.在一些实施方案中，所述无源回路具有电容性集总阻抗，所述电容性集总阻抗可通过所述传感器控制系统调整以优化对所述主回路中的外部电磁干扰的抑制。
37.在本文公开的实施方案中，所述设备还可以包括用于监测所述驱动回路的所述馈电端子处的rf噪声电压的噪声监测器。在一些实施方案中，所述传感器控制系统可被配置为基于所述监测的rf噪声电压来调整所述无源回路的所述电容性集总阻抗以最小化所述驱动回路的所述馈电端子处的所述rf噪声电压。
38.在本文公开的任一项实施方案中，所述设备还可以包括磁耦合到所述主回路并且以电阻端接的电阻回路。所述传感器控制系统可被配置为调整所述电阻回路相对于所述主回路的取向。在一些实施方案中，所述设备可包括用于监测所述驱动回路的所述馈电端子处的电阻阻抗的阻抗监测器，并且所述传感器控制系统可被配置为基于所述监测的电阻阻抗来调整所述电阻回路相对于所述主回路的所述取向，使得所述驱动回路的所述馈电端子处的所述电阻阻抗处于所述目标电阻阻抗。
39.在本文公开的实施方案中，所述设备还可以包括在径向上位于所述主回路内部在所述主回路的平面中的插入物。在一些实施方案中，所述插入物是扁球体。
40.在一些实施方案中，所述运输车辆是卡车、装载运输倾卸(lhd)车辆、翻斗车、货车或手推车。
41.在一些实施方案中，矿石测量可包括测量矿石矿物质量和/或矿石品位。
42.在一些实施方案中，所述设备包括大门控制系统。所述大门控制系统可被配置为控制所述运输车辆移动通过所述大门的所述大门区。在一些实施方案中，所述大门控制系统可被配置为控制所述设备与矿山环境的一个或多个其他部件之间的信息传送。
43.在本公开的另一个方面，提供了一种使用根据本文公开的任何实施方案的设备来测量矿用运输车辆中的矿石的方法。
44.如所指示的，所述传感器控制系统可被配置为依据所述传感器距所述矿石配料的距离来控制所述至少一个mr传感器的灵敏度。所述至少一个mr传感器的灵敏度可依据“灵敏度分布”来识别，灵敏度分布是对于施加到mr传感器的一个或多个rf脉冲序列和对于一种或多种相关联的分析方法(掩蔽)，至少一个mr传感器的灵敏度随着所述传感器距所述矿石配料的距离而变。
45.与此相关，在一些实施方案中，公开了多种设备和方法，其中针对施加到mr传感器的一个或多个rf脉冲序列并且针对一种或多种相关联的分析方法(掩蔽)，确定mr传感器的
一个或多个预定灵敏度分布。可将掩蔽应用于时域mr信号以优选针对对矿石配料的不同深度进行诊断的响应。对于要分析的特定矿石配料，可测量每个敏感性分布的加权。例如传感器控制系统可使用所述一个或多个灵敏度分布加权来依据深度估计矿石配料中的矿物浓度。
46.例如，在一个实施方案中，所述设备的传感器控制系统可被配置为：
47.控制至少一个rf脉冲序列对所述mr传感器的施加并且使用至少一种对应的分析方法来分析来自所述矿石配料的mr响应信号，其中所述至少一个rf脉冲序列以及其对应的分析方法具有对应的预定灵敏度分布，
48.使用对所述mr响应信号的分析来测量对应的灵敏度分布加权；以及
49.使用所述灵敏度分布加权来依据深度估计所述矿石配料中的矿物浓度。
50.在一些实施方案中，公开了利用或包括以下各者的设备和方法：
51.i.对于施加到所述mr传感器的第一rf脉冲序列和第一种相关联的分析方法(掩蔽)，确定mr传感器的第一预定灵敏度分布；
52.ii.对于施加到所述mr传感器的一个或多个另外的rf脉冲序列和一种或多种相关联的分析方法(掩蔽)，确定mr传感器的一个或多个另外的预定灵敏度分布；
53.iii.将所述第一rf脉冲序列提供到所述mr传感器并且使用第一种相关联的分析方法来分析来自矿石配料的所得的第一mr响应信号以测量第一灵敏度分布的第一灵敏度分布加权；
54.iv.将所述一个或多个另外的rf脉冲序列提供到所述mr传感器并且使用所述一种或多种另外的相关联的分析方法来分析来自所述矿石配料的一个或多个所得的另外的mr响应信号以测量所述一个或多个另外的灵敏度分布的一个或多个另外的灵敏度分布加权；
55.v.将在步骤(iii)和步骤(iv)中测得的灵敏度分布加权相加以产生优选的空间灵敏度分布加权；以及
56.vi.使用在步骤(v)中获得的优选的空间灵敏度分布加权来依据深度估计所述矿石配料中的矿物浓度。
57.例如，在一个实施方案中，所述设备的所述传感器控制系统可被配置为：
58.控制第一rf脉冲序列对所述mr传感器的施加并且使用对应的第一种分析方法来分析来自所述矿石配料的第一mr响应信号，其中所述第一rf脉冲序列以及所述对应的第一种分析方法具有对应的第一预定灵敏度分布，
59.控制一个或多个另外的rf脉冲序列对所述mr传感器的施加并且使用一种或多种对应的另外的分析方法来分析来自所述矿石配料的一个或多个另外的mr响应信号，其中所述一个或多个另外的rf脉冲序列以及所述一种或多种对应的另外的分析方法各自具有对应的另外的预定灵敏度分布，
60.使用对所述第一mr响应信号和另外的mr响应信号的所述分析来测量对应的第一灵敏度分布加权和另外的灵敏度分布加权；
61.将所述第一灵敏度分布加权与所述另外的灵敏度分布加权求和以产生优选的空间灵敏度分布加权；以及
62.使用所述优选的灵敏度分布加权来依据深度估计所述矿石配料中的所述矿物浓度。
63.大体上，将认识到，所述传感器控制系统可包括用于控制所述设备的一个或多个部件或功能的多个控制或处理模块，并且还可以包括用于存储数据(诸如预定的灵敏度分布、灵敏度分布加权、阻抗值或其他)的一个或多个存储装置。所述模块和存储装置可使用一个或多个处理装置和一个或多个数据存储单元来实施，所述模块和/或存储装置可以在一个位置或分布在多个位置并且通过一个或多个通信链路互连。
64.另外，所述模块可由包括程序指令的计算机程序或程序代码来实施。计算机程序指令可包括可操作以使处理器执行所描述的步骤的源代码、目标代码、机器代码或任何其他存储的数据。计算机程序可以以任何形式的编程语言(包括编译或解译语言)编写，并且可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程或适合在计算环境中使用的其他单元。数据存储装置可包括非暂时性计算机可读存储器介质，所述非暂时性计算机可读存储器介质包括致使处理器执行本文所述的步骤的指令。数据存储装置可包括合适的计算机可读介质，诸如易失性(例如，ram)和/或非易失性(例如，rom、磁盘)存储器或其他。
65.在整篇本说明书中，词语“包括”或变型形式诸如“包含”或“含有”应理解为暗示包括所述要素、整数或步骤、或成组的要素、整数或步骤，而不排除任何其他要素、整数或步骤、或成组的要素、整数或步骤。
附图说明
66.仅以举例的方式，现在参考附图来描述实施方案，在附图中：
67.图1示出了根据本公开的实施方案的用于测量矿用运输车辆中的矿石的设备的部件框图；
68.图2示出了根据本公开的实施方案的用于测量矿用运输车辆中的矿石的设备的侧视示意图；
69.图3a示出了根据本公开的实施方案的磁共振传感器的剖视图；
70.图3b示出了图3a的磁共振传感器的平面图；
71.图3c示出了根据本公开的实施方案的磁共振传感器的剖视图；
72.图4示出了根据本公开的实施方案的磁共振传感器和传感器控制系统的示意图；
73.图5c示出了具有圆形截面(图5a)和非圆形截面(图5b)的主回路的每单位电流的归一化轴上场；
74.图6示出了根据本公开的实施方案的磁共振传感器和传感器控制系统的示意图；
75.图7示出了根据本公开的实施方案的形成rf梯度计的回路的功能；
76.图8a示出了在主回路平面中没有插入物的主回路截面，并且图8b示出了相应计算出的归一化rf磁场轮廓；
77.图9a示出了在主回路的平面中有插入物的主回路截面；并且图9b示出了相应计算出的归一化rf磁场轮廓；
78.图10示出了图8a的没有插入物的主回路(蓝色轨迹)和图9a的具有插入物的主回路(黑色轨迹)的每单位电流的归一化轴上场，以及由插入物表面上的涡流产生的场(红色轨迹)
79.图11示出了悬挂在半空间上方的mr传感器，其中在平行于传感器面的平面中，包
括薄圆盘的样品可位于距传感器不同的位移(z)处；
80.图12a至图12c示出了对于三种不同的脉冲序列和分析方法获得的三个不同的灵敏度分布；以及
81.图13a至图13b示出了用于提取在fid波形中的对应于(a)早期分析和(b)后期分析的不同时间时的信号功率的掩膜。
具体实施方式
82.本公开的一个或多个实施方案可至少部分地提供一种适合于在矿石以矿石配料的形式运载在矿用运输车辆中时并且使用磁共振(mr)技术来测量矿石的设备。
83.磁共振是一种射频(rf)光谱，用于诸如原子和分子键合的基础研究以及材料和医学成像的常规实验室表征等领域。大多数应用涉及在实验室使用常规核磁共振(nmr)来测量氢和碳核以分析有机化合物。其他不太常见的磁共振类别包括磁性有序材料中的核四极共振(nqr)和nmr。这些不太常见的类别仅适用于固态，但提供了几个重要的测量优势。首先，在这些情况下，不需要施加外部静磁场来定义和测量共振。其次，共振频率强烈依赖于化学键结和晶体结构，因此通常对特定的结晶相具有高度特异性。对于本说明书，“磁共振”是指nmr、nqr或其他相关磁共振光谱的这些子类，它们不需要施加外加静磁场。
84.在大多数类型的mr中，rf磁场(通常是感应线圈或线圈组的近场区域)被施加到要分析的材料。实际上，近场区域可被定义为包括感应传感器内部和在传感器周围的延伸到等于传感器的几个直径的距离的区域这两者的区域。
85.可在根据本公开的设备中应用的脉冲mr方法中的测量序列涉及激发阶段后面跟着检测阶段。在激发阶段，在传感器中驱动脉冲rf电流，以用rf场照射位于近场区域中的材料。rf电流由耦合到传感器的射频发射器驱动。照射导致在材料中产生目标核的动态核磁化，从而产生相关联的rf响应场。在切断射频激励电流后，响应场可能会保持大的振幅。
86.如果rf响应场是在传感器线圈(用于激励的同一个感应线圈，或不同的线圈)的近场区域内产生，则可能会在传感器的输出端子处产生电压，所述电压随后可用于使用rf接收器来检测传感器输出端子处的信号(和噪声)电压来检测rf响应场。这对应于测量序列的检测阶段。因此，发射器和接收器都耦合到传感器，但通常在测量过程期间的不同时间。发射器或接收器与传感器的耦合可以使用rf开关来控制。对于基于法拉第定律的检测，端子电压与穿过由传感器线圈限定的孔口的磁通量的时间变化率成比例。传感器线圈中产生的信号电压的大小可用于确定感测体积内的特定材料的质量。可通过在测量信号与感测体积内的质量之间应用简单的线性系数来进行确定。借助感测体积内的质量负载的辅助知识，还可以确定材料的浓度和品位。
87.例如，矿物质量m可根据下式计算：
88.m＝a
×s89.其中a是校准因子，并且s是磁共振信号电压。
90.品位g可根据下式计算：
[0091][0092]
其中b是固定的校准因子，并且mo是感测区中的矿石质量的估计值。mo可被假定为
固定值，或通过测量运输车辆上所载的矿石分布确定的值。
[0093]
使用mr技术的已知应用通常涉及测量相对较小的样本(例如，样本体积小于1l)，并且在受控环境中执行，诸如完全电磁屏蔽的传感器，或在也是完全屏蔽的磁共振成像(mri)装置中。就此来说，需要电磁(em)屏蔽以避免由于干扰对mr信号的检测的外部电磁扰动而导致较差的信号噪声比。
[0094]
图1示出了根据本公开的实施方案的用于测量矿用运输车辆201中的矿石的设备100。设备100包括大门200、包括在大门200中的至少一个磁共振(mr)传感器300、磁共振传感器控制系统400和任选的大门控制系统500。参考图2，大门限定了大门区202。大门200是例如具有框架的机械结构，所述机械结构可以适应至少一个磁共振传感器300的机械整合，以及在运输车辆201载运矿石材料(矿石配料)时运输车辆201从该大门200通过或至少部分靠近该大门通过，如图2中所示。
[0095]
传感器控制系统400通常被配置为控制所述设备的特征以促进磁共振传感器在大门环境中工作的能力和/或使用磁共振传感器300来进行更可靠或更准确的测量。传感器控制系统400可控制例如以下各者中的至少一者：至少一个mr传感器300相对于大门200的区和/或相对于矿石配料的定位；包括在mr传感器300中的元件相对于彼此的定位；至少一个磁共振传感器300的电磁抑制特性；和/或随着传感器300与矿石配料的距离而变的至少一个磁共振传感器300的灵敏度。
[0096]
大门控制系统500可控制例如以下各者中的至少一者：运输车辆201移动通过大门200的大门区202(例如，移动的停止和开始)；以及在设备100与矿山环境的一个或多个其他部件之间的信息传送。实际上，传感器控制系统400与大门控制系统500可集成到设备的更广泛的控制系统中，或保持为单独的控制系统元件。
[0097]
大门200具有限定大门区202的体积或面积的物理尺寸。优选地，大门区202的大小足以容纳运载矿石配料时的常用的运输车辆201。在一些实施方案中，大门200可适于允许或致使运输车辆201从大门区202的入口203运输到大门区的出口204，从而限定运输车辆运输路径，即，入口203到出口204。
[0098]
在一些实施方案中，运载矿石材料的运输车辆201可沿着车辆运输路径连续地移动通过大门区202。替代地或另外地，运输车辆201可停在大门区202内的指定位置。这样，在测量运载在运输车辆201上的矿石材料期间，运输车辆201可以是固定的和/或移动的。设备100可包括用于移动运输车辆201的输送机或其他牵引系统，其中输送机对运输车辆201的移动通过大门控制系统500来控制。替代地，运输车辆可自推进通过大门区或通过其他手段来移动。
[0099]
通常，设备100，包括大门200和/或大门区202，可适于测量由各种不同的运输车辆运载的矿石，包括能够自推进的那些运输车辆，诸如卡车、火车或装载运输倾卸(lhd)车辆，或翻斗车、货车或手推车或类似物，所述运输车辆可位于大门区202内用于矿石测量并通过设备100或其他手段移动。
[0100]
例如，运输车辆可运载的负载范围在几吨到350吨之间。为了对矿石材料进行代表性的测量，可能需要测量潜在的大矿石体积(例如，许多立方米)。与选定/目标矿物相相关联的磁共振(mr)频率通常低于100mhz。在这样的频率下，诸如花岗岩之类的岩石类型的电磁感应趋肤深度通常至少为几米。因此，根据本公开的磁共振技术可以提供对运输车辆运
载的矿石的批量测量。
[0101]
对于大体积、批量、测量，矿石配料可近似为矿石半空间。
[0102]
为了优化在距传感器很远距离处或以其他方式检测矿石，可优化包括设备100的至少一个mr传感器的设备的方面，可能是按组合。
[0103]
例如，设备100可经过配置，使得可使用可用的射频功率来最大化距mr传感器300很远距离处的射频(rf)场。在某个场强阈值以下，感应响应场呈指数下降。增加深处的rf场强能够增加矿石配料的感测体积。
[0104]
此外，mr传感器300可被配置为考虑与矿石和其他机械接近相关联的电阻抗变化。
[0105]
此外，mr传感器300可被配置为拒绝潜在的高水平的外部电磁干扰。对于使用大门结构测量运输车辆运载的矿石配料，在测量期间完全屏蔽运输车辆可能是不切实际的，例如，由于需要大门入口点和出口点。充其量只能应用部分屏蔽。使用大门布置来测量运输车辆运载的矿石可被认为是“开放系统”，其中完全的电磁(em)屏蔽技术/设备可能不适用，因此其他抑制电磁干扰的手段可能特别有利。
[0106]
mr传感器300被配置为返回在大门区202中对运输车辆运载的矿石配料的均匀加权测量结果也可能是有利的。也就是说，在一些实施方案中，优选的是，mr传感器300不会对不均匀的矿物或元素品位分布过于敏感。例如，这可能适用于非常靠近传感器的高品位矿石材料导致高估总品位的情况，因为传感器灵敏度在靠近mr传感器300的空间区中更强。
[0107]
如下文示例4中更详细讨论的，施加到mr传感器300的脉冲序列的不同配置可能会改变在测量区205(矿石半空间)中mr传感器300的空间灵敏度的特性。在本公开的实施方案中，脉冲序列以及信号分析方法可经过修改以优先在非常接近(例如，邻近)mr传感器300的区域处抑制mr传感器300的灵敏度，而在离mr传感器300较远处灵敏度相对不受影响。
[0108]
可针对施加到mr传感器300的一个或多个rf脉冲序列以及针对一个或多个相关联的分析方法(掩蔽)来确定mr传感器300的一个或多个预定的灵敏度分布。可将掩蔽应用于时域mr信号以优选针对对矿石配料的不同深度进行诊断的响应。对于要分析的特定矿石配料，可测量每个灵敏度分布的加权。可使用一个或多个灵敏度分布加权来依据深度估计矿石配料中的矿物浓度。
[0109]
在一个实施方案中，设备100的传感器控制系统400被配置为：
[0110]
控制至少一个rf脉冲序列对mr传感器300的施加以及使用至少一种对应的分析方法来分析来自矿石配料的mr响应信号，其中所述至少一个rf脉冲序列和所述至少一种对应的分析方法各自具有对应的预定灵敏度分布，
[0111]
使用对mr响应信号的分析来测量对应的灵敏度分布加权；以及
[0112]
使用灵敏度分布加权来依据深度估计矿石配料中的矿物浓度。
[0113]
在一些实施方案中，例如，根据示例4中更详细地描述的方法，用于测量矿石(包括例如，测量矿物浓度或品位)的设备或相关联的方法可利用或包括以下各者：
[0114]
i.针对施加到mr传感器300的第一rf脉冲序列和第一种相关联的分析方法(掩蔽)，确定mr传感器300的第一预定灵敏度分布；
[0115]
ii.针对施加到mr传感器300的一个或多个另外的rf脉冲序列和一种或多种相关联的分析方法(掩蔽)，确定mr传感器300的一个或多个另外的预定灵敏度分布；
[0116]
iii.将第一rf脉冲序列提供到mr传感器300并且使用第一种相关联的分析方法来
分析来自矿石配料的所得mr响应信号以测量第一灵敏度分布的第一灵敏度分布加权；
[0117]
iv.将所述一个或多个另外的rf脉冲序列提供到mr传感器300并且使用所述一种或多种另外的相关联分析方法来分析来自矿石配料的一个或多个所得mr响应信号以测量所述一个或多个另外的灵敏度分布的一个或多个另外的灵敏度分布加权；
[0118]
v.将在步骤(iii)和步骤(iv)中测得的灵敏度分布加权相加以产生优选的空间灵敏度分布加权；以及
[0119]
vi.使用在步骤(v)中获得的优选的空间灵敏度分布加权来依据深度估计所述矿石配料中的矿物浓度。
[0120]
例如，在一个实施方案中，设备100的传感器控制系统400被配置为：
[0121]
控制第一rf脉冲序列对mr传感器300的施加并且使用对应的第一种分析方法来分析来自矿石配料的第一mr响应信号，其中第一rf脉冲序列和第一种对应的分析方法具有对应的第一预定灵敏度分布，
[0122]
控制一个或多个另外的rf脉冲序列对mr传感器300的施加并且使用一种或多种另外的对应分析方法来分析来自矿石配料的一个或多个另外的mr响应信号，其中所述一个或多个另外的rf脉冲序列和所述一种或多种另外的对应分析方法各自具有对应的另外的预定灵敏度分布，
[0123]
使用对所述第一mr响应信号和所述另外的mr响应信号的分析来测量对应的第一灵敏度分布加权和另外的灵敏度分布加权；
[0124]
将所述第一灵敏度分布加权和所述另外的灵敏度分布加权求和以产生优选的空间灵敏度分布加权；以及
[0125]
使用优选的灵敏度分布加权来依据深度估计矿石配料中的矿物浓度。
[0126]
现在参考图3a和图3b更详细地描述根据本公开的一个实施方案的至少一个mr传感器300。如图3a所示，磁共振传感器300包括位于矿石配料上方或置于运输车辆201的矿石配料顶部上的主回路301以及与主回路301同轴定位并且位于主回路的平面上方的辅回路(驱动回路302)。驱动回路302与主回路301电隔离并且磁耦合到主回路301，并且以适当的频率串联共振。主回路301以与驱动回路共振频率基本相同(通常误差不超过2％)的串联共振频率共振。
[0127]
驱动回路301由位于驱动回路馈电端子3013处的射频(rf)发射器馈电。驱动回路302中的rf驱动电流激励主回路301中的rf驱动电流，在设备100的测量区205中产生rf磁场，所述rf磁场适合于改变运输车辆201运载的矿石中的目标核的磁化。通常，测量区将与运输车辆201的车辆运输路径至少部分地相交。通过目标核的磁化进动在主回路301中激励rf响应电流，并且主回路301中的rf响应电流在驱动回路302中导致对应的rf响应电流，所述rf响应电流通过耦合到驱动回路302的射频接收器(未图示)监测。
[0128]
至少一个磁共振传感器300的主回路301经过调整而具有串联共振频率，并且至少一个磁共振传感器经过调整而具有相关联的工作频率，适合于目标核的磁共振测量。本领域技术人员将了解，目标核全体对能量的共振吸收和发射可具有频率分布。峰值磁共振频率被定义为频率分布的模式。当串联共振频率接近峰值磁共振频率时，至少一个磁共振传感器300的工作频率可适合于目标核的磁共振测量。
[0129]
将工作频率设置为接近目标核的峰值共振频率，通过在主回路301中激励更大的
rf信号电流，来提高磁共振传感器300对少量目标核的灵敏度。例如，工作频率可被设置为使得激励的rf电流的频率与目标核的峰值磁共振频率相差不超过(目标核的磁共振频率分布的)两个标准差。
[0130]
将注意力特别转向主回路301，并且参考图3a和图3b，主回路301是位于运输矿用车辆201的矿石配料上方或置于运输矿用车辆201的矿石配料的顶部上的平面回路(例如，单匝线圈)。主回路301传导rf电流，使得它在整个主回路上主要是同相的。rf电流产生适合于改变目标核的磁化的rf磁场；诸如，通过共振地激励目标核以改变目标核全体的净磁化的取向。此外，主回路301经过调整而具有由被分析矿石材料中的目标核的磁化进动激励的rf信号电流。
[0131]
将主回路301划分为由调谐电容器3012a-d间隔开的离散的多个导电部分3011a-d。调谐电容器3012a-d的电容大致相等(例如，彼此相差不超过10％)并且被选择为使主回路301串联共振。划分为部分3011a-d是为了在主回路301中实现大致均匀的rf电流。均匀的rf电流优化矿石配料的照射半空间中的近场均匀性。由于电荷非均匀分布，相对于主回路301的电磁场(em)的近场区域(即，近区)中的矿石或其他元素，所述划分还最小化主回路301上的点处的最大电压。这减少了与非均匀回路电荷分布相关联的rf损耗机制，降低主回路电阻并且允许增加近场区域中的rf场量值。
[0132]
在一些实施方案中，调谐电容器3011a-d中的至少一者是可调整的，以便允许修改主回路301的串联共振。
[0133]
有利的是，主回路301的电感被最小化，但不损害测量区205中的场产生。回路的质量因数被定义为回路电抗除以回路电阻。在回路的品质因数固定的情况下，最小电感意味着对应的回路电阻最小值。一般来说，主回路301可被认为是沿着环形路径延伸。
[0134]
在一些实施方案中，主回路301的横截面(在垂直于环状路径的平面中)的形状可以是圆形的，从而为主回路301提供大致环形的整体形状。然而，在本公开中，已经有利地认识到也可以利用主回路的不同形状(非圆形)的横截面，例如，以便最小化主回路301的电感。
[0135]
与环形的圆形横截面相比，主回路横截面的成形可降低电感。图5c示出了由具有不同的横截面形状的主回路产生的每单位电流的场的比较，限制条件是形状具有相同的垂直尺寸(通过维持相同的垂直尺寸，可仅基于形状变化来识别出每单位电流的场差异，而非由于主回路与矿石之间的距离的修改)。在图5c中，提供两条轨迹，一条轨迹是从(图5a的)圆形横截面/环形主回路获得的归一化轴上场，而另一条轨迹是使用(图5b的)非圆形形状的主回路获得的归一化轴上场。对于每种情况，由主回路产生的场是几乎相同的。然而，每种情况下的回路电感存在显著差异，如下表1中所见。尽管具有与常规圆形形状相同的垂直尺寸和轴上归一化场分布，非圆形横截面形状具有低20％的电感。因此，非圆形横截面形状有利于降低传感器电感和电阻。
[0136]
表1-图5a和图5b中所示的回路横截面几何形状的回路电感
[0137]
横截面电感(μh)圆形1.26非圆形1.05
[0138]
如图5b中所见，非圆形形状是具有凸边界3015a和相对的凹边界3015b的形状。凸
边界3015a是在主回路的径向外侧处，并且凹边界3015b是在主回路的径向内侧处。非圆形可以被认为是肾形、新月形或由两个相交的椭圆形成的新月形。其他非圆形形状也是可能的。
[0139]
现在转向驱动回路302，驱动回路302使用多个电容器3022a-d在工作频率下串联共振并且磁耦合到主回路301。驱动回路302和主回路301的相互耦合可通过改变驱动回路302相对于主回路301的位置来进行调整。可变位置允许修改馈电端子3013处的输入电阻抗的实部。这可以解释由运输车辆201上的可变矿石配料呈现所赋予的可变电阻抗。
[0140]
参考图4，所述设备可包括至少一个阻抗监测器307和rf接收器308。阻抗监测器307可监测驱动回路302的馈电端子处的电抗和/或电阻阻抗并且将所监测的阻抗的详情提供到传感器控制系统400。rf接收器308可在测量序列的检测阶段期间检测信号(和噪声)电压。
[0141]
在一些实施方案中，传感器控制系统400被配置为例如基于所监测的电抗阻抗来调整主回路301的至少一个电容器的电容。这可以被执行，使得驱动回路302的馈电端子处的电抗阻抗被调整为目标电抗阻抗。目标馈电端子电抗阻抗通常接近于零var-ohm。
[0142]
在一些实施方案中，如图4所示，传感器控制系统400包括用于监测至少一个mr传感器300和矿石配料的位置、取向和/或其间的位移的位移监测器309。在这些实施方案中，传感器控制系统400基于所监测的位移来调整位置和/或取向。传感器控制系统400可基于所监测的位移来调整位置和/或取向以在矿石配料与mr传感器300的主回路301之间维持固定的间隔。
[0143]
在一些实施方案中，传感器控制系统400被配置为控制至少一个mr传感器300相对于矿石配料的位置和/或取向。替代地或另外地，传感器控制系统400可被配置为控制驱动回路302相对于主回路301的位置和/或取向。在一些实施方案中，传感器控制系统基于所监测的电阻阻抗来调整位置和/或取向。在一些实施方案中，传感器控制系统400调整至少一个mr传感器300相对于矿石配料的位置和/或取向，使得驱动回路302的馈电端子处的电阻阻抗是在预定的电阻阻抗范围内。该电阻阻抗范围与目标馈电端子电阻阻抗通常可能相差不到30％。随后，传感器控制系统400可调整驱动回路相对于主回路的位置和/或取向，使得驱动回路的馈电端子处的电阻阻抗处于目标电阻阻抗。目标电阻阻抗是固定的系统阻抗，它是针对从发射器到传感器的rf功率传输的优化而预先确定和选择的。典型的目标电阻阻抗是50欧姆。
[0144]
在(高功率)驱动回路馈电端子3013处维持固定且优化的电阻抗是有利的。可根据驱动回路馈电端子输入阻抗与目标输入阻抗之间的差异的测量结果来设置驱动回路302的位置。驱动回路302的位置可根据垂直位移或角位移而变化。
[0145]
本领域技术人员将了解，至少一个mr传感器300可包括其他传导元件、阻抗监测器、致动器、组合回路、插入物、反射器、驱动线圈和/或其他反射器/屏蔽件。
[0146]
参考图3a，在一些实施方案中，至少一个磁共振传感器300还包括无源反射器303，所述无源反射器可与主回路301同轴，且位于主回路301和驱动回路302上方。在优选实施方案中，反射器303被配置(例如，被定位)为减少进入与测量区205相反的方向(即，与矿石半空间相反)中的辐射和磁近场。在一些实施方案中，反射器被配置为减少来自矿石配料的在向上方向上的辐射和磁近场。在一些实施方案中，如图3a所示，反射器303可以是无孔口的
基本上扁平的、圆盘形结构。在替代实施方案中，如图3c所示，反射器303’可以是无孔口的圆顶形结构。对于圆顶形反射器303’结构的情况，圆顶的凹面朝向主回路301。
[0147]
仍然参考图3a，在一些实施方案中，至少一个磁共振传感器300可包括与主回路301同轴定位并且如图3a所示在主回路301上方或在主回路301的平面中的无源回路304(单匝线圈)。无源回路304与主回路301磁耦合。无源回路304具有串联插入的特定选择的电容性集总阻抗，以提供对主回路301中的外部电磁干扰的抑制。在一些实施方案中，例如由传感器控制系统400基于驱动回路馈电端子处的rf噪声电压的测量结果来改变特定电容性集总阻抗，以便优化对外部电磁干扰的抑制/最小化rf噪声电压。至少一个mr传感器300可包括用于监测驱动回路302的馈电端子处的rf噪声电压的噪声监测器。rf接收器可用作噪声监测器。
[0148]
在一些实施方案中，反射器303位于主回路301与无源回路304之间。就此来说，反射器303可用于减少主回路与无源回路304之间的互耦合，如下文示例2中更详细地讨论。
[0149]
在一些实施方案中，并且如图3a的实施方案中所示，至少一个mr传感器300包括磁耦合到主回路301并以电阻端接的电阻回路305。可相对于主回路301来修改电阻回路305的取向以提供驱动回路馈电网络的电阻阻抗的变化。电阻回路305可用于修改磁共振传感器300中的总体电阻损耗，以便控制主回路301中的rf电流。
[0150]
在一些实施方案中，传感器控制系统400被配置为调整电阻回路305相对于主回路301的取向。在这些实施方案中，设备100可包括用于监测驱动回路302的馈电端子处的电阻阻抗的阻抗监测器，并且传感器控制系统400可被配置为基于所监测的电阻阻抗来调整电阻回路305相对于主回路301的取向。以这种方式，驱动回路302的馈电端子处的电阻阻抗可被置于或维持于目标电阻阻抗。
[0151]
仍然参考图3a，在一些实施方案中，至少一个磁共振传感器300包括位于主回路301的平面中并且在主回路301的最小半径内部的无源插入物306。无源插入物306可以是无孔口的圆盘或椭圆形结构。在一些实施方案中，无源插入物306是扁球体。插入物的外表面可由具有高导电性的材料(诸如铜)构成。插入物的内部部分可由与外表面相同的材料或其他材料构成。
[0152]
根据本公开，可使用无源插入物306来抑制紧邻主回路301处的rf场，但被配置为最低程度地影响距主回路301很长距离处的rf场。因此，无源插入物306可用于抑制紧邻主回路301处的测量区205(即，矿石半空间)中的涡流，以便减少主回路的有效电阻。这种配置可由此增加主回路301中的电流并且使在主回路301远处位置处的rf场总体上增加。
[0153]
无源插入物306的另一个有利效应还可以是通过降低离传感器很近的位置的局部灵敏度来使测量区205(即，矿石半空间)中的mr灵敏度分布变平。
[0154]
参考图6，控制系统400可包括致动器(600a-d)以修改磁共振传感器300和磁共振传感器300内的元件(包括主回路301、驱动回路302、无源回路304和电阻回路305)的位置和/或取向。传感器控制系统可为此目的使用测量信息，包括传感器驱动回路馈电端子的复数阻抗、传感器驱动回路馈电端子处的噪声电压(例如，通过射频接收器测量)和传感器前面与运输车辆中运载的矿石之间的距离(例如，借助于超声波或激光距离测量方法)。
[0155]
示例1-无源回路(“重力梯度仪”)功能
[0156]
参考图7，当两个回路(“回路1”和“回路2”)浸入均匀的干扰磁场中时，可使用散射
场的结构来在所述回路中的一者中提供一定程度的rf干扰抑制。可通过假设外部干扰场分别对回路1和回路2贡献电动势ε1和ε2来开始分析。电动势将与相应的回路面积成比例。在该分析中，例如根据前述实施方案，回路1可被识别为“主回路”，并且回路2被识别为“无源回路”。例如，根据前述实施方案并且将进一步讨论，碗形或圆盘形的“无源反射器”可插入在回路1与回路2之间，但现在从分析中省略。还假设ε1和ε2是同相的。这通常意味着回路间隔开的距离远小于自由空间波长，并耦合到相同的场极化。因此，比率α＝ε2/ε1是正实数。还假设回路在物理上小于自由空间波长。由此可见，集总电路分析的原理可用于分析每个回路中由于外部场和来自另一个回路的散射场引起的电动势。
[0157]
每个回路在与另一个回路完全隔离时(互感m＝0)具有围绕z1＝r1 jx1和z2＝r2 jx2的回路路径串联的通常复数回路阻抗。这些阻抗封装了内部回路电阻和电感以及外部电感。它们还包括加载回路的任何终端阻抗，呈调谐元件的形式，并且在回路1的情况下，是在测量的接收阶段期间出现的接收器的输入阻抗。当m≠0时，可表明回路1中的总电动势ε
t
是
[0158][0159]
其中β＝ωm/x2，γ＝r2/x2。我们寻求最小化|ε
t
|/|ε1|的参数的组合。为了继续，请注意，可通过明智地选择m和回路2终止来最小化(1)中的分子的大小：
[0160][0161]
其中x2的近似值适用于小|γ|并且αωm＞2r2。x2的该特定选择得到：
[0162][0163]
据观察，通过取小|γ|，可获得|ε
t
|的潜在大幅减小。必须验证d也不小。d可改写如下：
[0164][0165]
为了取得进一步的进展，我们注意到回路1通常会在非常接近共振的情况下工作，其中z1基本上是纯实数的(x1＝0)，以便在测量的激励阶段实现有效的rf功率耦合。在这个假设下，|d|》1总是成立。
[0166]
作为示例，可(独立地)选择以下参数：α＝2,r2/r1＝2，|γ|＝0.1。然后β～-0.5并且|d|＝5.1。对于这些参数，实现了散射场的正确定相，并且根据等式(3)的rfi缩减因数是0.019或34db。
[0167]
最后，我们可检查与回路1串联施加的测试电压“看到”的阻抗z
t
(其中等式(2)同时适用)，这考虑到了回路2的反射阻抗，因为这是与回路1中的电流驱动有关的相关阻抗：
[0168][0169]
其中z
′1＝r
′1 jx
′1是回路1在完全隔离时的阻抗，但接收器电路对所述回路的加
载没有贡献。实际上，z
′1通常类似于z1。请注意，依据所选参数，由于回路2的接近(因为|β|《1)，阻抗(z
t
的实部)仅具有小贡献。这种条件确保了从外部驱动电路到回路1的有效功率耦合。回路1电抗也仅受到微弱影响。因此，在由类似于由单个完全隔离的回路产生的场型的场型限定的区域中，回路1可激励显著的rf磁场以进行磁共振测量。通过应用互易性原理，相同回路因此能够接收在同一个区域中生成的信号。然而，由于散射场的所安排的定相和量值，穿过两个回路的具有相同相位和量值的rf干扰(rfi)磁场被显著抑制。对包括自由空间辐射效应的回路布置的数值分析得到类似的rfi抑制属性。
[0170]
因此，例如如前述实施方案中所述的无源回路的提供可提供对主回路中的外部电磁干扰的抑制。
[0171]
示例2-无源反射器的作用
[0172]
无源反射器的一个作用是减少对回路1(主回路)的rfi场撞击。此功能是在不存在回路2的情况下实现的。回路1放置于减小的场的区域中，由此降低ε1并提供一定程度的rfi抑制。
[0173]
无源反射器的另一个作用是减少主回路与无源回路之间的互耦合。上述分析并未承认在实现为rfi抑制选择的参数方面可能存在实际限制。例如，在上面的分析中，我们可以假设r2＝10mω。从所选参数值得出jx2＝-100jmω并且jωm＝50jmω。如果隔离回路2的品质因数为例如500，则未调谐回路的电抗为5jω。因此，与未调谐回路的电抗相比，所需的互电抗很小。为了在两个类似大小的回路之间实现这种相对较小的耦合，通常会涉及不切实际的大空间间隔，这与紧凑性的要求不相容。无源反射器插入在回路1与回路2之间。它不是共振结构，不能显著地改变散射近场的相位。相反，它用于通过支持反射器表面上的涡流而部分地屏蔽一个回路产生的场以免影响另一个回路。这优化了回路1与回路2之间的m的值，并允许开发回路的紧凑空间布置。
[0174]
无源反射器的另一个作用是提高比率α＝ε2/ε1(由此减小β)。从进一步减小由于回路2的接近而在回路1中出现的反射阻抗的观点来看，β的减小是有利的(如等式5所示)。这实现了与回路1的更有效的磁共振信号耦合。
[0175]
示例3-无源插入物功能
[0176]
插入物，例如根据关于上述实施方案描述的无源插入物306，可用于多种目的。例如，插入物会减少主回路附近的rf场强。这具有减少非常靠近回路的矿石中的涡流的作用，因此也减少了主回路中的反射电阻。这产生了一个优势，即，可在相同的可用功率水平下在主回路中驱动显著增加的电流。图8和图9以等值线图形式将不具有插入物(图8a和图8b)与具有插入物(图9a和图9b)的主回路的所计算出的每单位电流的场强进行比较。在图9b中，插入物是放置于主回路的平面中的扁球体(参见图9a中所示的主回路横截面)。图9b中非常接近回路的等值线表明场强显著降低。另一方面，离回路很远距离处的场强受插入物的影响很少。根据涡流损失的严重程度，由于主回路电阻的降低而导致的电流增加会在离传感器较远的地方带来整体灵敏度优势。
[0177]
与离传感器较远的距离相比，插入物还降低了离传感器非常近的主回路的灵敏度，从而使关于深度的传感器响应“变平”。这有利于在矿石半空间内提供更均匀的感测。图10示出了由于仅主回路(蓝色轨迹)与回路加插入物(黑色轨迹)导致的归一化场(轴上)之间的比较图。红色轨迹是由插入物表面上的涡流产生的场，其作用是抵消非常接近主场的
场。与远离主回路的场相比，非常靠近主回路的rf场优先减少。因为灵敏度取决于归一化的rf场，所以实现了感测均匀性的改进。
[0178]
示例4-获得均匀的空间灵敏度
[0179]
大多数感测技术，当应用于单侧测量应用时，受到以下事实的限制：感测场或通量随着远离传感器而衰减，并且其中测量响应类似地随着远离传感器位置而快速地减小，通常以至少“1/r
2”的方式。虽然来自回路的电磁场通常也会随着远离回路孔口而单调衰减，但可使mr响应曲线在远离传感器的某个距离处达到峰值。这是因为mr共振响应在施加的激励场中具有非线性。有多种mr现象可用于分析，包括饱和、内部相消干涉和可变磁化旋转等。
[0180]
已经进行了实验来论证了灵敏度分析的方法。图11示出了悬挂在半空间上方的mr传感器，其中在平行于传感器面的平面中，包括薄圆盘的样本可位于离传感器不同的位移处。所述圆盘用于模拟在传感器下面的半空间中的薄矿化层。对于不同的mr脉冲序列和信号分析方法(掩蔽)，圆盘与传感器的间隔是不同的，以表征关于矿物深度的传感器响应。对于每种类型的序列和信号分析方法，可获得灵敏度与样本深度之间的不同关系。这些关系在本文中被称为“灵敏度分布”。上述实验代表了一种校准程序，其中在各种灵敏度分布用于矿石半空间测量之前生成。
[0181]
图12a至图12c示出了对于三种不同的脉冲序列和分析方法(掩蔽)获得的三个不同的灵敏度分布。分布a(图12a)是由在自由感应衰减(fid)期间早期对mr信号功率的分析产生，自由感应衰减由特定的脉冲序列(在这种情况下是单个长脉冲)产生。分布b(图12b)是由在稍后时间段对同一种类型的fid的分析产生。
[0182]
图13a和图13b示出了用于产生灵敏度分布的掩蔽方法。掩蔽已应用于信号的特定时域以提取在那些时段内出现的信号功率的特定部分。在此示例中，掩蔽用于提取在fid波形中的对应于早期分析(图13a)和后期分析(图13b)的不同时间时的信号功率。分布c(图12c中所示)是由对得自较短脉冲长度的磁共振响应的分析产生。在实际的矿石测量中可形成许多不同的灵敏度分布，因为mr测量参数可实时动态变化，以在正常操作过程中交替产生特定的灵敏度分布。
[0183]
请注意，通过简单地使用与分布a对应的脉冲和分析参数，可获得关于深度的相对恒定的灵敏度。这表明，对于这种配置，mr测量不会被靠近表面的品位“淹没”，即，测量不会根据上区品位而发生显著偏差。
[0184]
图12a至图12c中的灵敏度分布还允许通过可用灵敏度分布的线性组合来形成期望形状的复合灵敏度分布。笼统地说，灵敏度分布形成“基础集”；每个灵敏度分布都可以在加权线性组合中求和以再现被设计为与指定的测量区显著重合的新的灵敏度分布。
[0185]
加权过程如下执行。每个mr测量配置为传感器下方的整个半空间提供单个波形。使用信号掩蔽来分析每个配置的波形以提取一个或多个灵敏度分布“加权”。例如，对于长脉冲配置，分析早期和晚期信号功率以提供两个数值(分别是sa和sb)，该两个数值估计半空间中的每个灵敏度分布模式的加权。在此处探讨的示例中，第三灵敏度分布强度sc也得自第二mr测量配置(短脉冲配置)。每个灵敏度分布加权都被归一化为与确定值的统一矿石品位相对应的已知校准加权。因此，灵敏度分布强度携载与分布和定量品位值有关的信息。
[0186]
一旦确定了敏感度分布加权，就可以使用它们对相应的敏感度分布进行加权，以
估计半空间中的指定区的品位分布的形状。可使用多个灵敏度分布来优化关于深度的平坦响应，或者替代地，设置优先在特定区加权的灵敏度分布组合。后一种方法允许用深度分析品位。
[0187]
本领域的技术人员将了解，在不脱离本公开的广泛的一般范围的情况下，可对上述实施方案作出众多变型和/或修改。因此，本发明的实施方案被视为在所有方面都是说明性而非限制性的。