通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种通过非接触性测速实现球磨机工作状态检测的方法及系统，方法包括：在球磨机的转筒外表面设磁体，在外部设磁传感器，通过与磁体电磁感应将球磨机转筒的转速转化为磁传感器输出电压；检测得出单位时间内磁传感器输出电压极大值的总数，利用单位时间内磁传感器输出电压极大值的总数计算出球磨机转筒的转速、转动角速度和转动周期；根据工作时球磨机转筒的转速、转动角速度、转动周期中任一个参数的实际值与正常值的大小关系，确定所检测球磨机的当前工作状态，并在当前工作状态为非正常工作状态时进行相应的处理。利用非接触磁感应对球磨机进行测速，在不影响生产的情况下用测速精准检测球磨机当前工作状态。

The method and system of ball mill working state detection by non-contact speed measurement

【技术实现步骤摘要】
通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法及系统
本专利技术涉及球磨机设备工作状态检测领域，尤其涉及一种通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法及系统。
技术介绍
在现有的球磨机工作环境中，为了提高生产效率以及减少更换球磨机内壁衬板的成本，需要根据球磨机的工作状态，通过调节球磨机的转速来控制生产过程。球磨机的工作状态可以分为低转速(角速度ω＜ω1)状态、正常转速(角速度ω1≤ω≤ω2)状态和高转速(角速度ω＞ω2)状态。图1至图3为球磨机三种工作状态(即低转速状态、正常转速状态和高转速状态)的示意图(其中，箭头示意的方向为球磨机的旋转方向)，包括了研磨介质球(以下简称介质球1)的起抛点和落点以及滑落物料2形成的物料线3。由物理知识可知，在球磨机内物料体积一定的前提下，介质球的落点与物料线的位置都是球磨机转动角速度ω的函数。实际生产中，企业希望球磨机总是处于正常转速状态，在正常状态下，介质球起抛点高，撞击发生在物料线附近的下方，即主要撞击在物料上，动能大，研磨效果最好。当球磨机处于低转速状态时，撞击发生在物料线下方较远的位置，此时介质球起抛点很低或主要滚动在物料中，无法使物料得到充分研磨，生产效率低。当球磨机处于高转速状态时，介质球起抛点更高，撞击发生在物料线的上方，即研磨介质球主要撞击在衬板上，不仅研磨效率低，更重要的是会损坏衬板。目前国内球磨机的工作状态的主要通过工人监听来进行监测，通过不同工作状态下介质球发生撞击的音色不同对工作状态加以区分。该方法不仅消耗人力，而且不能达到全天候实时自动监控。<br>
技术实现思路
基于现有技术所存在的问题，本专利技术的目的是提供一种通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法，能解决现有通过人工监听方式监测球磨机的工作状态，所存在的不仅消耗人力，而且不能达到全天候实时自动监控的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术实施方式提供一种通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法，包括：在所检测球磨机的转筒外表面固定设置磁体，所述磁体能随转动的所述转筒绕该转筒的轴心同步运动；在所述球磨机外部靠近所述磁体运动轨迹的位置设置磁传感器，所述磁传感器能通过与所述磁体的电磁感应将所述球磨机转筒的转速信息转化为磁传感器输出电压；检测得出单位时间内所述磁传感器输出电压极大值的总数，利用单位时间内所述磁传感器输出电压极大值的总数计算得出工作时所述球磨机的转筒的转速、转动角速度和转动周期；根据计算得出的工作时所述球磨机的转筒的转速、转动角速度、转动周期中的任一参数的实际值与正常值的大小关系，确定所检测球磨机的当前工作状态，并在当前工作状态为非正常工作状态时进行相应的处理。本专利技术实施方式还提供一种通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的系统，用于实现本专利技术所述的方法，包括：磁体、磁传感器、采样处理装置、检测处理装置和非正常状态处理装置；其中，所述磁体，固定设置于所检测球磨机的转筒外表面，能随转动的所述转筒绕该转筒的轴心同步运动；所述磁传感器，设置在所述球磨机外部靠近所述磁体运动轨迹的位置，能通过与所述磁体的电磁感应将所述球磨机转筒的转速信息转化为磁传感器输出电压；所述采样处理装置，分别与所述磁传感器的电压输出端和所述检测处理装置电气连接，能对所述磁传感器的输出电压进行采样，并检测得出单位时间内所述磁传感器输出电压极大值的总数，利用所述磁传感器输出电压极大值的总数计算得出所述球磨机的转筒的转速、转动角速度和转动周期；所述检测处理装置，与所述非正常状态处理装置电气连接，能根据工作时所述球磨机的转筒的转速、转动角速度、转动周期中的任一参数的实际值与正常值的大小关系，确定所检测球磨机的当前工作状态；所述非正常状态处理装置，能根据所述检测处理装置确定的所检测球磨机的当前工作状态，在当前工作状态为非正常工作状态时进行相应的处理。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法及系统，其有益效果为：通过在球磨机的转筒上设置磁体，并在磁体运动轨迹外部位置设置磁传感器的方式，利用非接触性磁感应对球磨机进行测速，在不影响生产的情况下通过对球磨机实际工作时精准测速检测球磨机的当前工作状态。相比人工监测的方式，不仅能实现自动化检测，检测也更及时、准确。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的球磨机工作状态的低转速工作状态示意图；图2为本专利技术实施例提供的球磨机工作状态的正常转速工作状态示意图；图3为本专利技术实施例提供的球磨机工作状态的高转速工作状态示意图；图4为本专利技术实施例提供的通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法流程图；图5为本专利技术实施例提供的实现方法的一种系统构成示意图；图6为本专利技术实施例提供的实现方法的另一种系统构成示意图；图7为本专利技术实施例提供的球磨机正常转速与低转速的临界工作状态下磁传感器输出电压波形示意图；图8为本专利技术实施例提供的球磨机正常转速与高转速的临界工作状态下磁传感器输出电压波形示意图；图中各标记对应的部件为：1-磁体；2-磁传感器；3-采样处理装置；4-检测处理装置；5-非正常状态处理装置；6-球磨机的转筒外表面；7-磁传感器的支架。具体实施方式下面结合本专利技术的具体内容，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。如图4所示，本专利技术实施例提供一种通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法，包括：在所检测球磨机的转筒外表面固定设置磁体，所述磁体能随转动的所述转筒绕该转筒的轴心同步运动；在所述球磨机外部靠近所述磁体运动轨迹的位置设置磁传感器，所述磁传感器能通过与所述磁体的电磁感应将所述球磨机转筒的转速信息转化为磁传感器输出电压；检测得出单位时间内所述磁传感器输出电压极大值总数，利用单位时间内所述磁传感器输出电压极大值总数计算得出工作时所述球磨机的转筒的转速、转动角速度和转动周期；根据计算得出的工作时所述球磨机的转筒的转速、转动角速度、转动周期中的任一参数的实际值与正常值的大小关系，确定所检测球磨机的当前工作状态，并在当前工作状态为非正常工作状态时进行相应的处理。上述方法中，在所检测球磨机的转筒外表面固定设置磁体，所述磁体能随转动的所述转筒绕该转筒的轴心同步运动包括：在所述球磨机的转筒的弧形外表面的任一位置固定设置磁体(参见图5)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法，其特征在于，包括：/n在所检测球磨机的转筒外表面固定设置磁体，所述磁体能随转动的所述转筒绕该转筒的轴心同步运动；在所述球磨机外部靠近所述磁体运动轨迹的位置设置磁传感器，所述磁传感器能通过与所述磁体的电磁感应将所述球磨机转筒的转速信息转化为磁传感器输出电压；/n检测得出单位时间内所述磁传感器输出电压极大值的总数，利用单位时间内所述磁传感器输出电压极大值总数计算得出工作时所述球磨机的转筒的转速、转动角速度和转动周期；/n根据计算得出的工作时所述球磨机的转筒的转速、转动角速度、转动周期中的任一参数的实际值与正常值的大小关系，确定所检测球磨机的当前工作状态，并在当前工作状态为非正常工作状态时进行相应的处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法，其特征在于，包括：
在所检测球磨机的转筒外表面固定设置磁体，所述磁体能随转动的所述转筒绕该转筒的轴心同步运动；在所述球磨机外部靠近所述磁体运动轨迹的位置设置磁传感器，所述磁传感器能通过与所述磁体的电磁感应将所述球磨机转筒的转速信息转化为磁传感器输出电压；
检测得出单位时间内所述磁传感器输出电压极大值的总数，利用单位时间内所述磁传感器输出电压极大值总数计算得出工作时所述球磨机的转筒的转速、转动角速度和转动周期；
根据计算得出的工作时所述球磨机的转筒的转速、转动角速度、转动周期中的任一参数的实际值与正常值的大小关系，确定所检测球磨机的当前工作状态，并在当前工作状态为非正常工作状态时进行相应的处理。


2.根据权利要求1所述的通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法，其特征在于，所述方法中，在所检测球磨机的转筒外表面固定设置磁体，所述磁体能随转动的所述转筒绕该转筒的轴心同步运动包括：
在所述球磨机的转筒的弧形外表面的任一位置固定设置磁体，所述磁体能随转动的所述转筒的弧形外表面绕该转筒的轴心同步运动；
或者，在所述球磨机的转筒的任一侧表面偏离轴心的任一位置固定设置磁体，所述磁体能随转动的所述转筒的侧外表面绕该转筒的轴心同步运动。


3.根据权利要求1或2所述的通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法，其特征在于，所述方法中，所述磁传感器能通过与所述磁体的电磁感应将所述球磨机转筒的转速信息转化为磁传感器输出电压包括：
在所述磁体先靠近再远离所述磁传感器的过程中，所述磁传感器输出的磁传感器输出电压形成从小到大再变小的具有电压极大值的周期性电压波形。


4.根据权利要求1所述的通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法，其特征在于，所述方法中，检测得出单位时间内所述磁传感器输出电压极大值总数为：以预设的采样周期Ts对所述磁传感器输出电压进行采样，记录得到单位时间T内磁传感器输出电压极大值的总数N；
利用单位时间内所述磁传感器输出电压极大值的总数计算得出工作时所述球磨机的转筒的转速、转动角速度和转动周期为：
所述球磨机转筒的转速其中T表示单位时间，N表示单位时间内所述磁传感器输出电压极大值的总数；
所述球磨机转筒的转动角速度其中n表示转筒的转速，T表示单位时间，N表示单位时间内所述磁传感器输出电压极大值的总数；
所述球磨机转筒的转动周期其中n表示转速，T表示单位时间，N表示单位时间内所述磁传感器输出电压极大值的总数。


5.根据权利要求4所述的通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法，其特征在于，所述磁传感器输出电压极大值通过以下方式确定：若第i个采样点的磁传感器输出电压分别大于第i-1个采样点的磁传感器输出电压与第i+1个采样点的磁传感器输出电压，则确定该采样点的磁传感器输出电压为磁传感器输出电压极大值。


6.根据权利要求1、4或5所述的通过非接触测速实现球磨机工作状态检测的方法，其特征在于，所述方法中，所述根据计算得出的工作时所述球磨机的转筒的转速、转动角速度、转动周期中的任一参数的实际值与正常值的大小关系，确定所检测球磨机的当前工作状态，并在当前工作状态为非正常工作状态时进行相应的处理包括：
(1)以所述球磨机的转筒的转速的实际值与正常值的大小关系，确定所检测球磨机的当前工作状态，并在当前工作状态为非正常工作状态时进行相应的处理，方式如下：
预先将所检测球磨机正常转速工作状态的转筒的转速范围设定为n1≤n≤n2，将所述球磨机的转筒的转速按照工作状态的不同划分为三个集合：
X高速＝{n|n＞n2}
X正常＝{n|n1≤n≤n2}
X低速＝{n|n＜n1}；
计算生产过程中实际测得的所述球磨机的转筒的转速n，若转速n∈X正常则确定所述球磨机处于正常转速工作状态，维持当前转速；若转速n∈X高速，则确定所述球磨机处于高转速工作状态，进行发出报警和/或降低转速的处理；若转速n∈X低速，则确定所述球磨机处于低转速工作状态，进行发出报警和/或提高转速的处理；
(2)以所述球磨机的转筒的转动角速度的实际值与正常值的大小关系，确定所检测球磨机的当前工作状态，并在当前工作状态为非正常工作状态时进行相应的处理，方式如下：
预先将所检测球磨机正常转速工作状态的转筒的转动角速度范围设定为ω1≤ω≤ω2，将所述球磨机的转筒的转动角速度按照工作状态的不同划分为三个集合：
Y高速＝{ω|ω＞ω2}
Y正常＝{ω|ω1≤ω≤ω2}
Y低速＝{ω|ω＜ω1}；
计算生产过程中实际测得的所述球磨机的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶中付，王鹏宇，杨会超，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34