[发明专利]一种筒式磨机内物质状态测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及自动化测量技术领域，具体涉及一种筒式磨机内物质状态测量方法及装置。

背景技术

筒式磨机广泛应用于电力、建材、矿山冶金、陶瓷等多个行业，筒式磨机具有结构简单、维护方便等优点，但因操作人员对其运行状态知之过少，使得筒式磨机的运行操作一直采用人工判断、手动操作的方式，目前尽管国内外已经研究生产了用于电厂磨煤机的料位传感变送器、水泥厂磨机的料位传感器变送器和铁矿磨机的电耳，但因受物料、工艺、采用干法或湿法生产等因素影响，使得对整个磨机的运行状态未知，存在对钢球添加管理、喂料量、磨矿浓度无法控制，最终因检测量有限或检测不准确等因素导致控制失败或控制效果不佳的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种满足不同行业类型筒式磨机、不同工艺要求和不同生产要求，能够准确给出运行时磨机内部物质状态的一种筒式磨机内物质状态测量方法。

本发明的另一目的是提供一种结构合理，操作方便，测量准确、可靠的一种筒式磨机内物质状态测量方法的装置。

为了克服现有技术的缺陷，本发明的技术方案是这样解决的：

一种筒式磨机内物质状态测量方法，其特殊之处在于按下述步骤进行：

1）、采集运行时磨机噪声信号，并进行频谱、滤波处理；

2）、采集运行时磨机大瓦振动信号、磨机主电机有功功率信号、磨机主电机电流信号，并进行滤波；

3）、采集或设定运行时磨机转速信号、磨机内液体密度信号、磨机内物料湿度信号、磨机内物料温度信号、磨机内物料细度信号，并进行滤波；

4）、将滤波处理后的磨机噪声信号、磨机大瓦振动信号、磨机主电机有功功率信号、磨机主电机电流信号、磨机转速信号、磨机内物料湿度信号、磨机内物料温度信号、磨机内物料细度信号，引入磨机内物质状态测量神经网络，按照确定的神经网络结构和通过样本集训练得到的神经网络权值，对输入信号进行数据处理，得到磨机内物料量、水量、研磨体量、磨矿浓度这些表征磨机运行状态的量。

一种筒式磨机内物质状态测量方法的装置，其特殊之处在于传感器由双传声器构成， 1号传声器连接一个模拟滤波放大电路，2号传声器连接另一个模拟滤波放大电路，这两个模拟滤波放大电路另一端分别与两个模拟带通滤波器一端连接，这两个模拟带通滤波器另一端分别与同步A/D转换电路连接，同步A/D转换电路另一端连接到微处理器，微处理器依次与存储单元、升级接口、显示单元、操作控制单元、通讯单元、D/A输出转换电路、输出变换电路、信号A/D转换电路连接，电源模块给上述各电路供电，测量过程中的磨机大瓦振动信号、磨机主电机有功功率信号、磨机主电机电流信号、磨机转速信号、磨机内物料湿度信号、磨机内物料温度信号、磨机内物料细度信号均输入给信号A/D转换电路。

本发明与现有技术相比具有以下特点：

1）、能够适应不同工艺要求和不同生产要求，根据工艺与现场实际，调整磨机内物质状态测量需要的输入量、算法结构和参数、输出量，以满足检测和控制的要求。

2）、能够准确给出运行时磨机内部物质状态——磨机内物料量、水量、研磨体量、磨矿浓度及其他表征磨机运行状态的量，例如对于用于电力的磨煤机输出存煤量、钢球量和料位信息；对于水泥磨输出料位、钢球量；对于矿山冶金磨机输出水量、矿量、钢球量、磨矿浓度；对于陶瓷磨机输出水量、矿量、钢球量、矿浆状态，其中矿浆状态可以表征研磨是否达到要求。对于多仓磨机分别对每一仓进行磨机内物质测量，实现对磨机内所有状态的测量。

3）、本发明采用神经网络构建检测模型，基于多传感器信息融合实现筒式磨机内物质状态测量，测量可靠、获得状态信息量大，并可根据实际要求对输出量进行扩展。

4）、本发明提供的一种筒式磨机内物质状态测量装置，该装置在硬件结构上通用，针对具体要求改变接入信号、输出信号，进行算法参数标定，即可实现测量目的。具有结构简单，测量可靠，使用、维护方便的特点。

5）、本发明提供的一种筒式磨机内物质状态测量装置，具有通讯功能，能够获取测量所需信号，并以通讯方式输出测量结果；具有升级功能，能够在算法改进后进行算法升级，在硬件不变动的情况下，提高装置的测量性能。

本发明广泛用于电力行业的钢球磨煤机、双进双出钢球磨煤机；建材行业磨机，水泥厂生料磨机、水泥磨，建筑材料筒式磨机；矿山冶金行业，例如铁矿磨机、铜矿磨机、铝矿磨机及其他金属矿、非金属矿磨机；陶瓷行业磨机，包括间歇式工艺的磨机和连续生产磨机等。

与现有方法及装置对比，结果如下表所示：