[發(fā)明專利]一種球磨機(jī)內(nèi)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510115610.0
• 申請(qǐng)日: 2015-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN104713556B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜振勝;姚光前;李松濤;王晗;楊爵;楊廣柱;盧忠瑜;原航輝;傅克文;安平;劉亭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海石油化學(xué)股份有限公司;湖北大峪口化工有限責(zé)任公司;儀通微感（北京）科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/16
• 分類號(hào): G01C21/16;B02C25/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,劉美麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磨球機(jī)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種球磨機(jī)內(nèi)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

球磨機(jī)是一種傳統(tǒng)的粉磨設(shè)備，靠介質(zhì)(磨球)對(duì)物料的沖擊和研磨實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的破碎。筒體繞中心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磨球和物料在離心力及摩擦力的作用下，隨筒壁上升一定的高度，然后脫離做滾落或拋落運(yùn)動(dòng)。隨著筒體的持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，處于介質(zhì)之間的物料不斷受到介質(zhì)的沖擊和研磨作用，最終被粉碎。與其它磨礦設(shè)備相比，球磨機(jī)具有物料適應(yīng)性廣、操作維護(hù)簡(jiǎn)單、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但是也有工作效率低、功耗大的缺點(diǎn)。因此，如何提高磨礦生產(chǎn)效率、降低功耗至關(guān)重要。磨球機(jī)內(nèi)的介質(zhì)作為能量的載體，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定著攜帶能量的大小，是影響球磨機(jī)效率的關(guān)鍵因素。所以研究球磨機(jī)內(nèi)介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律是研究球磨機(jī)生產(chǎn)率、優(yōu)化球磨參數(shù)和提高粉末效率等問題的基礎(chǔ)。

現(xiàn)有技術(shù)中采用攝像頭視頻監(jiān)控的方法觀測(cè)球磨機(jī)內(nèi)部介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但是該方法只能用于監(jiān)測(cè)球磨機(jī)端蓋兩側(cè)的運(yùn)動(dòng)情況；并且球磨機(jī)內(nèi)部光線昏暗，尤其在濕磨法中，介質(zhì)、研磨體以及攝像頭鏡頭極易被水汽、粉塵、泥漿等污染，很難進(jìn)行觀測(cè)；現(xiàn)有技術(shù)中的可實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)測(cè)量的檢測(cè)球公開了一種基于陀螺儀、加速度計(jì)、磁阻傳感器的監(jiān)測(cè)球進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的辦法，但是實(shí)際應(yīng)用中，由于球磨機(jī)筒體一般是金屬材料制作，磁阻傳感器在金屬容器中無(wú)法工作。另外，陀螺儀和加速度計(jì)，特別是該專利中所述ADXL345及L3G4200D誤差較大，采用積分法得到速度和位置信息誤差更大，所以目前進(jìn)行球磨機(jī)內(nèi)部介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析的方法誤差大，無(wú)法有效地反映出球磨機(jī)的研磨效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)量準(zhǔn)確，能夠監(jiān)測(cè)到球磨機(jī)內(nèi)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并且有效地反映出球磨機(jī)研磨效率的分析系統(tǒng)及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種球磨機(jī)內(nèi)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析系統(tǒng)，其特征在于：它包括若干磨球傳感器和一上位機(jī)；每一所述磨球傳感器將采集到的球磨機(jī)內(nèi)的介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給所述上位機(jī)，所述上位機(jī)對(duì)磨球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；其中，介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)包括時(shí)間戳、3軸加速度和3軸角速度；所述磨球傳感器包括一6軸慣性傳感器、一Flash存儲(chǔ)器、一第一板對(duì)板連接器、一嵌入式CPU和一電池，其中，所述6軸慣性傳感器、Flash存儲(chǔ)器、第一板對(duì)板連接器和嵌入式CPU均固定設(shè)置在一電路板上；所述6軸慣性傳感器將采集的球磨機(jī)內(nèi)部介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到所述嵌入式CPU，所述嵌入式CPU將接收到的球磨機(jī)內(nèi)部介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到所述Flash存儲(chǔ)器中；數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，所述嵌入式CPU讀取所述Flash存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，并依次通過所述第一板對(duì)板連接器和一擴(kuò)展接口電路板將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述上位機(jī)；所述電池用于為所述6軸慣性傳感器、Flash存儲(chǔ)器和嵌入式CPU進(jìn)行供電；所述上位機(jī)包括一球磨機(jī)信息管理模塊、一磨球傳感器管理模塊和一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)管理模塊；所述球磨機(jī)信息管理模塊用于球磨機(jī)基礎(chǔ)參數(shù)的記錄；所述磨球傳感器管理模塊用于對(duì)所述磨球傳感器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、讀取并存儲(chǔ)所述磨球傳感器數(shù)據(jù)；所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)管理模塊用于根據(jù)所述球磨機(jī)信息管理模塊和所述磨球傳感器管理模塊的內(nèi)容構(gòu)建實(shí)驗(yàn)記錄，實(shí)驗(yàn)記錄包括每次實(shí)驗(yàn)所采用的球磨機(jī)參數(shù)、每次實(shí)驗(yàn)所述磨球傳感器的參數(shù)以及每次實(shí)驗(yàn)時(shí)所述磨球傳感器所采集到的數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)記錄中所記載的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)和展示，得到不同參數(shù)對(duì)磨球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響以及球磨機(jī)參數(shù)對(duì)磨礦效率的影響結(jié)果。

所述擴(kuò)展接口電路板包括JTAG調(diào)試接口、USB通信接口和用于與所述磨球傳感器連接的第二板對(duì)板連接器，所述JTAG調(diào)試接口與所述上位機(jī)連接用于下載程序和調(diào)試程序，所述USB通信接口與所述上位機(jī)連接用于傳輸采集到的數(shù)據(jù)；使用時(shí)，所述磨球傳感器的所述第一板對(duì)板連接器與所述擴(kuò)展接口電路板的所述第二板對(duì)板連接器進(jìn)行插合。

使用時(shí)，將所述磨球傳感器的所述電路板采用防震材料包裝好，再封裝在密封袋內(nèi)，最后將密封好的的所述電路板放入一球形承載體中。

所述6軸慣性傳感器采用InvenSense公司MPU-6500芯片。