[實用新型]一種用于監測球磨機內部介質運動狀態的磨球傳感器

有效

• 申請號: 201520149725.7
• 申請日: 2015-03-17
• 公開（公告）號: CN204694262U
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）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（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海石油化學股份有限公司;湖北大峪口化工有限責任公司;儀通微感（北京）科技有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01K1/02;B02C25/00;G08C17/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;劉美麗

技術領域

本實用新型涉及慣性傳感器技術領域，特別是關于一種用于監測球磨機內部介質運動狀態的磨球傳感器。

背景技術

球磨機是一種傳統的粉磨設備，靠介質(磨球)對物料的沖擊和研磨實現對物料的破碎。筒體繞中心軸旋轉時，磨球、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動。與其他磨礦設備相比，球磨機具有物料適應性廣、操作維護簡單、可靠性高的優點，但是也有工作效率低、功耗大的缺點。因此，如何提高磨礦生產效率、降低功耗至關重要。目前，由于缺乏對球磨機內部監測的方法，實際作業中通常依靠經驗參數來決定磨球補充的時間、供給礦料的速率以及更換提升條的時間等。介質作為能量的載體，其運動狀態決定著攜帶能量的大小，是影響球磨機效率的關鍵因素。為了提升球磨機效率，應當監控和研究球磨機內部介質運動規律以及獲得最佳磨礦參數。

現有技術中存在采用攝像頭視頻監控的方法觀測球磨機內部介質運動狀態。但是由于球磨機內部光線昏暗，尤其在濕磨法中，介質、研磨體以及攝像頭鏡頭極易被水汽、粉塵、泥漿等污染，很難進行觀測；現有技術中存在采用陀螺儀、加速度計、磁阻傳感器的監測球實時監測運動軌跡的辦法，但是實際應用中，由于球磨機筒體一般是金屬材料制作，磁阻傳感器在金屬容器中無法工作。另外，該方法很難同時讀取多個球體數據，所以目前進行球磨機內部介質監控的方法存在不足。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種測量準確，且能夠同時讀取大量磨球數據的用于監測球磨機內部介質運動狀態的磨球傳感器。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種用于監測球磨機內部介質運動狀態的磨球傳感器，其特征在于：包括一慣性傳感器電路板、一球形承載體一電池和一無線充電接收器；所述慣性傳感器電路板、電池和無線充電接收器的外部通過包裹防振材料及防水膠袋密封成一體后放置在所述球形承載體內部，所述電池用于為所述慣性傳感器電路板進行供電，所述無線充電接收器用于為所述電池進行無線充電；所述慣性傳感器電路板包括一6軸慣性傳感器、一溫度傳感器、一無線傳輸模塊、一嵌入式CPU、一Flash存儲器和一電源管理模塊；所述6軸慣性傳感器將采集的球磨機內部磨球運動狀態數據發送到所述嵌入式CPU，所述溫度傳感器采集球磨機內部的工作環境數據發送到所述嵌入式CPU；所述嵌入式CPU將接收到的球磨機內部磨球運動狀態數據和球磨機內部的工作環境數據發送到所述Flash存儲器中；數據采集結束后，所述嵌入式CPU讀取所述Flash存儲器中的內容，并通過所述無線傳輸模塊以無線傳輸的方式發送到所述上位機；所述電源管理模塊用于監測所述電池的充放電電流并將計算所述電池電量發送到所述嵌入式CPU，當電池電量低于用戶設定的電量時，所述嵌入式CPU通過所述無線傳輸模塊向所述上位機發送報警信號；用戶根據所述上位機發出的報警信號對所述電池進行充電；所述球形承載體包括一球蓋和一球座；其中，所述球座中間部分設置有一用于放置所述慣性傳感器電路板和電池的長方形槽，所述球蓋和所述球座通過若干螺母連接成一體。

所述電池采用可充電鋰電池。

所述溫度傳感器采用SHT21芯片。

所述無線傳輸模塊采用BR-C46AR藍牙模塊。

所述嵌入式CPU采用16位超低功耗微處理器MSP430F5528。

所述Flash存儲器采用32MB的MX25L25635E串行Flash存儲芯片。

所述無線充電接收器采用5V無線充電接收器TMx-66-2M7。

所述電源管理模塊采用MAX17048G芯片。

本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本實用新型包括無線傳輸模塊和無線充電接收器，采用無線方式進行數據傳輸及為電池充電，因此能夠讓大量磨球傳感器同時上傳數據和進行充電，使實驗人員采集數據更加便利；同時，滿足球磨機工作環境及磨球傳感器封裝密閉性要求。2、本實用新型包括溫度傳感器和6軸慣性傳感器，溫度傳感器用于采集球磨機內部的工作環境數據，6軸慣性傳感器用于采集球磨機內部磨球運動狀態數據，上位機根據溫度傳感器采集的工作環境數據和6軸慣性傳感器采集的球磨機內部磨球運動狀態數據進行綜合分析從而提高上位機的分析準確度，減小分析誤差。本實用新型可以廣泛應用于球磨機內部介質運動監測過程中。

附圖說明

圖1是慣性傳感器電路板功能模塊示意圖；

圖2是本實用新型球形承載體的球蓋結構示意圖；

圖3是本實用新型球形承載體的球座結構示意圖；