CN110433926A - 一种基于智能物料的磨矿机运行状态检测***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于智能物料的磨矿机运行状态检测***及方法，属于磨矿检测技术领域。该***包括给料皮带机、水管、补加磨矿介质装置、智能物料、磨矿介质、磨矿机、振动筛、磁选机、智能介质箱和上位机；给料皮带机将矿石给入磨矿机，补加磨矿介质装置将磨矿介质给入磨矿机，智能物料随矿石和磨矿介质在磨矿机内运动，智能物料内置加速度传感器，通过连接线连接微处理器，微处理器上设置数据接口，和上位机进行数据传输。上位机对每个智能物料运动特征及受力进行分析，对磨矿机综合运动状态进行识别。本发明可实现磨矿机运行状态的直接检测和状态识别，易于实现，准确可行、实用性强，指导磨矿过程的控制，对磨矿过程的节能降耗具有重大意义。

Description

一种基于智能物料的磨矿机运行状态检测***及方法
技术领域
本发明涉及磨矿检测技术领域，特别是指一种基于智能物料的磨矿机运行状态检测***及方法。
背景技术
目前我国信息技术与传统矿物加工技术不断深度融合，矿物加工过程作为典型的流程工业，实现矿物加工过程的检测与控制对于降低生产成本，减轻劳动工人工作强度，提高生产效率意义重大；磨矿机是物料被破碎之后，再进行粉磨的关键设备。磨矿机内部负荷的变化将直接影响磨矿的效率，而筒体内部犹如黑匣子，内部负荷无法显性描述，不能判断磨矿机的实际效能。因此，实现检测磨矿机内部负荷的变化，使磨矿机运行在最佳工况状态，是提高选矿效率、降低生产成本的根本任务。磨矿机内部负荷常出现三种状态：欠负荷、正常、过负荷，除正常工作状态外，其余两种均无法使磨矿机达到最佳工作状态，磨矿机的负荷状态主要由转速、填充率、料球比、矿浆浓度、介质、级配等决定，参数之间具有一定的耦合作用。现有的检测方法：振动法、有用功率法、振声法、功率-声响法、声响-振动法，各种检测方法都各有其优缺点，测出磨矿机内部负荷参数变化对磨矿效率的影响，是整个磨矿机优化控制成败的关键，能否利用直接或间接的手段准确地预且影响磨矿机磨矿的因素。因此，根据磨机介质运动规律，采用最新信号分析技术对数据进行深入挖掘，探索特征因素所包含的潜在信息，最终实现磨矿机负荷的检测显得尤为迫切。本发明是一种基于智能物料的磨矿机运行状态检测及识别方法，用以实现磨矿机优化控制，对于磨矿机生产控制具有重要指导意义。
发明内容
本发明针对磨矿机检测技术的不足之处，提供一种基于智能物料的磨矿机运行状态检测***及方法。
该***包括给料皮带机、水管、补加磨矿介质装置、磨矿介质、智能物料、磨矿机、振动筛、智能介质箱、磁选机和上位机，其中，智能物料包括可拆分外壳、固定底座、加速度传感器、微处理器、连接线和数据接口；给料皮带机将矿石通过给料口给入磨矿机，补加磨矿介质装置将磨矿介质给入磨矿机，水管向磨矿机中注水，智能物料加入磨矿机中，磨矿机的出料口后接振动筛，振动筛后接磁选机，磁选机配置智能介质箱，加速度传感器通过连接线连接微处理器，微处理器设置数据接口，数据接口能够连接上位机。
其中，固定底座、加速度传感器、微处理器、连接线和数据接口封装在可拆分外壳中。
智能物料大小和密度根据需要配置，固定底座内能够加载铅块，智能物料的大小和密度与磨矿介质或矿石相同，以便模拟真实磨矿介质或矿石。
可拆分外壳由高强度耐磨磁性材料制成。
可拆分外壳由高铬钢、低铬钢、多元合金钢、锰系钢中的一种制成。
磨矿介质形状包括球形、棒形、短柱形、短截头锥形。
数据接口包括Type-A、Type-B、Micro-B、Type-C、RS-C、USB接口、SATA接口、DB并行接口。
磨矿机包括半自磨机、球磨机、自磨机、实验室磨矿机。
应用该检测***进行检测的方法，具体为：磨矿机磨矿过程中，矿石通过给料皮带机给入，水管通水，智能物料随磨矿介质通过补加磨矿介质装置一并加入，智能物料随磨矿介质和矿石一起运动，加速度传感器检测智能物料加速度信号，通过连接线输入微处理器，微处理器对加速度信号进行频谱分析并存储频谱信息，当智能物料从磨矿机排出后，通过磁选机将智能物料从振动筛取出，放入智能介质箱，通过数据接口将智能物料存储信息输入上位机，上位机对每个智能物料运动特征及受力进行分析，判断智能物料在磨矿机内位置和运动状态，以判断磨矿机内矿石运动状态。磨矿过程中若智能物料损坏，则添加相应数目智能物料。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明***及方法可实现磨矿机物料运动特征的示踪研究，简化了物料运动特性分析，最终实现磨矿机负荷的检测，减少了人工判断经验不足、磨矿效果波动性大的问题；智能物料的球体外壳采用耐磨高强度材料制成，其大小、尺寸、密度可控，以便模拟真实磨矿介质或矿石好，生产工艺简单，无污染，运动特性稳定；智能物料内设有加速度感应器和微处理器，能够实现其运动状态信息的采集和存储，上位机对每个智能物料运动特征及受力进行分析，实现磨矿机内物料的运动特征及所处位置的示踪，从而调节磨矿机至最佳状态。实验结果不仅对物料在磨矿机中的运动有进一步的认识，且对于生产具有重要指导意义，该***及方法可实现磨矿机运行状态检测及识别，易于实现，准确可行、实用性强，可用于磨矿机自动控制，实现节能降耗。
附图说明
图1为本发明的基于智能物料的磨矿机运行状态检测***结构示意图。
其中：1-给料皮带机，2-水管，3-补加磨矿介质装置，4-磨矿介质，5-智能物料，6-给料口，7-磨矿机，8-矿石，9-出料口，10-振动筛，11-智能介质箱，12-磁选机，13-上位机，5/1-连接线，5/2-加速度传感器,5/3-微处理器,5/4-数据接口，5/5-可拆分外壳。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种基于智能物料的磨矿机运行状态检测***及方法。
如图1所示，该***包括给料皮带机1、水管2、补加磨矿介质装置3、磨矿介质4、智能物料5、磨矿机7、振动筛10、智能介质箱11、磁选机12和上位机13，其中，智能物料5包括可拆分外壳5/5、固定底座、加速度传感器5/2、微处理器5/3、连接线5/1和数据接口5/4；给料皮带机1将矿石8通过给料口6给入磨矿机7，补加磨矿介质装置3将磨矿介质4给入磨矿机7，水管2向磨矿机7中注水，智能物料5加入磨矿机7中，磨矿机7的出料口9后接振动筛10，振动筛10后接磁选机12，磁选机12配置智能介质箱11，加速度传感器5/2通过连接线5/1连接微处理器5/3，微处理器5/3设置数据接口5/4，数据接口5/4能够连接上位机13。
其中，固定底座、加速度传感器5/2、微处理器5/3、连接线5/1和数据接口5/4封装在可拆分外壳5/5中。
应用该检测***进行检测的方法，具体为：磨矿机7磨矿过程中，智能物料5随磨矿介质4和矿石8一起运动，加速度传感器5/2检测智能物料5加速度信号，通过连接线5/1输入微处理器5/3，微处理器5/3对加速度信号进行频谱分析并存储频谱信息，当智能物料5从磨矿机7排出后，通过磁选机12将智能物料5从振动筛10取出，放入智能介质箱11，通过数据接口5/4将智能物料5存储信息输入上位机13，上位机13对每个智能物料5运动特征及受力进行分析，判断智能物料5在磨矿机7内位置和运动状态，以判断磨矿机7内矿石8运动状态。
下面结合具体实施例予以说明。
以单台磨矿机的磨矿工艺流程为例，选用半自磨机，将给料皮带机、水管、补加磨矿介质装置连接半自磨机给料口，半自磨机的出料口接振动筛，智能物料的加速度传感器采用二轴加速度传感器，微处理器采用智能芯片，智能物料大小不同，智能物料外壳材料采用高强度耐磨非金属材料，内部其余固定座加载铅块配重，固定矿浆浓度、填充率、入料粒度分布和钢球级配，选择不同料球比作为磨机负荷实验参数，加入大小、密度、数量相匹配的智能物料。不同参数的智能物料分别用于模拟不同粒径和密度的磨矿介质和矿石。智能物料随磨矿介质和矿石一起运动，加速度传感器检测智能物料的加速度信号，通过连接线输入微处理器，微处理器对加速度信号进行频谱分析，微处理器可存储加速度峰值和频谱信息，并可通过无线模块发射加速度峰值和频谱信息，上位机可通过无线基站接收智能物料发出的加速度峰值信息和频谱信息，也可通过数据接口读取智能物料中存储的信息，并对每个智能物料运动特征及所受冲击力进行分析，对磨矿机综合运动状态进行识别，以统计欠负荷、正常、过负荷三种状态下，落于提升区、死区、泻落区、抛落区钢球的大小和个数，并确定物料之间的相互作用力大小。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于智能物料的磨矿机运行状态检测***，其特征在于：包括给料皮带机(1)、水管(2)、补加磨矿介质装置(3)、磨矿介质(4)、智能物料(5)、磨矿机(7)、振动筛(10)、智能介质箱(11)、磁选机(12)和上位机(13)，其中，智能物料(5)包括可拆分外壳(5/5)、固定底座、加速度传感器(5/2)、微处理器(5/3)、连接线(5/1)和数据接口(5/4)；给料皮带机(1)将矿石(8)通过给料口(6)给入磨矿机(7)，补加磨矿介质装置(3)将磨矿介质(4)给入磨矿机(7)，水管(2)向磨矿机(7)中注水，智能物料(5)加入磨矿机(7)中，磨矿机(7)的出料口(9)后接振动筛(10)，振动筛(10)后接磁选机(12)，磁选机(12)配置智能介质箱(11)，加速度传感器(5/2)通过连接线(5/1)连接微处理器(5/3)，微处理器(5/3)设置数据接口(5/4)，数据接口(5/4)能够连接上位机(13)。
2.根据权利要求1所述的于智能物料的磨矿机运行状态检测***，其特征在于：所述固定底座、加速度传感器(5/2)、微处理器(5/3)、连接线(5/1)和数据接口(5/4)封装在可拆分外壳(5/5)中。
3.根据权利要求1所述的于智能物料的磨矿机运行状态检测***，其特征在于：所述智能物料(5)大小和密度根据需要配置，固定底座内能够加载铅块，智能物料(5)的大小和密度与磨矿介质(4)或矿石(8)相同。
4.根据权利要求1所述的于智能物料的磨矿机运行状态检测***，其特征在于：所述可拆分外壳(5/5)由高强度耐磨磁性材料制成。
5.根据权利要求4所述的于智能物料的磨矿机运行状态检测***，其特征在于：所述可拆分外壳(5/5)由高铬钢、低铬钢、多元合金钢、锰系钢中的一种制成。
6.根据权利要求1所述的于智能物料的磨矿机运行状态检测***，其特征在于：所述磨矿介质(4)形状包括球形、棒形、短柱形、短截头锥形。
7.根据权利要求1所述的于智能物料的磨矿机运行状态检测***，其特征在于：所述数据接口(5/4)包括Type-A、Type-B、Micro-B、Type-C、RS-232C、USB接口、SATA接口、DB25并行接口。
8.根据权利要求1所述的于智能物料的磨矿机运行状态检测***，其特征在于：所述磨矿机(7)包括半自磨机、球磨机、自磨机、实验室磨矿机。
9.应用权利要求1所述的于智能物料的磨矿机运行状态检测***进行检测的方法，其特征在于：磨矿机(7)磨矿过程中，智能物料(5)随磨矿介质(4)和矿石(8)一起运动，加速度传感器(5/2)检测智能物料(5)加速度信号，通过连接线(5/1)输入微处理器(5/3)，微处理器(5/3)对加速度信号进行频谱分析并存储频谱信息，当智能物料(5)从磨矿机(7)排出后，通过磁选机(12)将智能物料(5)从振动筛(10)取出，放入智能介质箱(11)，通过数据接口(5/4)将智能物料(5)存储信息输入上位机(13)，上位机(13)对每个智能物料(5)运动特征及受力进行分析，判断智能物料(5)在磨矿机(7)内位置和运动状态，以判断磨矿机(7)内矿石(8)运动状态。
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