用非接触式测速实现球磨机工作状态检测的方法及系统
专利汇可以提供用非接触式测速实现球磨机工作状态检测的方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种用非 接触 式测速实现 球磨机 工作状态检测的方法及系统，方法包括：在球磨机筒体外表面设置 镜面反射 单元，在球磨机筒体外设与反射单元运动轨迹对应的 光源 和光敏元件，光敏元件能接收反射单元反射光源的光 信号 ，并经光电转换转化为光敏元件 输出 电压 ；检测出单位时间内光敏元件输出电压的上升沿的总数，根据上升沿总数计算出球磨机转筒的转速、转动周期和转动 角 速度 ；根据工作时球磨机的转速、转动周期和转动角速度的任一参数的实际值与正常值的大小关系，确定球磨机当前工作状态，并在其为非正常工作状态时进行相应处理。能实现对球磨机工作状态自动、实时和准确的监测。，下面是用非接触式测速实现球磨机工作状态检测的方法及系统专利的具体信息内容。
1.一种用非接触式测速实现球磨机工作状态检测的方法，其特征在于，包括：
在球磨机的筒体外表面固定设置镜面反射单元，所述镜面反射单元能随转动的所述转筒绕该转筒的轴心同步运动；在所述球磨机的筒体外部设置与所述反射单元运动轨迹对应的光源和光敏元件，所述光源的发光能经所述筒体上的镜面反射单元反射给所述光敏元件，所述光敏元件能接收所述反射单元反射所述光源的光信号，并能通过光电转换将与所述球磨机转速信息对应的所述光信号转化为光敏元件输出电压；
检测得出单位时间内所述光敏元件输出电压的上升沿的总数，根据单位时间内所述光敏元件输出电压的上升沿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。
2.根据权利要求1所述的用非接触式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，在球磨机的筒体外表面固定设置镜面反射单元，所述反射单元能随所述筒体同步运动包括：
在所述球磨机的转筒的弧形外表面的任一位置固定设置镜面反射单元，所述镜面反射单元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镜面反射单元，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所述的用非接触式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，在所述球磨机的筒体外部设置与所述镜面反射单元运动轨迹对应的光源和光敏元件，所述光源的发光能经所述筒体上的镜面反射单元反射给所述光敏元件，所述光敏元件能接收所述镜面反射单元反射所述光源的光信号，并能通过光电转换将与所述球磨机转速信息对应的所述光信号转化为光敏元件输出电压包括：
所述光敏元件的接收信号为：x(t)＝s(t-τ)+n(t)；式中，x(t)为t时刻光敏元件的接收信号；τ为光在传播过程中的延时；s(t-τ)为光源照射镜面反射单元或球磨机筒体外表面产生反射时光敏元件的接收信号；n(t)为噪声，表示环境中的光源干扰产生的信号与电路中的热噪声之和；当t时刻光源照射到镜面反射单元时，s(t-τ)取到较大值；当t时刻光源照射到球磨机筒体时，s(t-τ)取到较小值，所述光敏元件输出电压为具有上升沿的周期性电压波形。
4.根据权利要求1或2所述的用非接触式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光敏元件输出电压的上升沿的总数为：
以设定的采样周期Ts对所述光敏元件输出电压进行采样，从采样结果中记录得到单位时间T内光敏元件输出电压的上升沿的总数N；
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光敏元件输出电压的上升沿的总数；
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光敏元件输出电压的上升沿的总数；
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光敏元件输出电压的上升沿的总数。
5.根据权利要求4所述的用非接触式测速实现球磨机工作状态检测的方法，其特征在于，所述光敏元件输出电压的上升沿通过以下方式确定：
若计算第i个采样点与上一个采样点的电脉冲的电压差值δi大于预设的电压阈值δ0，即δi≥δ0，则确认该采样点为光敏元件输出电压的上升沿，该光敏元件输出电压的上升沿对应的采样点序号为i。
6.根据权利要求1或2所述的用非接触式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，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筒的转动角速度ω，若转动角速度ω∈Y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；若转动角速度ω∈Y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；若转动角速度ω∈Y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；
(3)以所述球磨机的转筒的转动周期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周期的范围设定内T1≤Tω≤T2，将所述球磨机的转筒的转动周期按照工作状态的不同划分为三个集合：
Z高速＝{Tω|Tω＜T1}
Z正常＝{Tω|T1≤Tω≤T2}
Z低速＝{Tω|Tω＞T2}；
计算生产过程中实际测得的所述球磨机的转筒的转动周期Tω，若转动周期Tω∈Z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；若转动周期Tω∈Z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；若转动周期Tω∈Z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。
7.根据权利要求6所述的用非接触式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，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是根据实际生产过程中积累的先验知识，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；
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，是根据实际生产过程中积累的先验知识，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；
预先将所检测球磨机正常转速工作状态的转筒的转动周期的范围设定为T1≤Tω≤T2，是根据实际生产过程中积累的先验知识，将所检测球磨机正常转速工作状态的转筒的转动周期的范围设定为T1≤Tω≤T2。
8.一种用非接触式测速实现球磨机工作状态检测的系统，其特征在于，用于实现权利要求1至7任一项所述的方法，包括：
镜面反射单元、光源、光敏元件、采样处理装置、检测处理装置和非正常状态处理装置；
其中，
所述镜面反射单元，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；
所述光源和光敏元件，分别设置在所述球磨机外部与所述反射单元运动轨迹对应的位置，所述光源的发光能经所述筒体上的镜面反射单元反射给所述光敏元件，所述光敏元件能接收所述镜面反射单元反射所述光源的光信号，并能通过光电转换将与所述球磨机转速信息对应的所述光信号转化为光敏元件输出电压；
所述采样处理装置，分别与所述光敏元件的电压输出端和所述检测处理装置电气连接，能对所述光敏元件的输出电压进行采样，并检测得出单位时间内所述光敏元件输出电压的上升沿的总数，利用所述光敏元件输出电压的上升沿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。
9.根据权利要求8所述的用非接触式测速实现球磨机工作状态检测的系统，其特征在于，所述采样处理装置包括：
采样装置、计数装置和信号处理装置；其中，
所述采样装置，分别与所述计数装置和信号处理装置电气连接，能在预设的采样周期Ts对所述光敏元件输出电压进行采样，输出每个采样点处所述光敏元件输出电压的幅值；
所述计数装置，能根据所述采样装置采样后输出的每个采样点处所述光敏元件输出电脉冲的幅值，计算得出单位时间T内所述光敏元件输出电压的上升沿的总数；
所述信号处理装置，能根据计算得出的单位时间T内所述光敏元件输出电压的上升沿的总数，通过第一公式 计算得出所述球磨机转筒的转速n，该第一公式中，T表示单位时间，N表示单位时间内光敏元件输出电压的上升沿的总数；通过第二公式计算得出所述球磨机的转动角速度ω，该第二公式中，n表示所述球磨机转筒的转速，T表示单位时间，N表示单位时间内光敏元件输出电压的上升沿的总数；以及通过第三公式计算得出所述球磨机的转动周期Tω，该第三公式中，n表示所述球磨机转筒的转速，T表示单位时间，N表示单位时间内光敏元件输出电压的上升沿的总数。
10.根据权利要求8或9所述的用非接触式测速实现球磨机工作状态检测的系统，其特征在于，所述非正常状态处理装置内设置报警电路和/或自控电路，所述部件电路能对非正常工作状态进行报警，所述自控电路能在非正常工作状态时对球磨机进行转速调节。
用非接触式测速实现球磨机工作状态检测的方法及系统
技术领域
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发明内容
具体实施方式
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