[实用新型]基于静电法的管磨机料位检测系统

说明书

本实用新型属于管磨机料位检测领域，具体涉及一种基于静电法的管磨机料位检测系统，包括管磨机的磨筒体以及静电荷测量单元；静电荷测量单元包括设置在磨筒体长度方向上的测量磨筒体内料静电荷的多个静电传感器、与多个静电传感器连接的信号采集和处理装置以及为静电传感器供电的供电单元。本申请利用管磨机运转过程中，每转动一周，检测器能够检测到料从无到有，通过计算检测器和料接近的时间，信号周期，测算出磨筒体内物料的料位情况，以及磨转速。

技术领域

本实用新型属于管磨机料位检测领域，具体涉及一种基于静电法的管磨机料位检测系统。

背景技术

在建材、矿山、冶金、化工等行业的管磨机系统中，磨内的物料数量和粉磨效率是相关的，物料太多或太少粉磨效率都会下降，从而导致电耗增加，而管磨机内物料量的检测一直是个难题，通常采用经验判断或者基于声音和磨筒体震动的电耳技术进行判断，判断管磨机是否处于饱磨或空磨状态，通过传感器测试钢球与管磨机之间碰撞摩擦发出的声音信号(或者磨筒体震动信号)，并经过信号处理得到磨筒体内物料状态，但是磨音检测系统也有其弊端，干扰信号较多，测量很不准确。另一种是将音频检测器安装在管磨机上，情况有所改善但仍然属于磨音检测，存在弊端。也有根据物料压力带给磨筒体的形变信号检测磨筒体内料位的方法,但是因为物料的重量(研磨体+衬板+壳体)与磨筒体内物料的重量相差巨大,测量其信号对应力传感器的精度要求非常高，不利于推广应用。因此，设计一种可以精确测量磨筒体内的物料数量的检测系统意义重大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种基于静电法的管磨机料位检测系统及其使用方法。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种基于静电法的管磨机料位检测系统，包括管磨机的磨筒体以及静电荷测量单元；静电荷测量单元包括设置在磨筒体长度方向上的测量磨筒体内料静电荷的多个静电传感器、与多个静电传感器连接的信号采集和处理装置以及为静电传感器供电的供电单元。

静电传感器设置在磨筒体与衬板连接处并低于衬板，或者设置在隔仓板夹层内。

供电单元为电池或者发电机中的一种；发电机依靠磨筒体转动发电。

静电传感器与钻孔螺栓把信号引出磨体；静电传感器与螺栓接触处设置绝缘体。

本申请的检测系统的原理主要是基于磨筒体内物料带有静电，通过检测磨筒体内部的静电信号便可得知是否有物料和检测器接近，信号采集和处理装置的放大电路等部分在磨筒体外部安装固定，并随磨筒体一起旋转，静电传感器的探棒通过磨筒体与衬板连接螺栓上的预设钻孔，深入磨筒体内，探棒前端有检测帽来提高灵敏度，高度低于螺栓头部或衬板外层2-3mm，防止被磨损。

磨筒体每旋转一周都会经历静电传感器和料接触(信号表示为1)，然后再分离(信号表示为0)的周期，磨筒体不停的旋转就得到1，0交替的周期信号。Tr的计算方式为磨筒体磨旋转一周的时间刚好信号的周期,可以用计时或对信号做FFT方式求得，Ts为静电传感器与料接近的时间也可以用计时的方式得到，最后计算出Ts/Tr再经过滤波消除噪声。磨机转速(周期倒数)也同时精确测量。

磨筒体内的料位的计算公式可为(％)＝h2/r；其中r:磨筒体内的有效半径；h1:料面到磨筒体轴心的距离h1＝r*cos((π*Ts/Tr))；h2＝r–h1。

磨筒体内的料位的计算公式也可表示为：(％)＝当前磨筒体内物料占有的体积(包含研磨体)/磨筒体内总空间。由于磨筒体可以看作圆柱体所以磨筒体内物料的体积正比于截面面积，截面面积S＝π*(Ts/Tr)*r²-a*h1/2，其中，a:料面的弦长＝2*r*sin(π*Ts/Tr)。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：