专利名称：球磨机内部钢球群动态分布检测系统及方法
技术领域：
本发明涉及磨细工程机械领域，尤其涉及球磨机内的钢球群分布检测。
背景技术：
球磨机是原料被破碎之后，再进行粉碎研磨的关键设备，是工业生产企业中最重要的高细磨生产设备。在球磨机内部的介质是球石、原料、水的混合物，在球磨机不断工作进程中，随着原料细度的增加，原料与水的混合程度也越来越充分，越来越多的固体原料被研磨成细小的颗粒，细小的颗粒越来越多的悬浮在水里，构成泥浆。在球磨机工作过程中，球磨机内部的球石群运动轨迹直接影响了球磨机的工作效率和质量。由于球磨机内部复杂的工作状况，导致球磨机内部的球石群运动轨迹难以判断、难以描述。现有的技术中，一般通过球磨机壁的受力、声音、震动等检测球磨机内部介质的 分布，这样的检测方式检测精度低、可靠性差。

发明内容
本发明的目的在于提供一种球磨机内部钢球群动态分布检测系统，以解决上述技术问题。本发明的另一目的在于提供一种球磨机内部钢球群动态分布检测方法，以解决上述技术问题。本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现球磨机内部钢球群动态分布检测系统,包括一球磨机,所述球磨机上设有一球磨机盖，所述球磨机内设有球石群，其特征在于，所述球石群采用钢球制成的钢球群；所述球磨机内设有一动态分布检测系统，所述动态分布检测系统包括一组位于所述球磨机内的检测模块组，所述检测模块组包括依次连接的上部检测模块、中部检测模块、下部检测模块，所述上部检测模块、所述中部检测模块、所述下部检测模块分别包括至少一个检测模块，一个所述检测模块的顶部连接在另一个所述检测模块的底部，至少三个所述检测模块依次连接，顶部的所述检测模块连接所述球磨机盖的底部，所述检测模块组深入到所述球磨机内部；所述检测模块的内部设有一空腔，所述空腔的腔壁上设有一铁芯，所述铁芯的一端绕制有一电磁线圈，所述铁芯的另一端绕制有一感应线圈，所述感应线圈连接一信号处理模块，所述信号处理模块连接一无线发射模块；每一个所述检测模块的感应线圈均连接所述信号处理模块；所述动态分布检测系统还包括一提供电能的电源模块，所述电源模块分别连接所述电磁线圈和所述信号处理模块，为所述电磁线圈和所述信号处理模块供电。本发明直接把检测模块组深入到球磨机内部，球磨机内介质冲击检测模块组的腔壁，本发明的介质包括钢球群、矿料和水。电源模块给电磁线圈供电，当球磨机内部的钢球群靠近或碰触到铁芯开口处的检测模块时，使磁路导通，从而感应线圈感应到电动势，并将感应电动势传送给信号处理模块，信号处理模块对感应电动势进行处理后，判断检测模块组是否受到球磨机内部钢球群的冲击，并将判断信息传送给无线发射模块，通过无线发射模块将判断信息发送给外部其他设备。本发明采用多个检测模块一起检测钢球群的摩擦或撞击产生的感应电动势，并分别将感应电动势传送给信号处理模块，信号处理模块能够识别每一个感应电动势的变化情况，从而判断检测模块是否受到钢球群的冲击。上述设计的检测方式，检测精度高、可靠性强，为球磨机节能调速、球磨机内部流体分布研究，提供可靠试验数据。所述检测模块呈圆柱形，所述检测模块内的空腔呈椭圆柱形，所述铁芯设置在所述空腔的长半径所在的直线上；所述空腔的长半径所在的直线与所述球磨机的转动方向一直。上述设计的铁芯安·装在腔壁较薄的一侧，腔壁较薄的一侧又朝向球磨机转动的方向，从而使检测模块中腔壁较薄的一侧接受球磨机内部钢球群的撞击，感应线圈能够更好的感应到钢球群的撞击。所述检测模块的顶部与底部联通，并且联通所述检测模块内的空腔；所述信号处理模块和所述无线发射模块设置在所述球磨机盖内，所述球磨机盖的底部设有通孔，所述检测模块的感应线圈采用一信号线与所述信号处理模块连接，所述信号线穿过所述检测模块的顶部和所述通孔，进而与所述信号处理模块连接。所述检测模块包括两个所述铁芯，两个所述铁芯上分别绕制有所述电磁线圈和所述感应线圈，两个所述铁芯分别设置在所述空腔的长半径所在的直线的两端腔壁上，两个所述电磁线圈分别连接所述电源模块，两个所述感应线圈分别连接所述信号处理模块。当顺着球磨机转动方向安装的感应线圈有输出感应电动势时，信号处理模块认为球磨机处在推动球磨机内部钢球群的位置。当逆着球磨机转动方向安装的感应线圈有输出感应电动势时，信号处理模块认为球磨机内部钢球群处于抛落运动状态。位于下方的检测模块的信号线穿过上方的检测模块和通孔，进而连接所述信号处理模块。依次连接的上部检测模块、中部检测模块和下部检测模块连接成的长度等于球磨机内半径；位于底部的所述检测模块下方设有一密封盖，通过所述密封盖将所述检测模块密封。由于检测模块顶部与底部联通，在球磨机转动过程中，容易将球磨机内部介质带入检测模块内部，影响检测模块的检测，采用密封盖密封后，可以避免上述问题。相邻两个所述检测模块之间可拆卸连接，所述检测模块与球磨机盖之间可拆卸连接。本发明可以根据球磨机的直径大小、介质量等参数，设置检测模块的数量。所述检测模块的顶部设有内螺纹，所述检测模块的底部设有与所述内螺纹配合的外螺纹，一个所述检测模块与另一个所述检测模块采用螺纹连接。所述检测模块的顶部设有内螺纹，所述球磨机盖的底部通孔处设有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述检测模块与所述球磨机盖采用螺纹连接。两个所述检测模块之间也可以采用卡接连接，所述检测模块与所述球磨机盖底部也可以采用卡接连接。所述无线发射模块通过无线的方式无线连接一显示模块，所述显示模块可以显示每一个所述检测模块受到球磨机内部钢球群的撞击声音情况，也可以模拟显示球磨机内部钢球群的动态分别情况。以便远程查看球磨机内部钢球群的动态分布情况。所述球磨机上设有一角位移传感器，所述角位移传感器用于检测所述球磨机转动的角位移，所述角位移传感器连接所述信号处理模块，所述信号处理模块将角位移信息处理后，通过无线的方式远程显示在显示模块上。所述动态分布检测系统优选包括八个所述检测模块，八个所述检测模块依次连接形成一长条形，八个所述检测模块依次连接后所在的直线优选与所述球磨机的转轴垂直。球磨机内部钢球群动态分布检测方法，采用动态分布检测系统对球磨机内部钢球群进行检测，包括如下步骤
I)设备安装在球磨机正常工作前，将动态分布检测系统的检测模块组安装在球磨机盖底部的通孔处，并将检测模块组伸入到球磨机内部；将动态分布检测系统的信号处理模块、无线发射模块和电源模块均设置在球磨机盖中；其中，检测模块组包括依次连接的上部检测模块、中部检测模块和下部检测模块，所述上部检测模块、所述中部检测模块、所述下部检测模块分别包括至少一个检测模块；2)信号采集球磨机正常工作，信号处理模块采集检测模块组发送的感应电动势变化信号和球磨机转动的角位移；3)确定球磨机内部钢球群动态分布情况信号处理模块对感应电动势变化信号进行处理，确定球磨机内部钢球群动态分布情况。步骤3)中，在球磨机转动一周过程中，所述信号处理模块没有收到感应电动势时，所述信号处理模块认为球磨机内部没有钢球群；在球磨机转动一周过程中，所述信号处理模块实时收到所有的检测模块发送的感应电动势时，所述信号处理模块认为所述球磨机内的钢球群占球磨机内部空间的100% ；在球磨机转动一周过程中，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机下部区域时，所述信号处理模块收到所有的检测模块发送的感应电动势，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机上部区域时，所述信号处理模块没有收到所有检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块认为所述球磨机转速没有达到带动钢球群运动的转速，且球磨机内的钢球群占整个球磨机内部空间的50% ；在球磨机转动一周过程中，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机下部区域时，所述信号处理模块收到所述上部检测模块、中部检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块没有收到下部检测模块的感应电动势，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机上部区域时，所述信号处理模块没有收到任何检测模块的感应电动势，所述信号处理模块认为所述球磨机转速没有达到带动钢球群运动的转速，且球磨机内的钢球群没有占到整个球磨机内部空间的50% ；在球磨机转动一周过程中，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机下部区域时，所述信号处理模块收到所述上部检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块没有收到中部检测模块、下部检测模块的感应电动势,所述检测模块组随球磨机转动到球磨机上部区域时，所述信号处理模块没有收到任何检测模块的感应电动势，所述信号处理模块认为所述球磨机转速没有达到带动钢球群的转速，且球磨机内的钢球群没有占到整个球磨机内部空间的50% ；在球磨机转动一周过程中，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机下部区域时，所述信号处理模块收到所述上部检测模块、中部检测模块、下部检测模块发送的感应电动势，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机上部区域时，所述信号处理模块收到所述下部检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块没有收到所述上部检测模块、中部检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块认为所述球磨机转速没有达到带动钢球群运动的转速，且球磨机内的钢球群超过了整个球磨机内部空间的50% ；在球磨机转动一周过程中，所述信号处理模块实时收到上部检测模块发送的感应电动势，没有收到中部检测模块和下部检测模块发送的感应电动势；所述信号处理模块认为所述球磨机转速达到带动钢球群产生离心运动的转速，且球磨机内的钢球群处于离心状态；在球磨机转动一周过程中，所述信号处理模块实时收到上部检测模块、中部检测模块发送的感应电动势，没有收到下部检测模块发送的感应电动势；所述信号处理模块认为所述球磨机转速达到带动钢球群产生离心运动的转速，且球磨机内的钢球群处于离心状态； 在球磨机转动一周过程中，所述信号处理模块间歇性的收到上部检测模块、下部检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块一直收到中部检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块认为所述球磨机转速达到带动钢球群产生滚动抛落运动的转速，且球磨机内的钢球群运动状态存在抛落运动；在球磨机转动状态下，依据所述信号处理模块接收到的所述检测模块组发送的感应电动势，得到球磨机内部钢球群所占的比例。同一个检测模块中的至少两个所述感应线圈检测的感应电动势不同时当与球磨机转动方向相同一侧的感应线圈检测到感应电动势时，所述信号处理模块认为球磨机在推动着钢球群运动；当与球磨机转动方向相反一侧的感应线圈检测到感应电动势时，所述信号处理模块认为钢球群处于抛落状态，运动速度大于球磨机的转速。有益效果由于采用上述技术方案，本发明克服了目前研究机构所描述的球磨机内部钢球群动态分布情况不准确的缺点，实现了球磨机内部钢球群动态分布情况的实际检测。


图I为本发明检测模块的结构示意图；图2为图I顶部的结构剖视图；图3为图I中部的结构剖视图；图4为图I底部的结构剖视图；图5为本发明检测模块组的连接示意图；图6为本发明球磨机静止状态时的结构示意图；图7为本发明球磨机I内的钢球群11占整个球磨机I内部空间的50%时，检测模块组位于球磨机I上部区域时的结构示意图；图8为本发明球磨机I内的钢球群11占整个球磨机I内部空间的50%时，检测模块组位于球磨机I下部区域时的结构示意图；图9为本发明球磨机I内的钢球群11占整个球磨机I内部空间的50%时，球磨机I转动一周过程中，检测模块组输出波形图；图10为本发明球磨机I内的钢球群11没有占到整个球磨机I内部空间的50%时，检测模块组位于球磨机I上部区域时的结构示意图；图11为本发明球磨机I内的钢球群11没有占到整个球磨机I内部空间的50%时，检测模块组位于球磨机I下部区域时的结构示意图；图12为本发明球磨机I内的钢球群11没有占到整个球磨机I内部空间的50%时，球磨机I转动一周过程中，检测模块组输出波形图；
图13为本发明球磨机I内的钢球群11超过整个球磨机I内部空间的50%时，检测模块组位于球磨机I上部区域时的结构示意图；图14为本发明球磨机I内的钢球群11超过整个球磨机I内部空间的50%时，检测模块组位于球磨机I下部区域时的结构示意图；图15为本发明球磨机I内的钢球群11超过整个球磨机I内部空间的50%时，球磨机I转动一周过程中，检测模块组输出波形图；图16为本发明球磨机I内的钢球群11运动状态存在抛落运动时，检测模块组位于球磨机I上部区域时的结构示意图；图17为本发明球磨机I内的钢球群11运动状态存在抛落运动时，检测模块组位于球磨机I下部区域时的结构示意图；图18为本发明球磨机I内的钢球群11运动状态存在抛落运动时，球磨机I转动一周过程中，检测模块组输出波形图；图19为本发明球磨机I内的钢球群11处于离心状态时，检测模块组位于球磨机I下部区域时的结构示意图；图20为本发明球磨机I内的钢球群11处于离心状态时，球磨机I转动一周过程中，检测模块组输出波形图；图21为本发明球磨机I内部没有钢球群11时，检测模块组位于球磨机I上部区域时的结构示意图；图22为本发明球磨机I内部没有钢球群11时，球磨机I转动一周过程中，检测模块组输出波形图；图23为本发明球磨机I内部充满钢球群11时，检测模块组位于球磨机I下部区域时的结构示意图；图24为本发明球磨机I内部充满钢球群11时，球磨机I转动一周过程中，检测模块组输出波形图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。参照图I至图6，球磨机内部钢球群动态分布检测系统，包括球磨机1，球磨机I上设有球磨机盖2,球磨机I内设有球石群,球石群为钢球群11。球磨机I内设有一动态分布检测系统，动态分布检测系统包括一组位于球磨机I内的检测模块组，检测模块组包括依次连接的上部检测模块、中部检测模块、下部检测模块，上部检测模块、中部检测模块、下部检测模块分别包括至少一个检测模块31，一个检测模块31连接在另一个检测模块31的底部，至少三个检测模块31依次连接，顶部的检测模块31连接球磨机盖2的底部，检测模块组深入到球磨机I内部。检测模块31的内部设有一空腔，空腔的腔壁上设有一铁芯321，铁芯321的一端绕制有一电磁线圈322，铁芯321的另一端绕制有一感应线圈323，感应线圈323连接一信号处理模块33，信号处理模块33连接一无线发射模块34。每一个检测模块31的感应线圈323均连接信号处理模块33。动态分布检测系统还包括一提供电能的电源模块36，电源模块36分别连接电磁线圈322和信号处理模块33，为电磁线圈322和信号处理模块33供电。本发明直接把检测模块组深入到球磨机内部，球磨机内介质冲击检测模块组的腔壁，本发明的介质包括钢球群11、矿料和水。电源模块36给电磁线圈322供电，当球磨机I内部的钢球群11靠近或碰触到铁芯321开口处的检测模块31时，使磁路导通，从而感应线圈323感应到电动势，并将感应电动势传送给信号处理模块33，信号处理模块33对感应电动势进行处理后，判断检测模块31组是否受到球磨机I内部钢球群11的冲击，并将判断信息传送给无线发射模块34，通过无线发射模块34将判断信息发送给外部其他设备。本发明采用多个检测模块31 —起检测钢球群11摩擦或撞击产生的感应电动势，并分别将感应电动势传送给信号处理模块33，信号处理模块33能够识别每一个感应电动势的变化情况，从而判断检测模块31是否受到钢球群11的冲击。上述设计的检测方式，检测精度高、可靠性强，为球磨机节能调速、球磨机内部流体分布研究，提供可靠试验数据。参照图I、图3、图6，检测模块31呈圆柱形，检测模块31内的空腔呈椭圆柱形，铁芯321设置在空腔的长半径所在的直线上。空腔的长半径所在的直线与球磨机I的转动方向一直。上述设计的铁芯321安装在腔壁较薄的一侧，腔壁较薄的一侧又朝向球磨机I转动的方向，从而使检测模块31中腔壁较薄的一侧接受钢球群11的撞击，感应线圈323能够更好的感应到钢球群11的撞击。参照图1，检测模块31的顶部与底部联通，并且联通检测模块31内的空腔。参照图6，信号处理模块33和无线发射模块34设置在球磨机盖2内，球磨机盖2的底部设有通孔，检测模块31的感应线圈323采用一信号线与信号处理模块33连接，信号线穿过检测模块31的顶部和通孔，进而与信号处理模块33连接。位于下方的检测模块31的信号线穿过上方的检测模块31和通孔，进而连接信号处理模块33。参照图1，检测模块31包括两个铁芯321，两个铁芯321上分别绕制有电磁线圈322和感应线圈323，两个铁芯321分别设置在空腔的长半径所在的直线的两端腔壁上，两 个感应线圈323分别连接信号处理模块33。当顺着球磨机I转动方向安装的感应线圈323有输出感应电动势时，信号处理模块33认为球磨机I处在推动着钢球群11运动的位置。当逆着球磨机I转动方向安装的感应线圈323有输出感应电动势时，信号处理模块33认为钢球群11处于抛落运动状态。依次连接的上部检测模块、中部检测模块和下部检测模块连接成的长度等于球磨机I内部半径。位于底部的检测模块31下方设有一密封盖35，通过密封盖35将检测模块31密封。由于检测模块31顶部与底部联通，在球磨机I转动过程中，容易将球磨机内部介质带入检测模块31内部，影响检测模块31的检测，采用密封盖35密封后，可以避免上述问 题。
相邻两个检测模块31之间可拆卸连接，检测模块31与球磨机盖2之间可拆卸连接。本发明可以根据球磨机I的直径大小、介质量等参数，设置检测模块31的数量。两个检测模块31之间、检测模块31和球磨机盖2之间均可以采用螺纹连接方式检测模块31的顶部设有内螺纹，检测模块31的底部设有与内螺纹配合的外螺纹。检测模块31的顶部设有内螺纹，球磨机盖2的底部通孔处设有与内螺纹配合的外螺纹，检测模块31与球磨机盖2采用螺纹连接。两个检测模块31之间也可以采用卡接连接，检测模块31与球磨机盖2底部也可以采用卡接连接。无线发射模块34通过无线的方式无线连接一显示模块，显示模块可以显示每一个检测模块31受到钢球群11撞击的声音情况，也可以模拟显示球磨机I内钢球群11的动态分别情况。以便远程查看球磨机I内钢球群11动态分布情况。球磨机I上设有一角位移传感器，角位移传感器用于检测球磨机I转动的角位移，角位移传感器连接信号处理模块33，信号处理模块33将角位移信息处理后，通过无线的方式远程显示在显示模块上。参照图9、图12、图15、图18、图20、图22、图24中，显示模块显示球磨机I的角位移与相对应 的检测模块输出波形图。参照图5，动态分布检测系统优选包括八个检测模块31，八个检测模块31依次连接形成一长条形，八个检测模块31依次连接后所在的直线优选与球磨机I的转轴垂直。球磨机内部钢球群动态分布检测方法，采用上述动态分布检测系统对球磨机内部钢球群11进行检测，包括如下步骤第一步，设备安装在球磨机I正常工作前，将动态分布检测系统的检测模块组安装在球磨机盖2底部的通孔处，并将检测模块组伸入到球磨机I内部。将动态分布检测系统的信号处理模块33、无线发射模块34和电源模块均设置在球磨机盖2中。其中，检测模块组包括依次连接的上部检测模块a、中部检测模块b和下部检测模块C，上部检测模块a、中部检测模块b和下部检测模块c分别包括至少一个检测模块31。第二步，信号采集球磨机I正常工作，信号处理模块33采集检测模块组发送的感应电动势变化信号和和球磨机I转动的角位移，根据角位移信息得到球磨机I的转速信息。第三步，确定球磨机内部钢球群11动态分布情况信号处理模块33对感应电动势变化信号进行处理，确定球磨机内部钢球群11动态分布情况。在球磨机I转动状态下，依据信号处理模块33接收到的检测模块组发送的感应电动势，得到球磨机I内部钢球群11所占的比例①参照图21、图22，在球磨机I转动一周过程中，信号处理模块33没有收到感应电动势时，信号处理模块33认为球磨机I内部没有钢球群11。②参照图23、图24，在球磨机I转动一周过程中，信号处理模块33实时收到所有的检测模块31发送的感应电动势时,信号处理模块33认为球磨机I内的钢球群11占球磨机I内部空间的100%。③参照图7、图8、图9，在球磨机I转动一周过程中，检测模块组随球磨机I转动到球磨机I下部区域时，信号处理模块33收到所有的检测模块31发送的感应电动势，检测模块组随球磨机I转动到球磨机I上部区域时，信号处理模块33没有收到所有检测模块31发送的感应电动势，信号处理模块33认为球磨机转速没有达到带动钢球群11运动的转速，且球磨机I内的钢球群11占整个球磨机I内部空间的50%。
④参照图10、图11、图12，在球磨机I转动一周过程中，检测模块组随球磨机I转动到球磨机下部区域时,信号处理模块33收到上部检测模块a、中部检测模块b发送的感应电动势，信号处理模块33没有收到下部检测模块c的感应电动势，检测模块组随球磨机I转动到球磨机I上部区域时，信号处理模块33没有收到任何检测模块31的感应电动势，信号处理模块33认为球磨机转速没有达到带动钢球群11运动的转速，且球磨机I内的钢球群11没有占到整个球磨机I内部空间的50%。在球磨机I转动一周过程中，检测模块组随球磨机I转动到球磨机I下部区域时，信号处理模块33收到上部检测模块a发送的感应电动势，信号处理模块33没有收到中部检测模块b、下部检测模块c的感应电动势，检测模块组随球磨机I转动到球磨机I上部区域时，信号处理模块33没有收到任何检测模块31的感应电动势，信号处理模块33认为球磨机I转速没有达到带动钢球群11运动的转速，且球磨机I内的钢球群11没有占到整个球磨机I内部空间的50%。⑤参照图13、图14、图15，在球磨机I转动一周过程中，检测模块组随球磨机I转 动到球磨机I下部区域时，信号处理模块33收到上部检测模块a、中部检测模块b、下部检测模块c发送的感应电动势，检测模块组随球磨机I转动到球磨机I上部区域时，信号处理模块33收到下部检测模块c发送的感应电动势，信号处理模块33没有收到上部检测模块a、中部检测模块b发送的感应电动势，信号处理模块33认为球磨机转速没有达到带动钢球群11运动的转速，且球磨机I内的钢球群11超过了整个球磨机内部空间的50%。⑥参照图16、图17、图18，在球磨机I转动一周过程中，信号处理模块33间歇性的收到上部检测模块a、下部检测模块c发送的感应电动势，信号处理模块33 —直收到中部检测模块b发送的感应电动势，信号处理模块33认为球磨机转速达到带动钢球群11产生滚动抛落运动的转速，且球磨机I内的钢球群11运动状态存在抛落运动。⑦参照图19、图20，在球磨机I转动一周过程中，信号处理模块33实时收到上部检测模块a发送的感应电动势，没有收到中部检测模块b和下部检测模块c发送的感应电动势。信号处理模块33认为球磨机转速达到带动钢球群11产生离心运动的转速，且球磨机I内的钢球群11处于离心状态。在球磨机I转动一周过程中，信号处理模块33实时收到上部检测模块a、中部检测模块b发送的感应电动势，没有收到下部检测模块c发送的感应电动势。信号处理模块33认为球磨机I转速达到带动钢球群11产生离心运动的转速，且球磨机I内的钢球群11处于离心状态。同一个检测模块31中的至少两个感应线圈323检测的感应电动势不同时当与球磨机I转动方向相同一侧的感应线圈323检测到感应电动势时，信号处理模块33认为球磨机I在推动着钢球群11运动。当与球磨机I转动方向相反一侧的感应线圈323检测到感应电动势时，信号处理模块33认为钢球群11处于抛落状态，运动速度大于球磨机I的转速。实施方式一参照图5，本发明采用八个检测模块31，八个检测模块31依次连接，从顶部到底部分别为第一检测模块41、第二检测模块42、第三检测模块43、第四检测模块44、第五检测模块45、第六检测模块46、第七检测模块47、第八检测模块48。第一检测模块41顶部与球磨机盖2连接，第八检测模块48底部通过密封盖35密封。八个检测模块31中的感应线圈323分别连接位于球磨机盖2内的信号处理模块。①参照图6，当球磨机I静止时，第一检测模块41到第八检测模块48均没有受到钢球群11的撞击，无信号输出。信号处理模块33没有收到感应电动势。②参照图7，当球磨机I正常工作时，第四检测模块44到第六检测模块46受到钢球群11的冲击及压迫，信号处理模块33收到第四检测模块44到第六检测模块46的感应电动势，没有收到第一检测模块41到第三检测模块43、第七检测模块47到第八检测模块48的感应电动势，信号处理模块33认为球磨机I内含有的钢球群11正常，且检测模块31随球磨机I的转动，转动到了球磨机I上方位置。③参照图8，当球磨机I正常工作时，第一检测模块41到第五检测模块45受到钢球群11的冲击及压迫，信号处理模块33收到第一检测模块41到第五检测模块45的感应电动势，没有收到第六检测模块46到第八检测模块48的感应电动势，信号处理模块33认为球磨机I内含有的钢球群11正常，且检测模块31随球磨机I的转动，转动到了球磨机I 下方位置。④参照图10，当球磨机I正常工作时，第一检测模块41到第八检测模块48均没有受到钢球群11的作用力，信号处理模块33没有收到感应电动势，信号处理模块33认为球磨机I内含有少量钢球群11，且检测模块31随球磨机I转动，离开了钢球群11。⑤参照图11，当球磨机I正常工作时，第一检测模块41到第三检测模块43受到钢球群11的撞击，信号处理模块33收到第一检测模块41到第三检测模块43的感应电动势，没有收到第四检测模块44到第八检测模块48的感应电动势，信号处理模块33认为球磨机I内含有少量的钢球群11，且检测模块31随球磨机I的转动，转动到了球磨机I下方位置。⑥参照图19，当球磨机I正常工作时，球磨机I转动一周内，第一检测模块41到第三检测模块43始终处于钢球群11的撞击下，信号处理模块33收到第一检测模块41到第三检测模块43的感应电动势，没有收到第四检测模块44到第八检测模块48的感应电动势，信号处理模块33认为球磨机处于离心转速下。⑦参照图21，当球磨机I正常工作时，第一检测模块41到第八检测模块48均没有受到钢球群11的冲击及压迫，信号处理模块33没有收到感应电动势，信号处理模块33认为球磨机I内没有钢球群11存在。⑧参照图23，当球磨机I正常工作时，第一检测模块41到第八检测模块48均受到钢球群11的撞击，信号处理模块33收到第一检测模块41到第八检测模块48的感应电动势，信号处理模块33认为球磨机I内充满钢球群11。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.球磨机内部钢球群动态分布检测系统，包括一球磨机，所述球磨机上设有一球磨机盖，所述球磨机内设有球石群，其特征在于，所述球石群采用钢球制成的钢球群； 所述球磨机内设有一动态分布检测系统，所述动态分布检测系统包括一组位于所述球磨机内的检测模块组，所述检测模块组包括依次连接的上部检测模块、中部检测模块、下部检测模块，所述上部检测模块、所述中部检测模块、所述下部检测模块分别包括至少一个检测模块，一个所述检测模块连接在另一个所述检测模块的底部，至少三个所述检测模块依次连接，顶部的所述检测模块连接所述球磨机盖的底部，所述检测模块组深入到所述球磨机内部； 所述检测模块的内部设有一空腔，所述空腔的腔壁上设有一铁芯，所述铁芯的一端绕制有一电磁线圈，所述铁芯的另一端绕制有一感应线圈，所述感应线圈连接一信号处理模块，所述信号处理模块连接一无线发射模块；每一个所述检测模块的感应线圈均连接所述信号处理模块； 所述动态分布检测系统还包括一提供电能的电源模块，所述电源模块分别连接所述电磁线圈和所述信号处理模块，为所述电磁线圈和所述信号处理模块供电。
2.根据权利要求I所述的球磨机内部钢球群动态分布检测系统，其特征在于，所述检测模块呈圆柱形，所述检测模块内的空腔呈椭圆柱形，所述铁芯设置在所述空腔的长半径所在的直线上； 所述空腔的长半径所在的直线与所述球磨机的转动方向一直。
3.根据权利要求2所述的球磨机内部钢球群动态分布检测系统，其特征在于，所述检测模块的顶部与底部联通，并且联通所述检测模块内的空腔； 所述信号处理模块和所述无线发射模块设置在所述球磨机盖内，所述球磨机盖的底部设有通孔，所述检测模块的感应线圈采用一信号线与所述信号处理模块连接，所述信号线穿过所述检测模块的顶部和所述通孔，进而与所述信号处理模块连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的球磨机内部钢球群动态分布检测系统，其特征在于，所述检测模块包括两个所述铁芯，两个所述铁芯上分别绕制有所述电磁线圈和所述感应线圈，两个所述铁芯分别设置在所述空腔的长半径所在的直线的两端腔壁上，两个所述电磁线圈分别连接所述电源模块，两个所述感应线圈分别连接所述信号处理模块。
5.根据权利要求I所述的球磨机内部钢球群动态分布检测系统，其特征在于，依次连接的上部检测模块、中部检测模块和下部检测模块连接成的长度等于球磨机内半径； 相邻两个所述检测模块之间可拆卸连接，所述检测模块与球磨机盖之间可拆卸连接； 位于底部的所述检测模块下方设有一密封盖，通过所述密封盖将所述检测模块密封。
6.根据权利要求5所述的球磨机内部钢球群动态分布检测系统，其特征在于，所述无线发射模块通过无线的方式无线连接一显示模块。
7.根据权利要求6所述的球磨机内部钢球群动态分布检测系统，其特征在于，所述球磨机上设有一角位移传感器，所述角位移传感器用于检测所述球磨机转动的角位移，所述角位移传感器连接所述信号处理模块，所述信号处理模块将角位移信息处理后，通过无线的方式远程显示在显示模块上。
8.球磨机内部钢球群动态分布检测方法，采用权利要求I所述的动态分布检测系统对球磨机内部钢球群进行检测，其特征在于，包括如下步骤1)设备安装在球磨机正常工作前，将动态分布检测系统的检测模块组安装在球磨机盖底部的通孔处,并将检测模块组伸入到球磨机内部； 将动态分布检测系统的信号处理模块、无线发射模块和电源模块均设置在球磨机盖中； 所述检测模块组包括依次连接的上部检测模块、中部检测模块和下部检测模块，所述上部检测模块、所述中部检测模块、所述下部检测模块分别包括至少一个检测模块； 2)信号采集球磨机正常工作，信号处理模块采集检测模块组发送的感应电动势变化信号和球磨机转动的角位移； 3)确定球磨机内部钢球群动态分布情况信号处理模块对感应电动势变化信号进行 处理，确定球磨机内部钢球群动态分布情况。
9.根据权利要8所述的球磨机内部钢球群动态分布检测方法，其特征在于，步骤3)中，在球磨机转动一周过程中，所述信号处理模块没有收到感应电动势时，所述信号处理模块认为球磨机内部没有钢球群； 在球磨机转动一周过程中，所述信号处理模块实时收到所有的检测模块发送的感应电动势时，所述信号处理模块认为所述球磨机内的钢球群占球磨机内部空间的100% ； 在球磨机转动一周过程中，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机下部区域时，所述信号处理模块收到所有的检测模块发送的感应电动势，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机上部区域时，所述信号处理模块没有收到所有检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块认为所述球磨机转速没有达到带动钢球群运动的转速，且球磨机内的钢球群占整个球磨机内部空间的50% ； 在球磨机转动一周过程中，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机下部区域时，所述信号处理模块收到所述上部检测模块、中部检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块没有收到下部检测模块的感应电动势，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机上部区域时，所述信号处理模块没有收到任何检测模块的感应电动势，所述信号处理模块认为所述球磨机转速没有达到带动钢球群运动的转速，且球磨机内的钢球群没有占到整个球磨机内部空间的50% ； 在球磨机转动一周过程中，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机下部区域时，所述信号处理模块收到所述上部检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块没有收到中部检测模块、下部检测模块的感应电动势，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机上部区域时，所述信号处理模块没有收到任何检测模块的感应电动势，所述信号处理模块认为所述球磨机转速没有达到带动钢球群运动的转速，且球磨机内的钢球群没有占到整个球磨机内部空间的50% ； 在球磨机转动一周过程中，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机下部区域时，所述信号处理模块收到所述上部检测模块、中部检测模块、下部检测模块发送的感应电动势，所述检测模块组随球磨机转动到球磨机上部区域时，所述信号处理模块收到所述下部检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块没有收到所述上部检测模块、中部检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块认为所述球磨机转速没有达到带动钢球群运动的转速，且球磨机内的钢球群超过了整个球磨机内部空间的50% ； 在球磨机转动一周过程中，所述信号处理模块实时收到上部检测模块发送的感应电动势，没有收到中部检测模块和下部检测模块发送的感应电动势；所述信号处理模块认为所述球磨机转速达到带动钢球群产生离心运动的转速，且球磨机内的钢球群处于离心状态；在球磨机转动一周过程中，所述信号处理模块实时收到上部检测模块、中部检测模块发送的感应电动势，没有收到下部检测模块发送的感应电动势；所述信号处理模块认为所述球磨机转速达到带动钢球群产生离心运动的转速，且球磨机内的钢球群处于离心状态；在球磨机转动一周过程中，所述信号处理模块间歇性的收到上部检测模块、下部检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块一直收到中部检测模块发送的感应电动势，所述信号处理模块认为所述球磨机转速达到带动钢球群产生滚动抛落运动的转速，且球磨机内的钢球群运动状态存在抛落运动； 在球磨机转动状态下，依据所述信号处理模块接收到的所述检测模块组发送的感应电动势，得到球磨机内部钢球群所占的比例。
10.根据权利要8所述的球磨机内部钢球群动态分布检测方法，其特征在于，同一个检测模块中的至少两个所述感应线圈检测的感应电动势不同时当与球磨机转动方向相同一 侧的感应线圈检测到感应电动势时，所述信号处理模块认为球磨机在推动着钢球群运动；当与球磨机转动方向相反一侧的感应线圈检测到感应电动势时，所述信号处理模块认为钢球群处于抛落状态，运动速度大于球磨机的转速。
全文摘要
本发明涉及磨细工程机械领域，尤其涉及一种球磨机。球磨机内部钢球群动态分布检测系统，包括球磨机，球磨机上设有球磨机盖，球磨机内设有采用钢球制成的钢球群。球磨机内还设有一动态分布检测系统。球磨机内部钢球群动态分布检测方法，采用动态分布检测系统对球磨机内部钢球群进行检测，包括如下步骤1)设备安装；2)信号采集；3)确定球磨机内部钢球群动态分布情况。由于采用上述技术方案，本发明克服了目前研究机构所描述的球磨机内部钢球群动态分布情况不准确的缺点，实现了球磨机内部钢球群动态分布情况的实际检测。
文档编号G01D21/00GK102798410SQ20121006013
公开日2012年11月28日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者马立修, 魏佩瑜, 谭博学, 申晋, 刘伟, 王雅静, 贾民平, 许飞云, 胡建中, 黄鹏 申请人:山东理工大学