可實現球磨機介質運動測量的檢測球的製作方法

2023-07-30 14:28:21

專利名稱：可實現球磨機介質運動測量的檢測球的製作方法
技術領域：
本發明涉及球磨機，尤其是一種球磨機介質運動測量裝置。
背景技術：
球磨機在上述工業領域中的使用已經有很長的一段時期，但是其功耗高產能低的問題一直沒有得到很好的解決，球磨介質的運動規律也沒有很明確的被揭示出來，粉磨作業各項工作參數的設定也沒有準確而統一的標準。解決這些問題的新思路、新方法不斷的被提出，如改變襯板的形狀，改變球磨介質的大小配比，改變裝填率和轉速率等一系列措施，雖然球磨機的某些指標在一定程度上得到了改善，但是根本的問題並沒有得到本質上的解決，其中一個重要原因，是缺乏有效的檢測裝備，無法對不同參數產生的不同運動狀態進行觀察和分析，所以進行相關理論的研究就缺少了試驗數據的支撐，故而無法得到新的理論。

發明內容
為了克服已有球磨機無法有效獲得介質工作狀態的不足，本發明提供一種能夠實時監測介質工作狀態、實用性良好的可實現球磨機介質運動測量的檢測球。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種可實現球磨機介質運動測量的檢測球，所述檢測球包括上半球和下半球，所述上半球和下半球連接，所述上半球和下半球之間設有由溫度氣壓傳感器、磁阻傳感器、三維加速度傳感器和三軸佗螺儀組成的數據採集模塊；數據保存模塊與上半球之間設有由控制器組成的單片機控制模塊，所述單片機控制模由晶體振蕩器及電源開關構成單片機最小系統。進一步，所述單片機控制模塊與數據存儲器、RS232接口和通信指示燈連接。本發明的技術構思為球磨介質運動狀態獲取裝置主要包括三個主要部分，首先是檢測球數據採集模塊，此模塊通過MEMS慣性器件實現獲取介質在運動時的三軸加速度、三軸角速度、三軸磁分量、溫度、氣壓等數據功能，其次是檢測球數據存儲模塊，此模塊可以實現數據的存儲功能，最後是控制模塊，此模塊通過編寫好的程序控制數據採集和數據保存，同時此模塊外擴展RS232通信接口和通信指示燈，這樣可以便於將保存到存儲器中的數據發送至上位機中分析處理，以獲得介質的運動狀態的功能。本發明的有益效果主要表現在能夠實時監測介質工作狀態(空間位置、三軸速度與加速度)、實用性良好。


圖I是可實現球磨機介質運動測量的檢測球的正面圖。圖2是可實現球磨機介質運動測量的檢測球的背面圖。圖3是檢測球的電路硬體結構框圖。
圖4是檢測求的電路硬體原理圖。圖5是運動測量單元的結構框。圖6是以檢測球為主體的載體坐標系和以球磨機筒體為中心固定不動的球狀測量坐標系的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步描述。
參照圖I 圖6，一種可實現球磨機介質運動測量的檢測球，具有上半球I、下半球2，上下半球通過螺紋連接與卡口固定，上下半球之間設有由溫度氣壓傳感器3、磁阻傳感器5、三維加速度傳感器6和三軸佗螺儀7組成的數據採集模塊；數據保存模塊與上半球之間設有由控制器8組成的單片機控制模塊，該模塊由晶體振蕩器及電源開關構成單片機最小系統；控制模塊外擴展數據存儲器12、RS232接口 11、通信指示燈9，這樣便於數據的存儲以及將數據發送至上機機相應軟體中進行處理，檢測球內部各模塊間通過IIC總線進行數據傳輸、由5V鋰電池4供電。運動測量單元的結構框如圖5如下所示。在測量系統中，有如圖6所示的以檢測球為主體的載體坐標系(b系,XbYbZb軸)和以球磨機筒體為中心固定不動的球狀測量坐標系(P系，XpYpZp軸),而從b系至p系的轉換關係可通過以下順序的三次旋轉得到
xPyPzP >x'y'zXSr ubybzb通過上述的轉換關係，即
X6I I 0 0 cos 0 0 -sin^ cosy/ sin ^ 0 xpJ6 = 0 cosy sin/ 0 10 -sin ^ cosy 0 yp zbJ 0 -sin, cosf sin ^ 0 cos ^ 0 0 I zp即有yb =T yp
3」l3_從載體坐標軸到測量坐標軸轉換的方向餘弦矩陣T為捷聯矩陣，通過解算更新捷聯矩陣T，便可得到每一步長兩坐標系之間的映射關係。介質在筒體內部作空間三維運動，根據空間三維運動分解可將介質在筒體內的運動分解為空間直線運動和空間轉動，由牛頓定律和運動學方程及能量方程可知
空間直線運動時有
權利要求
1.一種可實現球磨機介質運動測量的檢測球，其特徵在於所述檢測球包括上半球和下半球，所述上半球和下半球連接，所述所述上半球和下半球之間設有由溫度氣壓傳感器、磁阻傳感器、三維加速度傳感器和三軸佗螺儀組成的數據採集模塊；數據保存模塊與上半球之間設有由控制器組成的單片機控制模塊，所述單片機控制模由晶體振蕩器及電源開關構成單片機最小系統。
2.如權利要求I所述的可實現球磨機介質運動測量的檢測球，其特徵在於所述單片機控制模塊與數據存儲器、RS232接口和通信指示燈連接。
全文摘要
一種可實現球磨機介質運動測量的檢測球，包括上半球和下半球，所述上半球和下半球連接，所述所述上半球和下半球之間設有由溫度氣壓傳感器、磁阻傳感器、三維加速度傳感器和三軸佗螺儀組成的數據採集模塊；數據保存模塊與上半球之間設有由控制器組成的單片機控制模塊，所述單片機控制模由晶體振蕩器及電源開關構成單片機最小系統。本發明提供一種能夠實時監測介質工作狀態、實用性良好的可實現球磨機介質運動測量的檢測球。
文檔編號G01D21/02GK102749099SQ20121015944
公開日2012年10月24日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者劉軍德, 孫毅 申請人:浙江工業大學